【正文】 式按鍵，是直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，其特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會(huì)影響其它I/O口線的狀態(tài)。數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線寬度為8位，由P0口提供。P0口首先將低8位的地址發(fā)送出去，然后再傳送數(shù)據(jù)，因此要用鎖存器將先送出的低8位地址鎖存。地址總線地址總線寬度為16位，由P0口經(jīng)地址鎖存器提供低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。 功能：消除了CPU在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大提高了CPU的工作效率。我們這次設(shè)計(jì)就用到了定時(shí)中斷(INT0,INT1)。1) 單片機(jī)中斷的作用 當(dāng)MCSC51單片機(jī)的CPU正在處理某件事情的時(shí)候，單片機(jī)外部或內(nèi)部發(fā)生的某一時(shí)間請(qǐng)求CPU立即去處理，于是,CPU暫時(shí)中止當(dāng)前的工作，轉(zhuǎn)到終端服務(wù)處理程序處理所發(fā)生的事件。 寄存器的復(fù)位狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0 – P3 FFHSCON00HIPxxx00000HSBUF不確定IE0xx00000HPCON0xxx0000HTMOD00HP0、PPP3共有4個(gè)8位并行I/O口，它們引線為：～、～、～、～，共32條引線。，除SP=07H，P0～P3 4個(gè)鎖存器均為FFH外，其他所有的寄存器均為0。留出的0000H～0002H 3個(gè)單元地址，僅能夠放置一條轉(zhuǎn)移指令，因此，MCS52單片機(jī)的主程序的第一條指令通常情況下是一條轉(zhuǎn)移指令。復(fù)位操作主要是把PC初始化為0000H，使單片機(jī)從程序存儲(chǔ)器的0000H單元開(kāi)始執(zhí)行程序。上電瞬間，RC電路充電，RST引線端出現(xiàn)正脈沖，只要RST端保持10ms以上的高電平，就能使單片機(jī)有效地復(fù)位。1）復(fù)位電路MCS52單片機(jī)通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鍵復(fù)位兩種方式。MCS52單片機(jī)的復(fù)位是靠外部電路實(shí)現(xiàn)的。該電源采用三端集成穩(wěn)壓器LM7805。智能電熱水器系統(tǒng)由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、電源電路、溫度檢測(cè)電路、溫度顯示電路、ISP在線編程接口電路鍵盤(pán)和顯示接口電路組成。系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)以AT89S51單片機(jī)為核心，主要分兩部分：直流穩(wěn)壓電源和智能電熱水器控制電路，其原理圖見(jiàn)附錄二。二是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)合適的接口電路。當(dāng)IC1光敏三極管截止時(shí)（控制端無(wú)信號(hào)輸入時(shí)），V1通過(guò)R2獲得基極電流使之飽和導(dǎo)通，從而使SCR可控硅門(mén)極觸發(fā)電壓UGT被箝在低電位而處于關(guān)斷狀態(tài)，最終導(dǎo)致BTA雙向可控硅在門(mén)極控制端R6上無(wú)觸發(fā)脈沖而處于關(guān)斷狀態(tài)。發(fā)光二極管LED指示輸入端控制信號(hào)，二級(jí)管VD1可防止輸入信號(hào)正負(fù)極性接反時(shí)對(duì)光耦I(lǐng)C1造成的損壞。具有壽命長(zhǎng)、可靠性高、開(kāi)關(guān)速度快、電磁干擾小、無(wú)噪聲、無(wú)火花等特點(diǎn)。甚至在某些特殊情況下將a、b、…、g、Dp順序打亂編碼。例如要使共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示“0”，則a、b、c、d、e、f各筆段引腳為低電平，g和Dp為高電平?！?”時(shí)各管段編碼D7D6D5D4D3D2D1D0字段碼顯示數(shù)Dpgfedcba11000000C0H0C0H稱為共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示“0”的字段碼，不計(jì)小數(shù)點(diǎn)的字段碼稱為七段碼，包括小數(shù)點(diǎn)的字段稱為八段碼。同樣在下一瞬時(shí)，單獨(dú)顯示下一位，這樣依次輪流顯示，循環(huán)掃描。即在某一瞬間時(shí)，只讓某一位的字位線處于選通狀態(tài)（共陰極LED數(shù)碼管為低電平，共陽(yáng)極為高電平），其他各位的字位線處于開(kāi)斷狀態(tài)，同時(shí)字段線上輸出這一位相應(yīng)要顯示字符的字段碼。所謂動(dòng)態(tài)掃描顯示電路是將顯示各位的所有相同字段線連在一起，每一位的a段連在一起，b段連在一起…g段連在一起，共8段，由一個(gè)8位I/O口控制，而每一位的公共端（共陽(yáng)或共陰COM）由另一個(gè)I/O口控制，由于將多位字段線連在一起，當(dāng)輸出字段碼時(shí)，由于多門(mén)同時(shí)選通，每一位將顯示相同的內(nèi)容。靜態(tài)顯示方式編程較簡(jiǎn)單，但占用I/O口線多，即軟件簡(jiǎn)單、硬件成本高，一般適用顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。顯示時(shí)，每一位字段碼分別從I/O控制口輸出，保持不變直至CPU刷新顯示為止。LED數(shù)碼管顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中可分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。LED數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，~2V額定電流為10mA，最大電流為40mA。共陰型是將各數(shù)碼發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端COM接地，某筆段通過(guò)限流電阻接高電平時(shí)發(fā)光。某筆段控制端低電平時(shí)，該筆段發(fā)光，高電平時(shí)不發(fā)光。 LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管按電路中的連接方式可以分為共陰型和共陽(yáng)型兩大類，、c所示。其中七只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng)a~g筆段構(gòu)成“”字形另一只發(fā)光二極管Dp作為小數(shù)點(diǎn)。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單易行。在外接電源方式下， 可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V時(shí)，依然能夠保證溫度量精度。 外部電源供電方式是DS18B20最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡(jiǎn)單，可以開(kāi)發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度 監(jiān)控系統(tǒng)。 DS18B20的外部電源供電方式 在外部電源供電方式下，工作電源由VDD引腳接入，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問(wèn)題，可以保證 轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在總線上理論可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。 寄生電源供電方式DS18B20寄生電源強(qiáng)上拉供電方式電路圖 改進(jìn)的寄生電源供電方式如下面圖5所示，為了使DS18B20在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換周期中獲得足夠的電流供應(yīng)，當(dāng)進(jìn)行溫度轉(zhuǎn)換或拷貝到 E2存儲(chǔ)器操作時(shí)，用MOSFET把I/O線直接拉到VCC就可提供足夠的電流，在發(fā)出任何涉及到拷貝到E2存儲(chǔ)器或啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換的指令后，必須在最 多10μS內(nèi)把I/O線轉(zhuǎn)換到強(qiáng)上拉狀態(tài)。 因此，不適宜采用電池供電系統(tǒng)中。 獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處：（1）進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無(wú)需本地電源；（2）可以在沒(méi)有常規(guī)電源的條件下讀取ROM ；（3）電路更加簡(jiǎn)潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。比較器累加器預(yù) 置低溫度系數(shù)振蕩器計(jì)數(shù)器1溫度寄存器 增加計(jì)數(shù)器1=0高溫度系數(shù)振蕩器計(jì)數(shù)器2 停止計(jì)數(shù)器2=0 DS18B20測(cè)溫原理框圖DS18B20的應(yīng)用電路 ：DS18B20測(cè)溫系統(tǒng)具有測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用口線少等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)數(shù)器1對(duì) 低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重 新開(kāi)始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即 為所測(cè)溫度。高溫度系數(shù)晶振 隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。DS18B20工作原理 ：DS18B20的讀寫(xiě)時(shí)序和測(cè)溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s 減為750ms。測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以”一 線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力?？删幊痰姆直媛蕿?～12位，℃、℃、℃℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫。溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時(shí)精度為177。DS18B20由多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫。 數(shù)字溫度傳感器DS18B20介紹DS18B20的主要特性：適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：～，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電 。具有全靜態(tài)工作方式表明它不一定要求連續(xù)的時(shí)鐘定時(shí)，在等待內(nèi)部事件期間，時(shí)鐘頻率可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作[1]。它是一個(gè)CMOS工藝的8位單片機(jī)，片內(nèi)含有8KB的掩膜ROM和256個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）單元，8位的通用中央處理器（CPU）和閃速存儲(chǔ)單元，并且與52系列的其它產(chǎn)品有很好的引腳兼容，因此是一種性價(jià)比較高的單片機(jī)。電路簡(jiǎn)單，采集數(shù)據(jù)精確，溫度采集范圍在－55℃～＋125℃，適合我們?cè)O(shè)計(jì)所需。但有變化率非線性，不適合測(cè)量高溫區(qū)等缺點(diǎn)。通常把被測(cè)溫度的變化轉(zhuǎn)換為敏感元件的電阻變化、電勢(shì)的變化，再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的測(cè)量電路輸出電壓或電流，然后由這些參數(shù)的變化來(lái)檢測(cè)對(duì)象的溫度變化。而溫度時(shí)整個(gè)熱水器的一個(gè)核心，所以溫度的采集至關(guān)重要，將影響溫度的顯示及自動(dòng)報(bào)警燈模塊，以下是就溫度采集硬件部分的方案的比較。 方案論證對(duì)于電熱水器來(lái)說(shuō)，硬件系統(tǒng)是它的最基本的框架，是系統(tǒng)的所有功能的基礎(chǔ)。電 源晶振電路微控制模塊AT89C52水溫采集裝置設(shè)定功能電路 鍵 盤(pán) 加 熱復(fù)位電路LED顯示電路 系統(tǒng)硬件框圖系統(tǒng)主要采用52單片機(jī)AT89C52作為整個(gè)控制系統(tǒng)的主控模塊，利用AT89C52的引腳連接其他的外部電路。硬件是指以AT89C52作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，再外接溫度信號(hào)采集電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、熱水器加熱控制開(kāi)關(guān)、LED顯示電路、鍵盤(pán)、復(fù)位與看門(mén)狗電路組成。對(duì)硬件以及軟件結(jié)合后的一個(gè)總體的調(diào)試過(guò)程分析。分析了溫度監(jiān)測(cè)流程，溫度顯示流程、溫度設(shè)定及按鍵流程。介紹溫度測(cè)量、溫度顯示、水位監(jiān)