【正文】 6B7+5VA0A1A2A3A4A5A6A7GDIRB0B1B2B3B4B5B6B7U274S245 20 圖 16 74LS245 引腳圖 Fig16 74 ls245 pin drawing 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。 方式 0—基本輸入輸出方式；方式 1—選通輸入 /出方式 ； 方式 2—雙向選通輸入 /輸出方式； （ 2） 74LS245 的簡介， 74LS245 是我們常用的芯片，用來驅(qū)動 LED 或者其他的設(shè)備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 （ 1） 8255 簡介， 8255 作為主機與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機相連的 3 個總線接口，即數(shù)據(jù)線、 地址線、控制線接口。 74LS245 則作為輸入緩沖器連接在 8255 與數(shù)碼管之間。 圖 15 顯示電路 Fig15 Shows circuit 由上圖可見， 電路采用 6 位共陽 LED 數(shù)碼管，用動態(tài)掃描方式顯示 ，顯示溫度、流量、時間等信息。這種方 式稱為軟件掃描方式。而共陰（共陽）極公共端分別由相應(yīng)的 I/O 口線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。如此輪流，使每位分時顯示該位應(yīng)顯示字符。要 19 想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法流點亮各位 LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。 顯示部分 前面在第二節(jié)我們在方案選擇時已經(jīng)說我們選擇的是 6 為 LED 動態(tài)顯示。當 我們想要顯示或切換某個信息時，可以選擇開機鍵，在選擇功能鍵，進行上下調(diào)整、左右調(diào)整，得到確定信息按確定鍵。 鍵盤掃描程序需要配合顯示電路界面進行設(shè)計。 平時列線被置成低電平，沒有按鍵被按下時，行線保持高電平，而有按鍵被按下時，行線被拉成低電平。鍵盤電路如圖 313 所示： 圖 14 鍵盤電路 Fig14 Keyboard circuit 設(shè)計采用行列式按鍵結(jié)構(gòu)，鍵盤區(qū)設(shè)計 4*2 個按鍵 ,它的行線與按鍵的一個 引腳 相連，列線與按鍵的另一個引腳相連 。 鍵 盤顯示 電路 的設(shè)計 為便于對溫度進行隨時的檢測，需要鍵盤與顯示電路以便觀測與控制溫度。 壓力檢測電路的工作原理 圖 13 壓力檢測電路 Fig13 Pressure detection circuit 18 LM324 是四運放集成電路 。而該電路輸出的電壓信號經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換電路變成數(shù)字信號傳到單片機內(nèi)。 本設(shè)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 。 壓電傳感器 壓電效應(yīng)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(zhuǎn)換電路變成數(shù)字信號傳到單片機的 P1 口內(nèi)。 D3 起到穩(wěn)壓的作用。流量監(jiān)測電路如圖 12 所示。 檢測電路工作原理 ZRNLUG 渦街流量計的輸出信號是 420mA 的電流信號，需要運算放大器 LM358組成的 420mA 輸入 5V 輸出的 I/V 轉(zhuǎn)換電路 .而該電路輸出的電壓信號通過 D01 與TCL2543 連接。 ZRNLUG 渦街流量計的管腳排列如圖 11 所示。 雷諾數(shù) Re 在 102~105 范圍內(nèi)， St 值約為 ，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在 102~105，旋渦頻率 f=。 ZRNLUG 渦街流量計的介紹 渦街流量計是應(yīng)用流體振蕩原理來測量流量的，流體在管道中經(jīng)過渦街流量變送器時，在三角柱的旋渦發(fā)生體后上下交替產(chǎn)生正比于流速的兩列旋渦，旋渦的釋放頻率與流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度及旋渦發(fā)生體特征寬度有關(guān)，可用下式表示： f=St*v/d （ 1） 式中 :f 為 旋渦 的釋放頻率， Hz； v 為流過旋渦發(fā)生體的流體平均速度， m/s； d 為旋渦發(fā)生體特征寬度， m； St 為斯特羅哈數(shù)，無量綱，它的數(shù)值范圍為 － 。 流量檢測 電路 的設(shè)計 流量檢測電路主 要是用來檢測主控制器與屋內(nèi)控制器的管道流量，進而達到控制器檢測流量控制溫度的目的。 的基準電源 TLC2543 的 REF+要接一個 正 的 基準電壓端 ，它由下圖的穩(wěn)壓基準電源提供原理圖如圖 10 所示。 AIN7/AIN 接收傳感器傳來的模擬信號。 圖 8 為 TLC2543 的管腳圖 圖 8 TLC2543的管腳圖 Fig8 Pin picture of TLC2543 （ 1） AIN0～ AIN10：模擬輸入端 ； （ 2） CS：片選端，； （ 3） DATA INPUT：串行數(shù)據(jù)輸入端 ； （ 4） DATA OUT： A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果三態(tài)輸出端 ； （ 5） VCC、 GND：電源正端、地 ； （ 6） REF＋、 REF－：正、負基準電壓端 ； （ 7） I/O CLOCK：時鐘輸入 /輸出端 。 TLC2543 的主要特性如下： （ 1） 11 個模擬輸入通道； （ 2） 66ksps 的采樣速率； （ 3） 最大轉(zhuǎn)換時間為 10μs； （ 4） SPI 串行接口； （ 5） 線性度誤差最大為 177。在多數(shù)電路中，數(shù) /模轉(zhuǎn)換器的輸出需要 A/D轉(zhuǎn)換芯片來實現(xiàn)，本設(shè)計便采用用到的芯片為 TLC2543[7］ 。大多數(shù)常用的數(shù) /模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入是二進制或 BCD 碼形成的，輸 14 出是電流或是電壓，而多數(shù)是電流。 A/D 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換器是一種將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號的器件，為計算機系統(tǒng)的數(shù)字信號和模擬環(huán)境的連續(xù)信號之間提供了一種接口。采用寄生電源供電方式時VDD 端接地。另一種是寄生電源供電方式，如圖 38 示單片機端口接單線總線，為保證在有效的 DS18B20 時鐘期內(nèi)提供足夠的電流，可用一個MOSFET 管來完成對總線的上拉 。 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)果如圖 7 所示。 DS18B20 的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 引腳定義 ： (1)DQ 為數(shù)字信號輸入 /輸出端； (2)GND 為電源地； 圖 35 DS18B20 的管腳排列 (3)VCC 為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地） DS18B20 的管腳排列 如圖 6 所示。 圖 5 復位電路 Fig5 Reset circuit 上電時可給單片機 RST 腳提供相應(yīng)的復位電平信號。低電平有效的手動復位輸入 。 (2) 獨立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在 內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將由高電平變?yōu)榈碗娖?。 表 2 P3口的第二功能 Table2 The second function P3 mouth P3引腳 兼用功能 串行通訊輸入（ RXD） 串行通訊輸出（ TXD） 外部中斷 0（ INT0） 外部中斷 1（ INT1） 定時器 0輸入 (T0) 12 定時器 1輸入 (T1) 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 RD 單片機 (77E58)的 復位電路 復位電路提供單片機復位功能 ,設(shè)計用到的復位芯片為 MAX813 上電時可給單片機 RES 腳提供相應(yīng)的復位電平信號 。 12345678RST91011121314151617XTAL218XTAL119GND202122232425262728PSEN29ALE30EA/VPP313233343536373839VCC40U777E58 11 圖 4 77E58引腳圖 Fig4 77 E58 Pin drawing P1 口有兩個功能 ， I/O 口 P1 口有強上拉電阻 除此之外 P1 端口還用于一些專門功能，具體請看下表 1 所示。 77E5840 是標準的 40 引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳分布請參照單片機引腳圖 [7］ 。（ 7）三個 16 位計數(shù) /時器（ 8）12 級中斷（ 9）片上時鐘源（ 10）兩個增強的雙工竄口（ 11） 1K 的片上外部存儲器（ 12）可編程看門狗（ 13）兩個全速 16 位數(shù)據(jù)指針 DPTR（ 14）外部數(shù)據(jù)訪問周期可編程（ 15）封裝： DIP40： W77E58－ 25/40， PLCC44： W77E58P－ 25/40， QFP44： W77E58F－ 25/40 此處采用 DIP40： W77E58－ 25/40 單片機 (77E58)的引腳功 能 單片機 W77E58－ 25/40 采用 40Pin 封裝的雙列直接 DIP 結(jié)構(gòu)。 特點： （ 1） 8 位處理器（ 2）最高 40M 時鐘， 4 機器周期的指令執(zhí)行速度（ 3）與標準 8051 兼容的管腳。如需要完整說明書和 設(shè)計 圖紙等 .請聯(lián)系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機械畢業(yè)設(shè)計下載！該論文已經(jīng)通過答辯 10 3 硬件電路設(shè)計 單片機 W77E58 本文采用的單片機為 W77E58， W77E58 與標準 8051 相兼 容的全新核心的微處理器。當前主管道的管道口徑一般為 100mm，這里電動閥 DN100 的閥門 。 調(diào)節(jié)形式上電動閥可以粗略控制開度實現(xiàn)原理就是在電機轉(zhuǎn)動過程中停止 ， 電磁閥只能控制全開全關(guān) 。而作為供暖監(jiān)控中心的工作人員就可以根據(jù)各個樓宇供暖的情況，來控制各個樓宇的供暖主管道閥門，以調(diào)節(jié)溫度。用戶選擇供暖時段不同，可以一直處在供暖狀態(tài)，也可以根據(jù)需要決定需要供暖的時段。 閥門及驅(qū)動控制電路的方案選擇 老的供暖系統(tǒng)是集體供暖，我國室內(nèi)采暖管道主要有單管串聯(lián)上供下回程式，異程式，也有少部分的雙管系統(tǒng)。 本設(shè)計中用的時鐘芯片為 PCF8563 相結(jié)合，它 是 PHILIPS 公司推出的一款 工業(yè)級內(nèi)含 I2C 總線接口功能的具有極低功耗的多功能時鐘 /日歷芯片。 EEPROM 就是一個非易失行存儲芯片，與其他的存儲芯片相比 串行接口 EEPROM 器件提供更少的 9 引腳數(shù) , 更小 的封 裝 , 更 低的 電壓和 更低的 功耗 。大部分的隨機存儲器（ RAM）都屬于此類。 存儲器大致可分為兩大類：易失和非易失。本設(shè)計中它與時鐘芯片 PCF8563 相結(jié)合，存儲大量的時段溫度等狀態(tài)信 息。 存儲 電路 與時鐘電路的方案設(shè)計 由于本系統(tǒng)需要采集和處理大量的數(shù)據(jù)和程序，如溫度、流量、壓力、顯示等，所以這就要求系統(tǒng)要有足夠的存儲空間來儲存和處理這些數(shù)據(jù)。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，管道發(fā)生故障如泄露時，都要報警。 RFID 技術(shù)有很多突出的優(yōu)點，如不需要人工干預，不需要直接接觸、不需光學可視即可完成信息輸入和處理，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽，操作快捷方便，實現(xiàn)了無源和免接觸操作，應(yīng)用便利，無機械磨損，壽命長，機具無直接對最終用戶開放的物理接口，能更好的保證機具的安全性能。 射頻卡是一種以無線方式傳送數(shù)據(jù)的集成電路卡片，它具有數(shù)據(jù)處理及安全認證作用等特有的優(yōu)點。 射頻卡接收電路的方案設(shè)計 由于各個用戶取暖所用的熱水都是經(jīng)由主管道的傳輸送到各個單元，然后再經(jīng)由屋內(nèi)管道送到暖氣設(shè)備中。溫度等的精確顯示，本設(shè)計采用了 6 個數(shù)碼管顯示。主控室工作人員也可以根據(jù)各樓宇的供暖溫度設(shè)定調(diào)節(jié)主管道閥門開度，這就需要人機接口鍵盤電路對系統(tǒng)進行操作。顯示電路可以把溫度、流量、壓力、余額等信息顯示出來，以便人們進行合理調(diào)度及安排。 1220 型是經(jīng)過溫度補償?shù)墓鑹鹤枋綁毫鞲衅?，采用雙列直插封裝結(jié)構(gòu)，它的壓力范圍可達到070KPa，符合管道要求適用要求成本低，性能優(yōu)越，長期穩(wěn)定性好的應(yīng)用領(lǐng)域。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。若是主管道出現(xiàn)裂紋或是破損，不僅會影響 到住戶的供暖質(zhì)量，還可能因為主管道的破損而對小區(qū)居民造成安全隱患。 壓力檢測的方案設(shè)計 因為各個用戶取暖所用的熱水都是經(jīng)由主管道的傳輸送到各個單元，然后再經(jīng)由屋內(nèi)管道送到暖氣設(shè)備。 本設(shè)計 用的流量計為 ZRNLUG 渦街流量計， 極大地克服了傳統(tǒng)壓電式渦街流量儀表抗振性差、不耐高溫的缺點，擴展了渦街流量儀表的應(yīng)用范圍。從功能和經(jīng)濟效益等方面考慮最終選擇了渦街流量計來測量管道流量。 流量檢測的方案的設(shè)計 因本系統(tǒng)需要用戶對自己屋內(nèi)管道進行檢測，以了解自己的取暖 用水量，來更合理的安排用水；而且供暖監(jiān)控中心的工作人員也需要知曉各個用水單元的用水量來