【正文】 0x08。 //顯示延時 uchar disp。顯示程序如下：/*定義8255A字符型字位口*/define DIGPORT XBYTE[0x1FFF]//PA口地址，位選碼地址define WORDPORT XBYTE[0X3FFF]//PB口地址，段選碼地址define CCOM XBYTE[0X7FFFF]//控制字寄存器地址define KPORT XBYTE[0X5FFF]//PC口，鍵盤掃描地址void display(void){ uchar i。=0，=1，即A1=0，A2=1，=0，單片機輸出寫信號，訪問端口B，將段選碼送出，保持幾毫秒的延時，使LED顯示。由圖53的連接方式知控制字寄存器地址為：0111 1111 1111 1111，即0x7FFF，向該地址寫入控制字即可。 相連，顯示期間一直輸出低電平，選中8255。共陰極七段LED顯示器的管腳如圖55所示圖45 共陰極LED顯示器的原理和管腳圖表41 共陰極LED顯示器七段碼顯示字符共陰極七段碼顯示字符共陰極七段碼03FH96F106A7725BB7C34FC39466D5E56DE7967DF71707P7387FU3E 8255A實現(xiàn)顯示方法8255A 的PA、PB口作為輸出口驅動數(shù)碼管顯示；PC口用作輸入口監(jiān)測鍵盤輸入，所以這里須用工作方式0——基本輸入輸出口工作方式，其方式控制字為10001001。LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示子段組成的顯示器件。PB口輸出的段選信號，通過74LS245芯片接LED段碼引腳，因為8255A的輸出電流一般是微安級的，而LED一般則要求5到幾十毫安的電流，不能直接驅動LED，而74LS245的高電平輸出電流在15毫安左右，可以驅動LED顯示。圖44 用8255A擴展的鍵盤和顯示電路在顯示電路中用8255A的PA口輸出位選信號，通過74F07接LED顯示器的片選引腳。圖53 單片機與8255A連接圖 顯示電路工作原理 8255A顯示電路的硬件結構。單片機的P0口為8255A提供數(shù)據(jù)輸出輸入。A0、A為8255A的地址口，D0D9為數(shù)據(jù)口。方式1 —— 有聯(lián)絡信號的輸入/輸出方式2 —— 雙向傳送本設計用方式0，所以方式方式2不再詳細介紹。工作方式介紹方式0 —— 基本的輸入/輸出 將端口信號線分成4組，分別由方式控制字的DDDD0控制其傳送方向，當某位為1時，相應的端口數(shù)據(jù)線設置成輸入方式；當某位為0時，相應的端口數(shù)據(jù)線設置成輸出方式。A組可采用方式0～方式2，而B組只能采用方式0和方式1，這由8255A的方式控制字控制。因此8255A共有4個端口寄存器，分別用A0、A1指定： A1=0，A0=0，表示訪問端口A； A1=0，A0=1，表示訪問端口B； A1=1，A0=0，表示訪問端口C； A1=1，A0=1，表示訪問控制寄存器。在每組中，端口A和端口B用作為數(shù)據(jù)端口，端口C用作為控制和狀態(tài)聯(lián)絡線。控制寄存器高四位 低四位端口A端口B端口CB組A組VCCD7~D0A1RESETA0PC3~PC0PA7~PA0PB7~PB0PC7~PC4GND圖41 8255A輸入輸出口和編程模型表41 8255A引腳定義引腳名功能連接去向D0~D7數(shù)據(jù)總線（雙向）CPURESET復位輸入CPU片選信號譯碼電路讀信號CPU寫信號CPUA0,A1端口地址CPUPA0~PA7端口A外設PB0~PB7端口B外設PC0~PC7端口C外設VCC電源（+5V）/GND地/在模式控制下這個端口又可以分成兩個4位的端口，它們可單獨用作為輸出控制和狀態(tài)輸入。8255A為一可編程的通用接口芯片。 1．8255A的引腳功能定義8255A的原理結構如圖51所示。鍵盤和顯示電路共需18個I/O口，89C52單片機共有48個I/O口，而又有8個口有特殊功能，也就是常用的共有38個I/O口，該系統(tǒng)的其他設置也還要占用大量I/O口，顯然這樣太浪費資源。對于六位顯示，采用占用I/O較少的動態(tài)掃描方式，也需要六位位選碼數(shù)據(jù)線，八位段選碼數(shù)據(jù)線，共需14個I/O口。本章設計了較為合理的鍵盤和顯示電路完成這些功能。下面圖312 是實際的水位和水溫測量電路圖。作為充電口P1口的作用相當于電源（充電時）或地（方電時），所以可以用同一個口為兩個沖放電回路充電，兩個回路是獨立的。 else TMP=30int(val*5/10000)。 if(val7549) TMP=97int(val*8/1000)。void TmRead(){ uint val。數(shù)據(jù)處理公式已在上面列出。也就是水溫測量程序包含中斷計時和數(shù)據(jù)處理兩部分。曲線按式310 計算出圖中各線段端點坐標值為：N1=1000，T1=90(℃)； N2=7549，T2=43(℃)； N3=20000，T3=20(℃)； N4=56450，T4=0(℃)；分段線性化后溫度T 的近似計算公式： ，(℃) (311)，(℃) (312)，(℃) (313)為了能在單片機上進行計算，將以上三式進一步變換成如下形式（其中int為取整函數(shù)）： T=97int(N*8/1000), (314) T=50int(N/1000), (315) T=30int(N*5/10000), (316)式31 315 和316 的計算過程僅需通過簡單的幾步移位與加減法操作即可實現(xiàn)，與通過式310 計算并進行四舍五入圓整的結果相比較單片機通過式31 315 和316計算出的溫度值在0~20 范圍內誤差不超過2℃,在20~ 90 范圍內誤差不超過1℃,并且計算出的溫度值與A/D 轉結果之間保持良好的單調遞增關系。圖311為溫度T 與計時器計時結果N之間的關系曲線。在這里查表法是一種經(jīng)常采用的解決辦法，即事先計算出所有可能的計時結果所對應的溫度值以表格形式寫入控制程序，每次轉換完畢后查表得出所對應的溫度值。由式37可得: (38)由式33和式34可得； (39)經(jīng)測試T0=25℃的計數(shù)器寄存器中的值=16384。為材料系數(shù)。對于熱水器來說溫度控制與顯示的精度要求并不高，因此本設計采用負溫度系數(shù)NTC 熱敏電阻作為測溫元件，利用NTC 熱敏電阻阻值隨溫度變化而改變的特性實現(xiàn)測溫。 （2）實現(xiàn)起來也十分簡單。其缺點是不夠精確，但成本很低，對于對溫度要求不算精確的太陽能熱水器系統(tǒng)，完全可以滿足我們的需要。這種電路測量比較精確，但需用A/D轉換器，而A/D轉換的價格較貴，會加大成本，另外A/D轉換需占用8個數(shù)據(jù)口和兩個片選口及兩個控制口共12個I/O口。 方案比較選擇溫度測量方案很多，下面通過比較選擇合適的測量方法?？紤]到性價比等原因，市場上大部分太陽能熱水器的溫度傳感器都選用NTC負溫度系數(shù)熱電阻，本系統(tǒng)也選用這種。L0=0。L2=1。 } else { WTLV=4。L1=0。// 顯示3水位 L3=1。L0=1。L2=。 } else if(buf[1]45) { WTLV=2。L1=1。 //顯示1水位 L3=0。其中buf[1]為計數(shù)器0寄存器中的值。因此取充電和放電時間為30ms。另外，電容兩端的最高電壓為+5V，最低電壓為0V，所以所選電容的耐壓留有一定裕量為最大電壓的3倍，所以應選取耐壓為15V以上的電容。以下是編程實現(xiàn)這一過程的結果。 //定時器0賦初值0 TR0=1。 P1_4=!P1_4。}void timer_t1() interrupt 3{ TH1=0X8A。定時輸出30ms其程序如下：void main(){ initial()。當定時器/計數(shù)器在方式1下做定時器用時，其定時時間計算公式為： （33）采用12M的晶振，晶振周期為S，因為采取定時器終端方式，所以N=0XFFFF=65536。這樣方波的周期就受定時器定時時間的限制。所以要用定時器來實現(xiàn)方波輸出。圖38 電容電壓與比較器輸出信號(仿真和實測)3．充電時間的設定和電容的選擇電容充電時間的計算公式為： (31)T即位電容電壓上升時間。INT0、INT1的內部電路類似于P1口如圖36所示。由LM393的內部原理圖可知LM393的輸出為集電極開路，它的輸出高電平與LM393的電源無關，但須接外部電源和上拉電阻。如圖38所示。LM358的輸出電壓幅度為0 ,而要跟隨的電壓范圍為0—5V，所以應選用大于+，這里選用+12V單電源供電2．LM393的作用給比較器設置+3V的參考電壓，將電容電壓的指數(shù)曲線變成矩形波，波形圖如圖38所示。電壓跟隨器的顯著特點就是，輸入阻抗高，而輸出阻抗低，一般來說，輸入阻抗要達到幾兆歐姆是很容易做到的。2．采取與I/O隔離并用中斷監(jiān)測電容電壓的電路這樣需要將電容電壓與單片機監(jiān)測端口隔離，采取如圖37所示電路。圖35 直接用I/O檢測電容電壓測量水位電路原理圖圖36 P1口的位結構[5]從圖中可見，P1口只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，VCC會通過內部上拉電阻持續(xù)給電容充電，所以監(jiān)測電容電壓一直為高電平。，即電容電壓一直保持高點平。一種簡單的方案是：，完成計時，這種方案看上去簡單易實現(xiàn)，但實際則行不通。綜上比較可見選用第二種方案較為優(yōu)越。（2）給水溫測量電路設計帶來方便，RC充放電式水位傳感器的原理可以同樣運用到熱電阻溫度測量電路中。利用單片機的一個口周期性的給電容電路充放電，然后用圖34 RC充放電式水位傳感器測量電路原理圖單片機監(jiān)測電容兩端電壓的變化，因為電容電壓的上升或下降時間t=RC，所以用單片機記錄這個時間就能判別電阻的變化，進而轉化為水位的變化進行顯示及其他動作。由上述測試結果的電阻值得出這樣的規(guī)律，那就是電阻的并聯(lián)短接，其原理如圖33所示。觀察傳感器可知水位傳感器有5個與水接觸點，我們從上到下依次命名它們?yōu)?—5觸點。2．RC充放電式水位傳感器測量電路這種電路資料較少，但我們在市場上購買的桑樂太陽能的水位和水溫傳感器就是基于這種原理，其基本形狀如圖32所示。顯示共分 4檔 ，每檔為滿水位的25% 。它們的輸出接至電子開關CD4069，經(jīng)過CD4069反向并經(jīng)74LS244驅動后分別接入89C52的 P1．0~P1．3引腳。 方案比較選擇1．排阻分檔鍵盤式水位傳感器在許多資料中都介紹了一種類似鍵盤電路的分檔水位傳感器，其原理圖如圖31所示。圖21 太陽能熱水器控制系統(tǒng)整體結構圖結 論第三章 水位和水溫測量電路硬件設計水位測量和水溫測量是太陽能熱水器控制系統(tǒng)的最重要部分，是實現(xiàn)其他功能的基礎，此部分性能好壞將關系到整個系統(tǒng)的優(yōu)良程度，所以設計一個性能良好的水位、水溫測量系統(tǒng)是本設計的重點。包括電加熱、上水電磁閥、報警電路，是整個系統(tǒng)的執(zhí)行部分。給系統(tǒng)提供時間顯示和參考時間。這部分用于系統(tǒng)和人的信息交互，有對太陽能熱水器狀態(tài)的直觀顯示，也有用于人對系統(tǒng)控制的鍵盤電路。這部分用于采集水位水溫信號給單片機，是太陽能熱水器控制器最關鍵的部