【正文】 液位檢測 將自制的測水位導線放入水中，通電之后，顯示當前的水位。 焊接后的檢查：焊接結束后必須檢查有無漏焊、虛焊以及由于焊錫流淌造成的元件短路。 安裝時接地與屏蔽要充分利用，接地與屏蔽一是消除外辦對產品的電磁干擾，二是消除產品對外辦的電碰干擾，三是減少產品內部的相互電磁干擾。 保證機械強度，電子產品在使用過程中，不可避免的需要運輸和搬動，會發(fā)聲各種有意或無 意達到振動，沖擊，如果機械安裝不夠牢固，電氣連接不夠可靠，都有可能因為加速度的瞬間受力使裝置受到損害。觀察有沒有焊接點短路，虛焊，多余的管腳有沒有剪去。 檢查印刷電路是否設計正確，元器件位置是否安裝正確。 調試步驟 對于整個系統(tǒng)制作完成后，調試工作是 非常重要的一個環(huán)節(jié)，它直接關系到系統(tǒng)能否正常工作。元件安裝時我們要保證導通與絕緣的電器性能、保證機械強度、抱著那個傳熱的要求和安裝時接地與屏蔽要充分利用。 讀溫度 N Y N 圖 圖 Y 發(fā) DS18B20 復位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作， CRC 校驗 9 字節(jié)完？ CRC校驗正？確？ 移入溫 度暫存器 結束 N N Y 開始 掃描鍵值 是否有鍵按下 延時 10ms 去抖動 是否有鍵按下 提取鍵值 調用鍵盤處理子程序 結束 Y 苗曦露： 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 36 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 37 第 5 章 系統(tǒng)調試 硬件調試 制造電子產品，可靠性與安全是兩個重要因素，而零件的安裝對于保證產品的安全可靠是至關重要的。再次掃描，如果按鍵為高電平說明按鍵松開。消除按鍵的抖動，通常用軟件消除的方法。因此，通過判斷電平的高低，就可以確定是否有鍵按下。其程序流圖如圖所示： 圖 溫度采集程序 控制按鍵設計 按鍵的確認就是判斷按鍵是否閉合，反映在電壓上就是和按鍵相連的引腳呈現(xiàn)出高電平還是低電平。 苗曦露： 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 32 圖 繼電器控制電路 圖 繼電器控制電路 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 33 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 主程序設計 為了保證系統(tǒng)的正常運行，當系統(tǒng)開機后，即單片機上電復位開始運行后，需要對硬件各部分進行自動檢查，如果正常，系統(tǒng)就可以繼續(xù)往下執(zhí)行，如果不正常就必須出錯報警，以便人工修正，為系統(tǒng)的正常運行作好準備。 繼電器可以模擬的完成實物上的自動控制。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。當線圈斷電后， 電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。 電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。 圖 水位監(jiān)測電路 水位用三根導線，一個是電源負極，當導線接觸到水后，由于水的導電性，使得兩外兩根導線也是低電平，從而使三極管 9012 導通， 和 是低電平，當兩根導線不接觸水的時候，輸出是高電平。 二、 水位檢測 我們把儲水箱大致分為 3 份，水位由潛入熱水器的儲水箱不同深度的水位電極和潛入儲水箱底部的公共電極（導線）進行檢測；由單片機依次使各水位電極呈現(xiàn)高電平，由公共電極所接的三極管進行電位轉換，水位到達的電極，轉換電位為低（ 0）；水位沒有到達的電極，轉換電位為高（ 1）；每檢 測一位便得到一位數(shù)據(jù)， 3個電極檢測一遍以后便得到了 3個串行數(shù)據(jù)，然后把這 3 個數(shù)據(jù)轉化為字節(jié)一路送發(fā)光二極管；在這里我們可以用發(fā)光二極管亮的盞數(shù)來顯示水位的高低。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。所有時序都是將主機作為主設備，單總線器件作為從設備。 DS18B20 有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的。 當 DS18B20 處于寫存儲器操作和 溫度 A/D 轉換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。 表 一部分溫度對應值表 溫度 /℃ 二進制表示 十六進制表示 +125 0000 0111 1101 0000 07D0H +85 0000 0101 0101 0000 0550H + 0000 0001 1001 0000 0191H + 0000 0000 1010 0001 00A2H + 0000 0000 0000 0010 0008H 0 0000 0000 0000 1000 0000H 1111 1111 1111 0000 FFF8H 1111 1111 0101 1110 FF5EH 1111 1110 0110 1111 FE6FH 55 1111 1100 1001 0000 FC90H DS18B20 溫度傳感器與單片機的接口電路 DS18B20 可以采用兩種方式供電，一種是采用電源供電方式，此時 DS18B20 的 1腳接地， 2腳作為信號線， 3腳接電源。 減 法計數(shù)器 1對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行減法計數(shù)，當減法計數(shù)器 1的預置值減到 0時，溫度寄存器的值將加 1，減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入，減法計數(shù)器1重新開始對低溫度系數(shù)晶振產生的脈沖信號進行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器計數(shù)到0時，停止溫度寄存器的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值。器件中還有一個計數(shù)門，當計數(shù)門打開時， DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度測量。表 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù)。單片機可以通過單線接口讀出該數(shù)據(jù)，讀數(shù)據(jù)時低位在先，高位在后，數(shù)據(jù)格式以 ℃／ LSB 形式表示。 當 DS18B20 接收到溫度轉換命令后，開始啟動轉換。 高速暫存 RAM 的第 8字節(jié)保留未用，表現(xiàn)為全邏輯 1。 I/O C 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高速緩存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 苗曦露： 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 28 TM R1 1R0 1 1 1 1 .... 圖 DS18B20字節(jié)定義 由表 可見， DS18B20 溫度轉換的時間比較長，而且分辨率越高，所需要的溫度數(shù)據(jù)轉換時間越長。該字節(jié)各位的定義如圖 所示。第 5個字節(jié)，為配置寄存器，它的內容用于確定溫度值的數(shù)字轉換分辨率。高速暫存 RAM 的結構為 8字節(jié)的存儲器，結構如圖 3所示。溫度報警觸發(fā)器ＴＨ和ＴＬ，可通過軟件寫入戶報警上下限。 DS18B20 的性能特 點如下： ●獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信； ●多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能； ●無須外部器件； ●可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為 ~； ●零待機功耗； ●溫度以 9 或 12 位數(shù)字； ●用戶可定義報警設置； ●報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件； ●負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作； DS18B20 采用 3 腳 PR－ 35 封裝或 8腳 SOIC 封裝，其內部結構框圖如圖 所示。 3 VDD 可選擇的 VDD 引腳。開漏單總線接口引腳。 TO－ 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見圖 ，其引腳功能描述見表 。單片機輸出低電平時三極管導通，使數(shù)碼管的 4 各公共端 5 和 12腳為高電平，此時數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端輸入低電平后數(shù)碼管被點亮， 120 歐電阻 R12 到 R19 為三極管的限流電阻。 圖 位共陽數(shù)碼管內部結構 （ 1）數(shù)碼管編碼說明 4 位數(shù)碼管編碼說明 ，如 表所示： 表 控制命令表 e d dp c g b f a 0 0 0 1 0 1 0 0 0 28H 1 1 1 1 0 1 0 1 1 EBH 2 0 0 1 1 0 0 1 0 32H 3 1 0 1 0 0 0 1 0 A2H 4 1 1 1 0 0 0 0 1 E1H 5 1 0 1 0 0 1 0 0 A4H 6 0 0 1 0 0 1 0 0 24H 7 1 1 1 0 1 0 1 0 EAH 8 0 0 1 0 0 0 0 0 20H 9 1 0 1 0 0 0 0 0 A0H H 0 1 1 0 0 0 0 1 61H 管腳順序：從數(shù)碼管的正面觀看，以第一腳為起點，管腳的順序是逆時針方向排列。 共陽 共陰 苗曦露： 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 24 還有一種比較常用的是四位數(shù)碼管，內部的 4個數(shù)碼管共用 a~dp 這 8根數(shù)據(jù)線，為人們的使用提供了方便，因為里面有 4 個數(shù)碼管，所以它有 4 個公共端，加上 a~dp，共有 12 個引腳，下面便是一個共陰的四位數(shù)碼管的內部結構圖（共陽的與之相反）。 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 23 圖 共陽數(shù)碼管內部結構 圖 共陰數(shù)碼管內部結構 對于單個數(shù)碼管來說，從它的正面看進 去，左下角那個腳為 1腳，以逆時針方向依次為 1`10 腳，左上角那個腳便是 10腳了，上面兩個圖中的數(shù)字分別與這 10 個管腳一一對應。 這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陽極就是把所有 LED的陽極連接到共同接點 ，而每個 LED 的陰極分別為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g及 dp（小數(shù)點）；共陰極則是把所有 LED 的陰極連接到共同接點 ，而每個 LED 的陽極分別為 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g及 dp（小數(shù)點），如下圖所示。 圖 水位報警電路 當水位比較低的時候，紅燈亮，水位在中間的時候，紅燈和黃燈亮，當水位慢的時候三個燈都亮，出故障的時候三個燈閃。 有源蜂鳴器直接接上額定電源就可以連續(xù)發(fā)聲，而無源蜂鳴器則和電磁 揚聲器一樣，需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲。這里說的“源”不是指電源，而是指振蕩源。無源蜂鳴器工作的理想信號方波。 但是在某些有源蜂鳴器在特定的交流信號下也可以工作，只是對交流信號的電壓和頻率要求很高，此種工作方式一般不采用。 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的差別主要差別為：有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的根本區(qū)別是產品對輸入信號的要求不一樣；有源蜂鳴器工作的理想信號是直流電，通常標示為 VDC、VDD 等。 而利用 I/O 定時翻轉電平來產生驅動波形的方式會比較麻煩一點，必須利用定時器來做定時，通過定時翻轉電平產生符合蜂鳴器要求的頻率的波形，這個波形就可以用 來驅動蜂鳴器了。 PWM 輸出口直接驅動是利用 PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅動蜂鳴器。這里只對必須用 1/2duty 的方波信號進行驅動的他激蜂鳴器進行說明。振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。 （ 2） 電磁式蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。壓電蜂鳴器片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制成。多諧振蕩由晶體管或集成電路構成。 一、蜂鳴器主要分為（ 1）壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。 華科學院本科畢業(yè)設計（論文） 19 圖 按鍵電路 報警溫度用按鍵 S2， S3， S4來設置， S2 為調整鍵，按一次可調整報警上限溫度值，按兩次可調整報警下限溫度值，按三次數(shù)碼管恢復到正常溫度顯示。 鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)