【正文】 的關(guān)鍵電路是單片機(jī)控制電路，該電路是整個控制的核心，完成信號的輸入和輸出的轉(zhuǎn)換。，進(jìn)行功能測試。使用keil uVision3編寫程序，編寫各個程序模塊并聯(lián)合調(diào)試，直至不再出現(xiàn)錯誤，設(shè)置晶振頻率并生成Hex文件。//手動調(diào)溫加熱時溫度 低于設(shè)定溫度10度，開啟繼電器 mode_ok=0。 } } } if(wen_du=shang100) { if(mode_ok==1) { yj1602_init()。//自動加熱時溫度 達(dá)到100度，關(guān)閉繼電器 auto_ok=1。YY開始報警并停止加熱是否達(dá)到預(yù)定？低于預(yù)定值？結(jié)束N圖15溫度保持在某一設(shè)定值子流程圖void bi_jiao(){ if(auto_flag==1) { if(auto_ok==0) { if(wen_du=1000) { yj1602_init()。)。 yj1602_write_date(39。 //0x30碼制轉(zhuǎn)換 yj1602_write_date(0x30+ge)。 yj1602_write_(0x80+add)。 shi=date/100。 //當(dāng)前采集溫度值除16得實際溫度值}計算溫度子程序?qū)AM中讀取值進(jìn)行BCD碼的轉(zhuǎn)換計算，并進(jìn)行溫度值正負(fù)的判定，其程序流程圖如圖14所示。 //讀取溫度值低位 b=ReadOneChar()。 //讀取溫度寄存器等（共可讀9個寄存器） 前兩個就是溫度 delay_18B20(100)。 // this message is wery important WriteOneChar(0xCC)。 // 跳過讀序號列號的操作 WriteOneChar(0x44)。 Init_DS18B20()。 uchar b=0。其程序流程圖如圖13示：發(fā)DS18B20復(fù)位命令發(fā)跳過ROM命令發(fā)讀取溫度命令讀取操作，CRC校對duduidui dui驗移入溫度暫存器結(jié)束CR校驗正確?9字節(jié)YNNY 圖13讀溫度流程圖/**************讀取ds18b20當(dāng)前溫度************/void deal_with(){ uint temp1,temp2。//手動模式bit mode_ok。//自動狀態(tài)bit auto_ok。uchar num。//繼電器接口uint wen_du。 //蜂鳴器接口///////////////////////////////sbit DQ=P2^2。sbit key3=P3^6。//缺水檢測端口////////按鍵////////////////////////////sbit key1=P3^4。sbit en=P2^7。關(guān)于詳細(xì)程序清單在此省略，圖12給出了主程序流程圖，顯示部分控制是通過定時器中斷來實現(xiàn)的[9]。其整體電路原理圖如圖11所示：圖11整體設(shè)計原理圖單片機(jī)的軟件設(shè)計本系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)沒有高難度的技巧和算法，但作為一個實用系統(tǒng)，對其可靠性有較高的要求。首先通過按鍵對要達(dá)到的溫度進(jìn)行設(shè)定，通過加熱裝置對水進(jìn)行加熱，當(dāng)加熱溫度達(dá)到或超過設(shè)定值時，將加熱信號送到8051中，通過微處理器處理后，輸出到P1口報警，并通過三極管驅(qū)動揚聲器或蜂鳴器報警。對于電阻率隨溫度變化的電熱器件，通常使用降壓啟動方式，即開始通電時，電壓逐漸上升，使電熱器的工作電流在KS允許的范圍以內(nèi)。選用不同的電熱器件，啟動的過程也不一樣。INT0是過零檢測端，它可對過零的上升信號檢測而產(chǎn)生中斷；INT1也是過零檢測端，它可對過零的下降信號檢測而產(chǎn)生中斷。圖9加熱電路圖過零檢測電路由變壓器B的其中一個繞組和電容器組成。7407輸出低電平，4N25的輸入電流約為18mА，經(jīng)晶體管9013放大后，雙向可控硅門極的電流可達(dá)200 mА，雙向可控硅導(dǎo)通，電熱器加熱。經(jīng)7407后，送到光電耦合器4N25。表2型LCD的主要技術(shù)參數(shù)顯示容量16X2個字符芯片工作電壓～工作電流（）模塊最佳工作電壓字符尺寸(WXH)mm用直接訪問方式即微處理器把液晶顯示模塊當(dāng)做存儲器或I/O設(shè)備直接掛在總線上，模塊8位數(shù)據(jù)總線與微處理器的數(shù)據(jù)總線相連，用讀操作或?qū)懖僮餍盘柵c地址信號共同產(chǎn)生控制信號[3]。1602型LCD的接口信號說明如表1示。1602型LCD顯示模塊具有體積小，功耗低，顯示內(nèi)容豐富等特點。當(dāng)檢測到按鍵釋放后，也要給5ms～10ms的延時，待后沿抖動消失后才能轉(zhuǎn)入該鍵的處理程序。本論文采用軟件消抖方法。因而，在閉合和斷開的瞬間均伴隨著一連串的抖動，抖動時間的長短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為5~10ms，為了確保按鍵的狀態(tài)，必須消除按鍵抖動的影響，這也是按鍵抗干擾的主要的一個方面。在這里，繼電器驅(qū)動含有兩個意思：一是對繼電器進(jìn)行驅(qū)動，因為繼電器本身對于單片機(jī)來說就是一個功率器件：還有就是繼電器去驅(qū)動其他負(fù)載，比如繼電器可以驅(qū)動中間繼電器，可以直接驅(qū)動接觸器，所以，繼電器驅(qū)動就是單片機(jī)與其他大功率負(fù)載接口。所以，就要有一個環(huán)節(jié)來銜接，這個環(huán)節(jié)就是所謂的“功率驅(qū)動”。驅(qū)動電流在ｍA級以下。首先看看繼電器的驅(qū)動，如圖7所示：圖7繼電器的驅(qū)動這是典型的繼電器驅(qū)動電路圖，這樣的電路圖在網(wǎng)絡(luò)上隨處可以搜到，并且標(biāo)準(zhǔn)教科書上一般也是這樣的電路圖。在各種自動設(shè)備中，都要求用一個低電壓電路提控制一個高電壓的電器電路。電磁繼電器是有觸點電繼電器是有觸點電繼電器的一種。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先[11]。時序包括：初始化時序、讀時序、寫時序。單片機(jī)可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，其中高5位是符號位，中間7位是整數(shù)位，最低4位是小數(shù)位。其中前兩個字節(jié)是測得的溫度數(shù)據(jù)——第1字節(jié)的內(nèi)容是溫度的低八位，第2字節(jié)是溫度的高八位；第3和第4字節(jié)是溫度上限TH與溫度下限TL的易失性拷貝，第5字節(jié)是結(jié)構(gòu)寄存器的易失性拷貝，這三個字節(jié)的內(nèi)容在每一次上電復(fù)位時被刷新；第 8這三個字節(jié)用于內(nèi)部計算；第9個字節(jié)是冗余檢驗字節(jié)，可用來保證通信的正確性。CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。溫度由 DALLAS 公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 采集。在復(fù)位電路中，單片機(jī)RESET管腳一方面經(jīng)10uF的電容接至電源正極，實現(xiàn)上電自動復(fù)位，另一方面經(jīng)開關(guān)S接電源。本設(shè)計的單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖6示。對于單片機(jī)內(nèi)部資源已能滿足系統(tǒng)需要的，可直接采用最小系統(tǒng)。復(fù)位是靠外部電路實現(xiàn)的。復(fù)位后，程序計數(shù)器PC=0000H，因此，程序從0000H地址單元開始執(zhí)行。此設(shè)計單片機(jī)的復(fù)位電路如圖5示:圖5單片機(jī)的復(fù)位電路在單片機(jī)運行期間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作。X1和X2兩端將晶振、電容C1和C2與內(nèi)部的反相放大器連接起來組成并聯(lián)諧振電路，圖中CC2為22PF，對頻率有微調(diào)作用，振蕩頻率范圍在2~12MHZ。單片機(jī)內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳X1和X2分別是此放大器的輸入和輸出端。硬件設(shè)計的總電路連接框圖如圖2：單片機(jī)AT89C51報警電路鍵盤和顯示電路加熱電路溫度檢測電路圖2件設(shè)計的總電路連接框圖電熱水壺控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，可以把硬件電路分成六個子模塊，即給芯片供電的+5V的電源轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度檢測電路、繼電器、鍵盤顯示電路以及加熱和報警電路。單片機(jī)控制熱水壺的硬件構(gòu)成包括8051芯片、地址鎖存器等組成的單片機(jī)控制電路、溫度檢測電路、鍵盤及顯示電路和溫度加熱電路。 根據(jù)本電路的設(shè)計目的，需要的供電功率并不大但穩(wěn)定的電源，而本設(shè)計的主要目的是制作智能電水壺系統(tǒng)，沒有必要在這里花費太多的精力。此類變壓器需要專門制作，才能完成需要的功能，電源工作效率高，轉(zhuǎn)換率可以達(dá)到80%以上。此類電路工作在高頻狀態(tài)，無需體積笨重的工頻變壓器。該電路設(shè)計簡單，工作穩(wěn)定，制作成本低，制作方便但功耗大，體積笨重，有一定的發(fā)熱量，并切效率較低一般低于60%。另一種是通過外部電路提供電源，該電路適用于不太常使用或需要與其他電路配合使用的電路中。有條件的可以使用電源模塊來為系統(tǒng)供電。電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置，也稱電源供應(yīng)器，它提供計算機(jī)中所有部件所需要的電能。(1)電源分析電源是提供電壓的裝置。在本系統(tǒng)中，設(shè)置報警的目的就是在實時溫度達(dá)到預(yù)設(shè)定值時，發(fā)出聲報警信號，提示用戶，防止損壞器具。LCD液晶顯示器是一種極低功耗顯示器，從電子表到計算器，從袖珍時儀表到便攜式微型計算機(jī)以及一些文字處理機(jī)都廣泛利用了液晶顯示器，因此最終選用了LCD液晶顯示[7]。數(shù)據(jù)顯示部分可以有以下兩種方案供選擇的組成有以下兩種方案可供選擇：方案一 LED數(shù)碼管顯示。AT89C51內(nèi)部帶有4KB的程序存儲器，基本上已經(jīng)能夠滿足需要。這些配置能夠很好地實現(xiàn)本儀器的測量和控制要求。AT89CXX系列與MCS51相比有兩大優(yōu)勢：第一，片內(nèi)存儲器采用閃速存儲器，使程序?qū)懭敫臃奖悖坏诙?，提供了更小尺寸的芯片，使整個硬件電路體積更小。這種新型的智能儀表在測量過程自動化、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理以及功能的多樣化方面，都取得了巨大的進(jìn)展。單片機(jī)代替了模擬電路或數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能通過軟件方法來實現(xiàn)，使用軟硬結(jié)合的方式，更好的實現(xiàn)數(shù)字中的設(shè)計。綜上所述，我選擇第三種方案進(jìn)行設(shè)計。系統(tǒng)的功能一般與軟件設(shè)計相關(guān)，采用軟件編程實現(xiàn)電子秤稱量。這種方案硬件成本相對較高，但軟件編程簡單，通常用在對時間精度要求較高的場合。方案二 可編程FPGA/CPLD方案：目前的發(fā)展方向有廣闊的應(yīng)用前景。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。下面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。圖1 AT89C51引腳圖 keil軟件語言簡介Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效