【正文】 K 歐姆藍(lán)白臥式可調(diào)電阻 102，通過擰動(dòng)，可以改變顯示字符的效果。7圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)及其接口電路設(shè)計(jì) 顯示模塊硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)選用字符型液晶 LCD1602 為顯示器件，將 LCD1602 的數(shù)據(jù)引腳都接入單片機(jī)的 P0 端口，即 ~ 分別對應(yīng)地和 1602 顯示屏的 8 根數(shù)據(jù)線DB0~DB7 相連接。對于本系統(tǒng)的各個(gè)傳感器接口，也要進(jìn)行引出，以供各個(gè)傳感器、電源、數(shù)據(jù)線接口使用。在單片機(jī)的最小系統(tǒng)的電路中，石英晶體振蕩器的頻率越高，單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘信號的周期就越短，單片機(jī)的指令執(zhí)行速度就越快。單片機(jī)內(nèi)部已經(jīng)具有時(shí)鐘震蕩電路，因此，我們搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)，只需要在其 XTAL1 和 XTAL2 兩個(gè)引腳之間加入反饋電路，就可以讓單片機(jī)得到時(shí)鐘信號。同時(shí)，根據(jù)元器件的資料和數(shù)據(jù)手冊，對主要元器件的硬件連接、使用和操作方法進(jìn)行了重點(diǎn)研究，為硬件電路的搭建和軟件編程提供了基礎(chǔ)。蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)無法靠單片機(jī)的端口直接完成，要使用相應(yīng)型號的三極管進(jìn)行放大，如 9018550 等型號，通過三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，才能正常發(fā)聲。如下圖 所示為其一種典型的應(yīng)用電路。其封裝形式和管腳定義如下圖 所示。在硬件連接上，其使用三個(gè)數(shù)據(jù)線同單片機(jī)的相應(yīng)端口進(jìn)行連接，分別為復(fù)位、數(shù)據(jù)和串行時(shí)鐘。同時(shí)，設(shè)置 3 個(gè) LED 燈和蜂鳴器，組成其聲光提示和報(bào)警模塊。該產(chǎn)品通過內(nèi)置芯片檢測水位信號，由內(nèi)部5芯片處理，當(dāng)判斷到有水時(shí)，芯片輸出與電源電壓相同的高電平，當(dāng)判斷到無水時(shí)，芯片輸出 0V，產(chǎn)品正常供電后，與單片機(jī)通過數(shù)據(jù)線和地線連接。圖 數(shù)字式單線溫度傳感器 DS18B20 封裝及引腳圖在 DS18B20 的芯片手冊中，閱讀單線傳輸協(xié)議的時(shí)序要求，如下圖 所示。4 個(gè)獨(dú)立按鍵分別是設(shè)定鍵、鍵值增加、鍵值減小、確認(rèn)這個(gè) 4 個(gè)功能定義，通過這 4 個(gè)按鍵，結(jié)合軟件和算法編程，進(jìn)行按鍵狀態(tài)掃描，然后對相應(yīng)的鍵值動(dòng)作設(shè)定正確的響應(yīng)邏輯，就能夠?yàn)橛脩籼峁┩暾膮?shù)設(shè)置功能。指令輸入模塊采用 4 個(gè)獨(dú)立按鍵完成。輸入模塊分別為用戶指令輸入、溫度數(shù)據(jù)輸入和是否缺水的信號輸入。如下圖 所示。如下圖 所示為 LCD1602 的控制器接口的時(shí)序說明，在液晶的初始化、4讀寫操作的相關(guān)的編程中，要參考該時(shí)序圖，結(jié)合單片機(jī)晶振的選取情況作出必要調(diào)整，只有正確的時(shí)序才能保證單片機(jī)給出正確的控制指令。 顯示模塊本設(shè)計(jì)所采用的 LCD1602 液晶顯示屏，是一種小型的、集成度很高的液晶顯示屏，可以顯示字母、數(shù)字、符號等，其特點(diǎn)是功耗低、體積小、輕薄、模塊化，而且由于其自帶字符庫，在顯示方面的實(shí)現(xiàn)上只需要按照要求對其進(jìn)行初始化、設(shè)定相關(guān)的顯示位置和顯示內(nèi)容即可，操作簡單。指令系統(tǒng)完全兼容傳統(tǒng)的 8051 單片機(jī)內(nèi)核，有 2K+的 EEPROM 存儲空間。35V 電源模塊1602 顯示單片機(jī)及其最小系統(tǒng)及電源接口溫度傳感器模塊水位傳感器模塊聲光報(bào)警模塊按鍵輸入時(shí)鐘電路圖 系統(tǒng)整體框圖 各功能模塊介紹要順利完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，就要對所采用的各個(gè)模塊的元器件進(jìn)行具體的選型，并通過元器件的數(shù)據(jù)手冊、操作說明的資料，詳細(xì)地了解各個(gè)元器件的性能、操作方法、硬件連接要求的內(nèi)容。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述本系統(tǒng)采用 51 系列單片機(jī)為控制核心，以 DS18B20 單線數(shù)字式溫度傳感器獲取溫度信息，采用 DS1302 時(shí)鐘芯片為單片機(jī)提供日期基準(zhǔn)，顯示方面采用 LCD1602 液晶顯示屏，以機(jī)械按鍵的形式供用戶輸入，設(shè)置當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間、定時(shí)加熱的開始時(shí)間、水溫設(shè)定等，來完成整個(gè)控制器的控制工作。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)精確的定時(shí)加熱功能，引入專門的時(shí)鐘芯片 DS1302 進(jìn)行計(jì)時(shí)，為單片機(jī)提供日期和時(shí)間基準(zhǔn)。熱敏電阻的可靠性差，且輸出的是模擬量，需要進(jìn)行相應(yīng)的 A/D 轉(zhuǎn)換后才能輸入，比較麻煩，而相比之下，數(shù)字式溫度傳感器測溫范圍寬、以單線串行方式與單片機(jī)進(jìn)行通信，節(jié)約了單片機(jī)的 I/O 口資源，且直接輸出數(shù)字量，外圍電路簡單，因此最符合要求。傳感器信息輸入分為兩個(gè)部分，第一部分是溫度信息輸入，使用溫度傳感器，用于告訴單片機(jī)當(dāng)前的水溫，實(shí)現(xiàn)溫度的自動(dòng)控制；第二部分是水位信息輸入，使用水位傳感器，用來告訴單片機(jī)水量信息，達(dá)到缺水報(bào)警的目的。用戶信息輸入方面，使用按鍵進(jìn)行輸入要比旋鈕更容易控制，用戶也更易于接受，通過設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)按鍵，可以十分精確地定位到用戶所希望達(dá)到的溫度。因此，選擇 LCD1602 字符型液晶。對于顯示模塊，LED 液晶顯示屏、 LCD1602 字符型液晶、LCD12864 點(diǎn)陣型液晶三者都是簡單的、小型的顯示器件，均可完成顯示任務(wù)。 方案的分析與選擇對于主控芯片，本方案選擇最簡單的 8 位 51 系列的單片機(jī)，性能可靠，成本低，完全可以滿足本系統(tǒng)的要求。本設(shè)計(jì)具有成本低、實(shí)用性強(qiáng)、溫度控制精度高的特點(diǎn)。同時(shí)，通過不同的傳感器，由單片機(jī)控制并指示熱水器的各種工作狀態(tài)，在發(fā)生缺水、水溫過熱等情況時(shí)及時(shí)向用戶給出聲光報(bào)警，從而防止發(fā)生意外，保障了用戶的安全。隨著單片機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的家用電器采用各種型號的單片機(jī)為控制核心，來完成和人類的交互，并通過相應(yīng)的程序和內(nèi)部運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)一些智能化的控制，使家用電器的操作更加人性化，控制更加智能化?，F(xiàn)在的熱水器向著安全、節(jié)能、穩(wěn)定、高效、人性化的方向快速發(fā)展著。經(jīng)過多年的發(fā)展和技術(shù)積累，整個(gè)熱水器行業(yè)也不斷涌現(xiàn)出新的產(chǎn)品，熱水器的種類也越來越多，從最初的燃?xì)鉄崴饕患要?dú)大，到現(xiàn)在的燃?xì)鉄崴?、電熱水器、太陽能熱水器等多種熱水器都有一定的市場占有率。s living standard, the water heater is more and more widely into the thousands, has brought great convenience to people39。用戶通過按鍵和顯示屏來完成系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置，從而實(shí)現(xiàn)定時(shí)加熱、自動(dòng)恒溫等功能。這就要求熱水器具有一個(gè)智能控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)獲取當(dāng)前水溫和水位信息，判斷實(shí)際溫度與預(yù)設(shè)溫度關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)加熱的自動(dòng)控制。目 錄摘 要 .............................................................................................................................IABSTRACT .................................................................................................................II引言 ................................................................................................................................11 智能熱水器控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 ....................................................................1 方案的分析與選擇 .............................................................................................1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述 .............................................................................................2 各功能模塊介紹 .............................................................