【正文】 感謝在實驗樓的老師，在炎熱的夏天，仍然在這里不厭其煩地為學生服務，督促我們做好畢業(yè)設計。老師多次詢問研究進程，有許多我不懂的地方，老師都輔之以耐心的講解，不厭其煩的陳述，對此我對房老師表示最真摯的感謝。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。這次的課程設計，讓我鞏固了學過的知識，也發(fā)現(xiàn)了不少問題和難題，也明白了“想”和“做”，理論和實踐之間是有距離的，所以在以后的學習中，更要注重理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，勤學多練，這樣編程能力才能提高。在設計的過程中，單片機課程設計重點和難點在于軟件算法的設計，把流程圖轉換成需要的程序算法，是一件比較辛苦的事，同時也是一件很有趣的事，尤其是幾經(jīng)修改才終于寫出一個可以編譯通過，仿真成功的程序來，看著幾百行的源代碼的確很有成就感。學會了好多軟件來畫原理圖，利用以前學過的語言來編寫程序。圖49 T0中斷服務程序流程第五章 總結通過這次做畢業(yè)設計我學了很多東西，認識了一些芯片溫度傳感器DS18B緩沖器74LS245,以及單片機、數(shù)碼管、鍵盤模塊、電動閥電磁閥等，了解了它們的結構和性能，同時也鞏固了一些單片機的基礎知識，以及元器件的一些常識。圖48鍵盤程序管理流程圖對實際輸出電壓的采樣是通過TLC2543完成的，每次采樣由定時器T0通過中斷方式完成。（3）確定閉合鍵的物理位置：采取逐條I/O端口線查詢方式確定被按鍵的物理位置。溫度數(shù)據(jù)移入顯示寄存器十位數(shù)0？百位數(shù)0？十位數(shù)顯示符號百位數(shù)不顯示百位數(shù)顯示數(shù)據(jù)（不顯示符號） 結束NNYY圖47 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序流程圖在設計鍵盤輸入程序時有以下幾個關鍵點需要注意：（1）判斷鍵盤上是否有鍵閉合：采用程序控制方式、定時控制方式對鍵盤進行掃描。其流程圖如下圖46所示圖46電氣測量流程圖A表示要測的模擬通道號，B表示測量次數(shù)，本設計為了提高測量精度，每一模擬量測量三次，單片機處理數(shù)據(jù)時取其平均值. 顯示數(shù)據(jù)刷新子程序主要是對顯示緩沖器中的顯示數(shù)據(jù)進行刷新操作，當最高顯示位為0時將符號顯示位移入下一位。溫度轉換命令子程序流程圖如上圖，圖45所示圖45 溫度轉換流程圖本部分需要采集的量主要有電壓值、電流值所使用的A/D轉換器為11路模擬量輸入轉換精度為12位的TLC2543，本設計使用其中的2路模擬量輸入。圖43溫度計主程序流程圖 圖44讀溫度流程圖讀出溫度子程序的主要功能是讀出RAM中的9字節(jié)，在讀出時需進行CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數(shù)據(jù)的改寫。溫度子程序的主要功能是負責溫度的實時顯示、讀出并處理DS18B20的測量的當前溫度值，溫度測量每1s進行一次。圖42為屋內控制器的主程序。 主程序的設計功能：實現(xiàn)W77E58255等的初始化，顯示開機狀態(tài)，設置各項標志位，上電后系統(tǒng)開始運行，檢測各種信息反饋到單片機中。濾波電路與+5V電源相同，只是電容耐壓值應為100V。其計算公式與+5V電源相同，計算可得得 ，取，所以選擇220V/18V變壓器。穩(wěn)壓芯片之后的電容值可以取得相對小一些，這里為了得到電壓更穩(wěn)定仍然使用470uF的電容。因為為10V電壓，整流二極管所承受的最大反向電壓，考慮留有一定裕量，所選用整流二極管的最大反向峰值電壓，故可以選擇1N4001型整流二極管，該型號二極管的最大反向峰值電壓為50V，可以滿足要求。圖328多級電源電路.+5V 電源 穩(wěn)壓器選擇LM7805芯片，—35V，典型值為10V，橋式整流后輸出電壓的平均值約為10V，設穩(wěn)壓芯片輸入電壓為，橋式整流電路的輸入電壓為，即變壓器二次側電壓。由于整流、濾波電路輸出的直流電壓穩(wěn)定性較差，當電網(wǎng)電壓波動或負載變化時輸出電壓也隨之而變化，采用穩(wěn)壓電路后，輸出電壓的穩(wěn)定程度將大為提高。圖327 交變直的框圖變壓器的初級一側為220V 交流電壓，次級一側電壓可以根據(jù)所需直流電壓的大小，通過選擇適當?shù)淖儔罕葋淼玫?。在電源電路的設計中，整體設計思路是：首先使用變壓器將較高電壓轉換為低電壓，然后經(jīng)過橋式整流電路轉換為直流，再由電容濾波，然后經(jīng)過LM78系列穩(wěn)壓芯片產(chǎn)生穩(wěn)壓為系統(tǒng)提供所需要的電源。用于向主控制器傳送信息，主控制器要用到兩個通信電路，一個接屋內控制器，一個接上位機。其中DE、RE接在一起來接8255的PC6端，相當于片選。圖326 通信電路通信電路可實時將房間的實際溫度及用水量傳輸?shù)街骺刂葡到y(tǒng)中。使用MAX1487則為半雙工應用設計。接收器輸入具有失效保護特性，當輸入開路時，可以確保邏輯高電平輸出。所有器件都工作在5V單電源下。A之間。它在在驅動器禁用的空載或滿載狀態(tài)下，吸取的電源電流在120181。MAX487是用于RS485通信的低功耗收發(fā)器，具有一個驅動器和一個接收器。從而實現(xiàn)單片機對電動調節(jié)閥門閥門的控制。數(shù)字信號由PC口輸入到DA轉換器中變成模擬信號，再與外部的基準電壓進行計較，高于2V的輸出，在經(jīng)過運算放大傳到AD694中，進行壓變流的轉換。16腳（VOSADI）：同上屋外主控制器的電動閥驅動控制電路的原理圖如圖325所示。+—+36V14腳（BWADJ）：帶寬調節(jié)端。11腳（Iout）：增壓引腳。12腳（BOOST）：電流輸出端。接地，輸出420mA；接=3V電壓，輸出020mA。腳7與腳8短接時，得到2V參考電壓。采用10V參考電壓時。:該引腳上電壓不允許超過1V。接地：02V；懸空：010V’5腳（COM）：公共端。3腳（+SIG）： 緩沖放大器的正輸入引腳。圖324 AD694的管腳圖1腳（FB： 緩沖放大器輸出引腳。它將輸入電壓信號轉換成標準的4～20mA電流信號，可廣泛應用于壓力、流量、溫度等信號的參數(shù)傳遞和對閥、調節(jié)器以及過程控制中一些常用設備的控制。C5和C6的作用是為了消除在負載電流變化時不致引起電壓較大的波動，消除高頻噪聲和改善輸出的瞬態(tài)特性。表33 REF2920AIDBZT是電源特性：輸出電壓(V):靜態(tài)電流(μA):50容限(%2輸入電壓最小值(V)輸入電壓最大值(V)溫度系數(shù)(ppm/℃)35封裝/溫度(℃)3SOP/40~85描述2V電壓基準2V的基準原理圖如圖323所示。此時就用到了基準電源芯片REF2920AIDBZT。其管腳圖如圖322所示。本設計用到了DA轉換芯片MAX539，變流器AD694，還有一個設定2V的基準電源。當按鍵按下復位按鈕，PC5端又翻轉為低電平，Q3截止、Q2截止即開關處于關斷狀態(tài)，電源停止供電。屋內的溫度正常，不需要控制電磁閥時，單片機通過PC5端輸出低電平導通晶體管Q3截止，則Q2截止，電源處于關斷狀態(tài)。屋內控制器驅動電路如321所示。調節(jié)螺釘A、B可調節(jié)介質粘度適用范圍和主閥開關時間，并可在主閥磨損后進行補償。本設計的電磁閥采用新型多功能電磁閥。另外該電路并帶可充電電池。為了防止系統(tǒng)在運行時掉電，采用一個紐扣電池為時鐘芯片供電，這樣芯片就可以在掉電時仍然正常工作，重啟時不需要重新設置時間。系統(tǒng)時鐘采用 PCF8583 芯片，它提供準確的日期和時鐘，保證單片機對暖期、供暖時段進行正確的分析。EEPROM在寫入數(shù)據(jù)時，仍要利用一定的編程電壓，此時，只需用廠商提供的專用刷新程序就可以輕而易舉地改寫內容，所以，它屬于雙電壓芯片。預存水量不足時單片機會發(fā)出一個射頻卡預設的信息,輸出高電平接至蜂鳴器電路，三極管集射導通，蜂鳴器電路導通報警。圖319報警電路其中NPN小功率三極管采用8050，其最大集電極電流為500mA，完全滿足蜂鳴器驅動的需要。壓力傳感器用來測量主管道的壓力，方便供暖監(jiān)控中心對供暖管道進行檢測和維修，當管道發(fā)生故障時，要用到有蜂鳴器組成的報警電路。 報警電路的設計由于設計要求時采用射頻卡設置預存消耗水量值，預存水量不足時，發(fā)出報警。圖317 射頻卡接收電路當射頻卡通過J2接入電路時，,輸出高電平電路，三極管集射導通，蜂鳴器B2導通。主要是采用射頻卡設置預存消耗水量值。這樣顯示器的段口地址為FCF7H，位口地址為FDF7H。PC低4位作為輸入口。圖316鍵盤顯示接口的電路8255的D0口接單片機的P0口，A0、。8051的/RD和/PSEN相與后接DIR，使得RD且PSEN有效時，74LS245輸入（←D1），其它時間處于輸出（→D1）。 由于P2口始終輸出地址的高8位，接口時74LS245的三態(tài)控制端1G和2G接地，P2口與驅動器輸入線對應相連。 當單片機的P0口總線負載達到或超過P0最大負載能力時，必須接入74LS245等總線驅動器。 雙列直插封裝圖如315所示。同時必須具有與外設連接的接口A、B、用+5V單電源供電，能在以下三種方式下工作。下面先對8255與74LS245做一下簡單介紹。采用4*2鍵盤，6位數(shù)碼管通過8255A與單片機相連。顯示電路的電路圖314是所示。段選碼，位選碼每送入一次后延時1mS，（100mS），所以每位顯示的時間不能超過20MS，并保持延時一段時間，以造成視覺暫留效果，給人看上去每個數(shù)碼管總在亮。例如，要求顯示“LL020”時，I/O1和I/O2輪流送入段選碼、位選碼在多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制。在此瞬間，段選控制I/O口輸出相應字符段選碼（字型碼），而位選則控制I/O口在該顯示位送入選通電平（因為LED為共陰，故應送低電平），以保證該位顯示相應字符。由于所有6位段皆由一個I/O口控制，因此，在每一瞬間，6位LED會顯示相 同的字符。完成后可按返回鍵。這8個鍵的功能為左右移動、上下移動、返回、確認、開機、功能選擇。這時候控制器知道有按鍵被按下，但只能判斷出在哪一行，不能判斷出在哪一列，因此接下來就要進行鍵盤掃描，以確定具體是哪個按鍵被按下。列線通過上拉電阻接到+5V上。鍵盤電路主要是通過鍵盤可以設置5個時段溫度；同時實現(xiàn)溫度、流量、壓力等狀態(tài)信息的調整，以及它們的顯示信息的切換。壓力傳感器輸出的電流信號，而該電路輸出的電壓信號經(jīng)過A/D轉換電路變成數(shù)字信號傳到單片機的P1口內。此處用到的A/D轉換器為TLC2543。圖311 壓力傳感器的管腳圖工作原理：因為壓力傳感器輸出信號是050mV的電壓信號，經(jīng)過兩個運算放大器LM324組成放大電路獲得05V的電壓。本設計采用PC封裝式壓力傳感器 雙列直插封裝 1220型中壓傳感器。壓電效應是壓電傳感器的主要工作原理，壓電傳感器不能用于靜態(tài)測量，因為經(jīng)過外力作用后的電荷，只有在回路具有無限大的輸入阻抗時才得到保存。而該電路輸出的電壓信號經(jīng)過A/D轉換電路變成數(shù)字信號傳到單片機的P1口內。D3起到穩(wěn)壓的作用。流量監(jiān)測