【正文】 49與CMOS的4511等等。一般有硬件譯碼和軟件譯碼兩種方法。對共陽極型LED數(shù)碼管來說，公共陽極接到電壓合適的電源上，當陰極上的信息為“1”時，段就不亮；信息為“0”時，段就點亮。 七段LED有共陰極與共陽極兩種。一般其每秒可導通100 次~500次，每次為幾毫秒。它的優(yōu)點是價格低，壽命長，對電流、電壓的要求低及容易實現(xiàn)多路等；但具有亮度較低、溫度依賴性較大等缺點。 首先我們來討論飲水機的輸出設計，在這里我們使用LED顯示器。圖37加熱體及水位控制器示意圖 顯示電路及鍵盤電路的設計 根據(jù)設計要求我們要為飲水機設計人機對話設備。單片機根據(jù)水位探測器的輸入信號執(zhí)行相應操作，可有效地防止飲水機“干燒”。 口相連，另一端浸入飲水機的加熱體中。所以將突跳式溫控器運用到飲水機中可以簡單的實現(xiàn)防止干燒的目的。 (3)方案：另外一些低端的飲水機一般會采用“突跳式溫控器”，該種溫控器是雙金屬片溫控器的新型產(chǎn)品，主要作為各種電熱產(chǎn)品具過熱保護時，通常與熱熔斷器串接使用，突跳式溫控器作為一級保護。非接觸式的如電容式液位開關(guān)；接觸式的例如：浮球式液位開關(guān)；電極式液位開關(guān)，電子式液位開關(guān)電容式液位開關(guān)也可以采用接觸式方法實現(xiàn)。 (2)方案：如果不考慮成本的話可以采用“液位開關(guān)”來檢測水位，“液壓開關(guān)”就是用來控制液位的開關(guān)。 (1)方案：飲水機加熱體可以設計為排水口的位置高于發(fā)熱管，就算怎么燒也無所謂，因為里面的液體始終沒排完（排水口的位置始終高于發(fā)熱管），而且內(nèi)膽是密封的，水蒸汽無處排，再且，當加熱到一定溫度時，電路會自動停止加熱，所以相當一段時間內(nèi)不會燒干。所以在設計過程中防干燒系統(tǒng)顯得尤為重要。飲水的干燒是非常危險的。具體電路圖如下： 但是考慮到更好的和單片機連接以及比較高的集成度我們選擇了(1)方案。 與此對應所選用的固態(tài)繼電器是百特公司的產(chǎn)品，該型號的固態(tài)繼電器是直流輸入控制，交流過零導通，過零關(guān)斷輸出型無觸點繼電器。 9012PNP型三極管應用廣泛，在收音機等常用家電中可以經(jīng)?？匆娝纳碛啊D34 MOC3041管腳圖MOC3041 有六個管腳其中有兩個管腳為空管腳。MOC3041與飲水機的加熱器相連，實現(xiàn)對加熱器的驅(qū)動和控制。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密穩(wěn)壓目的。 光耦合器的主要優(yōu)點是：信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。所以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。 但考慮到精度問題以及兩種產(chǎn)品在市場上的普及率最終還是選擇的DS18B20。2176。 在最初考慮元件時曾考慮過使用DS1822，DS1822與DS18B20軟件兼容，是 DS18B20的簡化版本。因此，在用DS18B20進行長距離測溫系統(tǒng)設計時要充分考 慮總線分布電容和阻抗匹配問題；在DS18B20測溫程序設計中，向 DS18B20發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS18B20的返回信號，一旦某個 DS18B20接觸不好或斷線，當程序讀該DS18B20時，將沒有返回信號，程序進入死循環(huán)。當將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時，正常通訊距離可達150m，當采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時，正 常通訊距離進一步加長。當單總線上所掛DS18B20超過8個時，就需要解決微處理器的總線驅(qū)動問題，這一點在進行多點測溫系統(tǒng)設計時 要加以注意；連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的。圖33 DS18B20管腳圖 由管腳圖33我們可以看出DS18B20有著非常簡潔的管腳設置，DS18B20引腳定義：管腳 1：GND為電源地； 管腳 3：VCC為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）；管腳 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雖然具有測溫系統(tǒng)簡單、測溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點，但在實際應用中也應注意以下幾方面的問題： 較小的硬件開銷需要相對復雜的軟件進行補償，由于DS18B20與微處理器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此 ，在對 DS18B20進行讀寫編程時，必須嚴格的保證讀寫時序，否則將無法讀取測溫結(jié)果。為保證在有效的S18B20時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流，采用外部電源單獨供電時，；若采用數(shù)據(jù)線供電。斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數(shù)器1的預置值 使用時，將DS18B20的數(shù)據(jù)信號線DQ與單片機的一位具有三態(tài)功能的雙向口相連接，就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。計數(shù)器1和溫度寄存器被預置在－55℃所對應的一個基數(shù)值。傳感器內(nèi)部的低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給傳感器內(nèi)部計數(shù)器 1。該裝置信號線高的時候，內(nèi)部電容器 儲存能量通由1線通信線路給片子供電，而且在低電平期間為片子供電直至下一個高電平的到來重新充電。負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。12位分辨率時最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。℃；使用中無需外部器件，可以利用數(shù)據(jù)線或外部電源提供電能，～；通過編程可實現(xiàn)9～12位分辨率讀出溫度數(shù)據(jù)。在這里我們綜合考慮各種因素選擇防水封裝的DS18B20。實現(xiàn)對飲水機加熱模式的選擇。在本設計中就是采用這種簡裝的單片機AT89C2051可以完全達到設計要求并且可以節(jié)省成本從軟件編程角度來考慮也同樣完全兼容我們常規(guī)的51單片。作輸出腳使用，欲進行高電平驅(qū)動時，得利用外電路來實現(xiàn)，I/O腳不通，電流經(jīng)R驅(qū)動LED發(fā)光；低電平時，I/O腳導通，電流由該引腳入地，LED滅（I/O腳導通時對地的電壓降小于1V，LED ～）。低電平時，吸入電流可達20mA，具有一定的驅(qū)動能力；而為高電平時，輸出電流僅數(shù)十μA甚至更?。娏鲗嶋H上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動能力。 51系列的I/O腳的設置和使用非常簡單，當該引腳作輸入腳使用時，只須將該引腳設置為高電平（復位時，各I/O口均置高電平）。這一功能無疑給使用者提供了極大的方便，因為一個較復雜的程序在運行過程中會遇到很多分支，因而需建立很多標志位，在運行過程中，需要對有關(guān)的標志位進行置位、清零或檢測，以確定程序的運行方向。雖然其他種類的單片機也具有位處理功能，但能進行位邏輯運算的實屬少見。它的處理對象不是字或字節(jié)而是位。世界有許多著名的芯片公司都購買了51芯片的核心專利技術(shù)，并在其基礎上進行性能上的擴充，使得芯片得到進一步的完善，形成了一個龐大的體系，直到現(xiàn)在仍在不斷翻新，把單片機世界炒得沸沸揚揚。 （2）將普通 8031/～～ 2051,這種方法可以運用單步、斷點的調(diào)試方法，但是仿真不夠真實，比如，2051的內(nèi)部模擬比較器功能，P1口、P3口的增強下拉能力等等。調(diào)試人員可以采用程序編輯編譯固化插到電路板中試驗這樣反復循環(huán)的方法，對于熟練的MCS51程序員來說，這種調(diào)試方法并不十分困難。AT89C2051可以采用下面2種方法開發(fā)應用系統(tǒng)。它采用 ATMEL 的高密非易失存儲技術(shù)制造并和工業(yè)標準MCS—51指令集和引腳結(jié)構(gòu)兼容。(4) 可編程輸入/輸出引腳（15根）P1 口：8位準雙向I/O口線，～，共8根P3 口：8位準雙向I/O口線，～、共7根另外P3口還可以實現(xiàn)AT89C2051的其他各種功能如下表 31： 表31 P3口的復用功能 AT89C2051有以下特性：與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容，2k字節(jié)可重擦寫閃速存儲器，1000次擦寫周期，－6V 的工作電壓范圍，全靜態(tài)操作：0Hz－24MHz，兩級加密程序存儲器，1288字節(jié)內(nèi)部 RAM，15個可編程I／O口線，2個l6位定時／計數(shù)器，6個中斷源，可編程串行 UART 通道，可直接驅(qū)動LED的輸出端口，內(nèi)置一個模擬比較器，低功耗空閑和掉電模式。XTAL2(Pin4)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端。GND(Pin10)：接地線。相比于傳統(tǒng)的8051芯片AT89C2051減少了兩個對外端口（即 P0、P2 口），使它最大可能地減少了對外引腳，因而芯片尺寸也有所減少。圖32AT89C2051管腳圖 由管腳圖我們也可以看出AT89C2051雖然是一個功能強大的單片機，但它只有20個引腳。 單元電路的設計與元件選擇 主控制單元的設計 主控制電路是以單片機為核心的控制電路。 設計框圖作為整個設計方案的靈魂將自始至終的指導設計的全過程，在以后的設計中將完全按照框圖所列的模塊進行分模塊設計。所有的外圍的設備圍繞單片機作為單片機的功能模塊與單片機進行信息交換和通信。 電路系統(tǒng)框圖圖31系統(tǒng)框圖 從系統(tǒng)框圖可以看的出溫度傳感器信號，鍵盤電路信號，水深探測器信號均為飲水機溫控系統(tǒng)的輸入信號而顯示電路信號，加熱控制信號則為飲水機溫控系統(tǒng)的輸出信號。顯示電路：實時顯示加熱體內(nèi)水溫，要求多位顯示，在滿足水溫顯示的