【正文】 16 3 3DH 4 99H 5 92H 6 82H 7 F8H 8 FFH 9 98H F 8EH 表 2— 2 共陽(yáng)極數(shù)碼管顯示對(duì)應(yīng)二進(jìn)制表 3） N 位 LED 顯示器。 七段發(fā)光二極管再加上 1 個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì) 8 段，因此提供給 LED 顯示器的字段碼正好 1 個(gè)字節(jié)。 2）字段碼。使用時(shí)，公共陽(yáng)極接 +5V，根據(jù)要求需要點(diǎn)亮發(fā)光二極管的陰極輸入低電平，不需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管的陰極輸入高電平。使用時(shí)，公共陰極接地，根據(jù)要求需點(diǎn)亮發(fā)光二極管的陽(yáng)極輸入高 電平，不需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管的陽(yáng)極輸入低電平。 LED 顯示中的發(fā)光二極管根據(jù)其連接的方法有共陰極和共陽(yáng)極兩種結(jié)構(gòu)。 LED（ Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管 g f C om a b 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 e d C om c Dp Dp （ a ） （ b ） Dp g f e d c b a + 5 v 15 作為顯示字段的顯示器件，最常見(jiàn)的是由 7 段型發(fā)光二極管（ a~g7 段）和 1 個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（常以 dp 表示，主要用來(lái)顯示小數(shù)點(diǎn)）組成的 LED 顯示器，其排列形狀如下圖所示。 本系統(tǒng)需顯示水溫，測(cè)量范圍為 0~99℃ ，用四個(gè)八位 LED 數(shù)碼管顯示。 為了節(jié)省單片機(jī) I/O 口的數(shù)量，將各位數(shù)碼管的 a—— g 對(duì)應(yīng)筆畫并聯(lián)起來(lái)分別與單片機(jī)的 —— 引腳連接。（如圖 24 所示） 共陽(yáng)極型 LED 數(shù)碼管，是將各段發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起，作為公共端 ,應(yīng)接高電平。 圖 2— 4 數(shù)碼管 硬件結(jié)構(gòu)圖 LED 數(shù)碼管由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。 四位數(shù)碼管采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示。 數(shù)碼管的選擇以及相關(guān)的參數(shù) 由單片機(jī)的定時(shí)器 To 做 16 位計(jì)數(shù)器（為便于數(shù)據(jù)處理，這里只用低 8 位計(jì)數(shù)值，即寄存器 TL0 中的值）。 MOV R0 , data 堆棧操作也是簡(jiǎn)介尋址方式。例如，下面的直接尋址指令訪問(wèn) 0A0H（ P2 口）存儲(chǔ)單元 MOV 0A0H , data 使用間接尋址方式訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM。當(dāng)一條指令訪問(wèn)高于 7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問(wèn)高 128 字節(jié) RAM 還是特殊功能寄存器空間。高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。對(duì)于 89S52，如果 EA 接 VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為 0000H～ 1FFFH）開(kāi)始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2020H~FFFFH。外部程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器都可以 64K 尋址。這種控制功能是通過(guò)定時(shí)器方式控制器 TMOD 來(lái)完成的。 16位是指他們都是由 16 個(gè)觸發(fā)器構(gòu)成，故最大計(jì)數(shù)模值為 1216? 。然而，定時(shí)器 2 的標(biāo)志位 TF2 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S2P2 被置位，在同一個(gè)周期被 電路捕捉下來(lái)。定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1 標(biāo)志位TF0 和 TF1 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S5P2 被置位。程序進(jìn)入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清 0。它們?yōu)?AT89 系列新產(chǎn)品預(yù)留。對(duì)于 AT89S52， 位也是不能用的。 IE 還包括一個(gè)中斷允許總控制位 EA，它能一次禁止所有中斷。 ⑤ AT89S52 的內(nèi)部資源 AT89S52 有 6 個(gè)中斷源：兩個(gè)外部中斷（ INT0 和 INT1），三個(gè)定時(shí)中斷（定時(shí)器 0、 2）和一個(gè)串行中斷。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 EA/VPP:訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。 PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（ PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。否則， ALE 將被微弱拉高。如果需要，通過(guò)將地址為 8EH 的 SFR 的第 0 位置“ 1”，ALE 操作將無(wú)效。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。 ALE/PROG： 地址鎖存控制信號(hào)（ ALE）是訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。特殊寄存器 AUXR(地址 8EH)上的 DISRTO 位可以使此功能無(wú)效。晶振工作時(shí)， RST 腳持續(xù) 2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P3 口也接收一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P3 口： P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時(shí)， P2 口送出高八位地址。對(duì) P2 端口寫“ 1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在 flash 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口接收低 8 位地址字節(jié)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 P1 口： P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉 電阻的 8 位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng) 4 個(gè) TTL 邏輯電平。在 flash 編程時(shí)， P0 口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。 當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， P0 口也被作為低 8 位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) TTL 邏輯電平。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。另外， AT89S52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得AT89S52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 。 AT89S52 單片機(jī)參數(shù)等相關(guān)信息 ① AT89S52 主要性能 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容； 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器； 1000 次擦寫周期；全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz；三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器； 32 個(gè)可編程 I/O 口線；三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器；八個(gè)中斷源；全雙工 UART 串 行通道；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；看門狗定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針；掉電標(biāo)識(shí)符。MSP430 系列 單片機(jī)是一種超低功耗、功能集成度較高的 16 位低功耗單片機(jī) ,特別適用于要求功耗低的場(chǎng)合 。 ⑤ HOLTEK 單片機(jī)：臺(tái)灣盛揚(yáng)半導(dǎo)體的單片機(jī) ,價(jià)格便宜 ,種類較多 ,但抗干擾較差 ,適用于消費(fèi)類產(chǎn)品 。AT90 系列單片機(jī)是增強(qiáng) RISC 結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程 Flash 的單片機(jī) ,也叫 AVR 單片機(jī) 。 ② EMC 單片機(jī)：是臺(tái)灣義隆公司的產(chǎn)品 ,有很大一部分與 PIC 8 位單片機(jī)兼容 ,且相兼容產(chǎn)品的資源相對(duì)比 PIC 的多 ,價(jià)格便宜 ,有很多系列可選 ,但抗干擾較差 。 DS18B20 可以廣泛用于工廠工業(yè)過(guò)程、大型糧倉(cāng)、釀酒廠，食品加工廠的溫度檢測(cè)以及賓館、儀器儀表室等處的溫度檢測(cè)和控制。 DS18B20 傳感器精度高、互換性好 。 DS18B20 在使用時(shí)，一般都采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。對(duì)它的操作協(xié)議是： 初始化 DS18B20 發(fā)復(fù)位脈沖 )→發(fā) ROM 功能命令→處理數(shù)據(jù)→發(fā)存儲(chǔ)器命令處理數(shù)據(jù)。它 們有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。 （ 3） DS18B20 的操作協(xié)議 DS18B20 單純通信功能是分時(shí)完成的。同時(shí) , 計(jì)數(shù)器復(fù)位在當(dāng)前的溫度值時(shí) , 電路對(duì)振蕩器的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償 , 計(jì)數(shù)器重新開(kāi)始計(jì)數(shù)直到回零。而當(dāng)?shù)竭_(dá)某一設(shè)置高溫時(shí) , 振蕩器的脈沖無(wú)法通過(guò)門電路。 （ 2） DS18B20 測(cè)溫原理 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ,如圖 34 所示。溫度傳感器 。 4） DS18B20 的測(cè)溫結(jié)果的數(shù)字量位數(shù)從 9～ 12 位 ,可編程進(jìn)行選擇。 2） DS18B20 支持組網(wǎng)功能 ,多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的單線上 ,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 8 （ 1） DS18B20 的特性 1）獨(dú)特的單線接口方式。由于每片 DS18B20 含有唯 一的硅串行數(shù) , 所以在一條總線上可以掛接多達(dá) 248≈ 218 1014 只DS18B20,再加上 DS18B20 獨(dú)特的單線總線結(jié)構(gòu) ,決定了 DS18B20 特別適合于大型的多路溫度實(shí)時(shí)測(cè)控系統(tǒng)的溫度檢測(cè)。以下介紹它的相關(guān)信息： 一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是 DS1820 的更新?lián)Q代產(chǎn)品 (由美國(guó) DA IIAS 公司生產(chǎn) )。 溫濕度 傳感器的精度、靈敏度、抗干擾能力及安裝方式?jīng)Q定了溫濕度傳感器 測(cè)量精度，因此其選型對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)具有決定性的作用。 考慮到每個(gè)模塊都可以有多種實(shí)現(xiàn)方案，下面通過(guò)比較各種方案，來(lái)選擇最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方案 溫濕度傳感器的選擇 以及傳感器相關(guān)參數(shù) 傳感器又稱為換能器、變換器等。 顯 單片機(jī)處理電路 加水電路 加熱電路 顯示電路 提示電路 溫度檢測(cè)電路 顯示電路 水位監(jiān)測(cè)電路 顯示電路 按鍵檢測(cè)電路 顯示電路 時(shí)間讀取電路 顯示電路 7 示電路是人機(jī)交互平臺(tái)的重要組成部分，主要可以完成顯示實(shí)時(shí)的溫度值、設(shè)定值、水位值及計(jì)時(shí)的顯示的功能。 4 單片機(jī)信息處理電路：不言而喻，這部分電路對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)而言相當(dāng)人的大腦，其主要包括了整個(gè)單片機(jī)（ 51 系列）的最小系統(tǒng)，各個(gè)模塊電路連接等。對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的完善，有至關(guān)重要的作用。 2 溫度檢測(cè)電路 ： 根據(jù)實(shí)際需要，溫度檢測(cè)電路要有較好的穩(wěn)定性，外部電路越簡(jiǎn)單其工作的穩(wěn)定性就越好 。 1 水位監(jiān)測(cè)電路 ： 在家用太陽(yáng)能熱水器中對(duì)水位要求的精確度不高，因而不需要購(gòu)買價(jià)格昂貴的水位監(jiān)測(cè)儀器，可以根據(jù)實(shí)際需要搭建簡(jiǎn)易電路檢測(cè)水位 。由這幾個(gè)模塊電路組成整個(gè)系統(tǒng)，完成水溫水位自動(dòng) 智能 控制 。 第四章：根據(jù)儀器的硬件構(gòu)成和功能要求，給出相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)及主要程序流程圖 。 第二章：主要介紹 太陽(yáng)能熱水器 輔助加熱 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的目的和意義 及 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 ， 介紹介紹本論文的結(jié)構(gòu)組成，介紹 硬件原理框圖及軟件實(shí)現(xiàn)方案并通過(guò)比較硬件電路組成部分和軟件部分各種實(shí)現(xiàn)方案，最終確立最佳方案。 ⑧上水方式：自動(dòng)上水時(shí)是在設(shè)定加熱水位小于 25%時(shí)，當(dāng)水位上升至 75%時(shí)自動(dòng)上水停止，用戶可以手動(dòng)上水，也可以通過(guò)水管的并聯(lián)使用手動(dòng)開(kāi)關(guān)上水 。 ⑦ 提示方式 ： 在溫度達(dá)到設(shè)定溫度、加熱時(shí)間到、預(yù)約加熱時(shí)間到、水位到達(dá)極限時(shí)會(huì)有 聲光提 示?？蓮V泛應(yīng)用于家庭生活對(duì)太陽(yáng)能熱水器的水位顯示與水溫控制。 本設(shè)計(jì)的目的和意義 本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性 ,用成本低廉的 電阻式傳感器以及電極配以單片機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際中的太陽(yáng)能熱水器的水溫的控制以及水位的顯示。在農(nóng)村地區(qū)和中小城市，太陽(yáng)能熱水器已經(jīng)成為提高人民生活質(zhì)量、全面建設(shè)小康社會(huì)的重要手段。推廣期限暫定為 2020 年 6月 1 日至 2020 年 5 月 31 日，旨在通過(guò)采取財(cái)政補(bǔ)貼的方式，支持太陽(yáng)能熱水器的推廣使用，拉動(dòng)新能源產(chǎn)品的消費(fèi)。隨著太陽(yáng)能熱利用行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)的日趨激烈，有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展眼光的太陽(yáng)能企業(yè)開(kāi)始將創(chuàng)新放在各項(xiàng)工作的重中之重，無(wú)論是在核心技術(shù)還是外觀形象，無(wú)論是集熱技術(shù)、保溫技術(shù)還是高能效技術(shù)、太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)，都取得了飛速的發(fā)展與進(jìn)步。 1992 年，我國(guó) 太陽(yáng)能熱水器 產(chǎn)業(yè)年生產(chǎn)量只有 50 萬(wàn)平方米，而到 2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器總產(chǎn)量達(dá)到 5700 萬(wàn)平方 米。 做到智能的、功能完善的、操作簡(jiǎn)便的太陽(yáng)能輔助加熱系統(tǒng)。 本系統(tǒng)采用 51 單片機(jī)為核心，采用溫度傳感器進(jìn)行溫度檢測(cè)，并通過(guò)數(shù)碼管顯示，功能鍵盤可以實(shí)現(xiàn)輔助電加熱溫度控制。 目前 ,太陽(yáng)能熱水器控制器還一直處于研究與開(kāi)發(fā)階段 ,市面在售的控制器絕大部分只具備溫度和水位顯示功能 ,不具備溫度水位的自動(dòng)控制功能。新建商住樓安裝熱水器，已是房屋開(kāi)發(fā)公司計(jì)劃之內(nèi)的事，配 套熱水器的商品房銷勢(shì)更好。在人類文明程度日益提高的今天，它是現(xiàn)代文明社會(huì)的最佳選擇。它使用簡(jiǎn)單、方便。現(xiàn)有電熱型熱水器費(fèi)用昂貴及燃?xì)庑偷牟话踩?，且排放二氧化碳污染大氣，北方用煤氣取暖造成城市空氣環(huán)境污染，這些都是太陽(yáng)能熱水器良好的外部生存環(huán)境。因而尚未被人們大規(guī)模的使用。 1 山東職業(yè)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 題目