【正文】 II 字符集。 每個 DS18B20 有自己的序列號，因此本系統(tǒng)可以在一根總線上掛接了 4 個DS18B20，通過 CRC 校驗，對各個 DS18B20 的 ROM 進行尋址，地址符合的 DS18B20 才作出響應，接收主機的命令，向主機發(fā)送轉換的溫度。主機按照通信協(xié)議用一個 IO 口模擬 DS18B20 的時序，發(fā)送命令（初始化命令、 ROM 命令、功能命令）給 DS18B20，并讀取溫度值，在內部進行相應的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點的溫度。 DS18B20 的 ROM 如表 ，每個 ROM 命令都是 8 bit長。當 DS18B20 發(fā)出響應主機的應答脈沖時，即向主機表明它已處在總線上并且準備工作。 a．初始化： DS18B20 所有的數(shù)據(jù)交換都由一個初始化序列開始。 符號位說明溫度是正值還是負值，正值時 S=0，負值時 S=1。要啟動溫度測量和模擬到數(shù)字的轉換，處理器須向其發(fā)出 Convert T [44h] 命令；轉換完后， DS18B20 回到空閑狀態(tài)。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼 （ CRC ）。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報觸發(fā)（ TH）和下線警報觸發(fā)（ TL）寄存器（ 2和 3字節(jié)），和一字節(jié)的配置寄存器（ 4字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設置溫度轉換的精 度。 表 DS18B20 詳細 引腳功能描述 序 號 名 稱 引腳功能描述 1 GND 地信 號 2 DQ 數(shù)字輸入輸出引腳 ,開漏單總線接口引腳 ,當使用寄生電源時 ,可向電源提供電源 3 VDD 可選擇的 VDD引腳 ,當工作于寄生電源時 ,該引腳必須接地 64 位 ROM 存儲器件獨一無二的序列號。 內部有溫度上、下限告警設置。 測量溫度范圍在－ 到 ＋ 之間。 在 DS18B20 中的每個器件上都有獨一無二的序列號。因此用它來組成一個測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的數(shù)字溫度計，十分方便。該時鐘電路強大的功能和優(yōu)越的性能，在很多領域的應用中，尤其是某些自動化控制、長時間無人看守的測控系統(tǒng)等對時鐘精確性和可靠性有較高要求的場合，具有很高的使用價值。其簡單 的三線接口能為單片機節(jié)省大量資源， DS1302 的后背電源及對后背電源進行涓細電流充電的能力保證電路斷電后仍能保存時間和數(shù)據(jù)信息等。 目前常用的實時時鐘，很多采用單片機的中斷服務來實現(xiàn)，這種方式一方面需要采用計數(shù)器，占用硬件資源，另一方面需要設置中斷、查詢等，同樣耗費單片機的資源，而且某些測控系統(tǒng)可能不允許；有的則使用并行接口的時鐘芯片，如 MC14681DS12887 等，它們雖然能滿足單片機系統(tǒng)對實時時鐘的要求，但是這些芯片與單片機接口復雜，占用地址、數(shù)據(jù)總線多，芯片體積大，占用空間多，給其它設計帶來諸多不便。鐘表的數(shù)字化，大力推動了計時的精確性和可靠性。 DS1302 與 RAM 相關的寄存器分為兩類，一類是單個 RAM 單元，共 31個，每個單元組態(tài)為一個 8 位的字節(jié)，其命令控制字為 C0HFDH，其中奇數(shù)為讀操作，偶數(shù)為寫操作；再一類為突發(fā)方式下的 RAM 寄存器，此方式下可一次性讀寫所有的RAM 的 31 個字節(jié)，命令控制字為 FEH（寫）、 FFH（讀）。 表 DS1302 的日歷、時鐘寄存器及其控制字 寄存器名 命令字 取值范圍 各位內容 寫操作 讀操作 7 6 5 4 3 2 1 0 秒寄存器 80H 81H 0059 CH 10SEC SEC 分寄存器 82H 83H 0059 0 10MIN MIN 時寄存器 84H 85H 0112 或 0023 12/24 0 10 HR HR 日寄存器 86H 87H 0128,29,30,31 0 0 10DATE DATE 10 月寄存器 88H 89H 0112 0 0 0 10M MONTH 周寄存器 8AH 8BH 0107 0 0 0 0 0 DAY 年寄存器 8CH 8DH 0099 10YEAR YEAR 此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關的寄存器等。 DS1302 共有 12個寄存器 [5]，其中有 7個寄存器與日歷、時鐘相關，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。 在控制指令字輸入后的下一個 SCLK 時鐘的上升沿時數(shù)據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0開始。上電運行時，在 Vcc≥ 之前，RST 必須保持低電平。當 RST 為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對 DS1302 進行操作。最低有效位（位 0）如為 0 表示要進行寫操作，為 1表示進行讀操作，控制字節(jié)總是從最低位開始輸出。位 6如果為 0，則表示存取日歷時鐘數(shù)據(jù)，為 1表示存取 RAM 數(shù)據(jù) 。SCLK 為時鐘輸入端。只有在 SCLK 為低電平時，才能將 RST 置為高電平。如果在傳送過程中 RST 置為低電平，則會終止此次數(shù)據(jù)傳送， I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。 RST 輸入有兩種功能：首先， RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；其次， RST 提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。 X1 和 X2 是振蕩源，外接 晶振。當Vcc2 大于 Vcc1＋ 時， Vcc2 給 DS1302 供電。在主電源關閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。 DS1302 是 DS1202 的升級產(chǎn)品，與 DS1202 兼容，但增加了主電源／后 備 電源雙電源引腳，同時提供了對后 備 電源進行細電流充電的能力?？刹捎靡淮蝹魉鸵粋€字節(jié)或突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。時鐘可工作在 24 小時格式或 12 小時（ AM/PM）格式。本設計中所用到的是上電按鈕復位，如圖 。 AT89C51 的復位是由外 8 部的復位電路來實現(xiàn)的。晶體可在 ～ 12MHz 之間任選，電容 C1和 C2 的典型值在 20pF～ 100pF 之間選擇，但在 60pF～ 70pF 時振蕩器具有較高的頻率穩(wěn)定性。這部分電路主要負責程序的存儲和運行。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 FLASH 存儲器編程時，該引腳加上 +12V 的編程允許電源 Vpp，當然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 Vpp。需注意的是：如果加密位 LB1 被編程，復位時內部會鎖存 EA 端狀態(tài)。 PSEN—— 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將有兩次有效的 PSEN 信號。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC指令才能將 ALE 激活。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個 ALE 脈沖。 ALE/PROG—— 當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。 WDT 溢出將使該引腳輸出高電平，設置 SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址8EH）可打開或關閉該功能。 RST—— 復位輸入。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能， P3 口的第二功能如表 。對 P3 端口寫 “1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 在 flash 編程和校驗時， P2 口也接收高 8 位地址字節(jié)和一些控制信號。在這種應用中， P2 口使用很強的內部上拉發(fā)送 1。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 表 P1 口第二功能 端口 引腳 第二功能 T2（定時器 /計數(shù)器 T2 的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數(shù)器 T2 的捕捉 /重載觸發(fā)信號和方向控制） MOSI（在系統(tǒng)編程用） MISO（在系統(tǒng)編程用） SCK（在系統(tǒng)編程用） P2 口： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如表 所示。對 P1 端口寫 “1” 時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。程序校驗時，需要外部上拉 電阻。在這種模式下， P0內部上拉電阻被激活。對 P0 端口寫 “1” 時，引腳用作高阻抗輸入。圖 為 AT89 C51 的引腳圖 圖 AT89C51 的引腳圖 AT89S51 引腳功能說明如下： VCC：電源電壓 6 GND：地 [2] P0 口： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口，即地址 /數(shù)據(jù)總線復用口。掉電保護方式下， RAM 內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止 [1]。另外， AT89S51 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89C51 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案 。使用 ATMEL 公司高密度非易失性存儲器技術制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 4 系統(tǒng)的組成框圖 本次 太陽能熱水器 系統(tǒng)是一種新型的智能溫控系統(tǒng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設計以AT89C51 為核心，將傳感器檢測技術、智能控制相結合，整個系統(tǒng)可分為單片機最小系統(tǒng)模塊、實時時鐘模塊、 DS18B20 檢測溫度模塊，報警模塊、檢測水位模塊、控制水位模塊和鍵盤輸入及液晶顯示模塊。 集熱器是一種利用溫室效應，將太陽能輻射轉換為熱能的裝置，該裝置與一般熱水交換器不一樣，熱交換器通常只是液體到液體，或是液體到氣體的熱交換過程，而平板 型 集熱器時直 接將太陽輻射傳給液體或氣體，是一個復雜的傳熱過程。這樣不斷對流循環(huán)，水溫逐漸提高，直到集熱器吸收的熱量與散失的熱量相平衡時，水溫不再升高。水溫升高后，水的比重減輕，便經(jīng)上升水管進入循環(huán)水箱上部。補給水箱 4供給循 環(huán)水箱 3所需的冷水。圖中集熱器 1按最佳傾角放置，下降水管 2 的一端與循環(huán)水箱 3的下部相連，另一端與集熱器 1 的下集管接通。在我國浙江、江蘇、山東等地，太陽能熱水器的研發(fā)和生產(chǎn)已形成規(guī)模，應用太陽能熱水器的場所也由家居使用擴展到 醫(yī)院、學校、賓館、飯店、游泳池、洗浴場所等。 （三）太陽能熱水器集熱效果好，集熱時間更長。購置太陽能熱水器一次性投資 3000 元左右，使用 5 至 6 年就可實現(xiàn)與其熱水器的支出對比平衡。據(jù)測算，使用１平方米太陽能熱水器，相當于每年節(jié)約310 度電。 （二）太陽能熱水器的使用壽命較長，使用太陽能熱水器經(jīng)濟實惠。太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的可再生資源，有節(jié)能、環(huán)保、安全和永續(xù)利用等優(yōu)點，理應成為開發(fā)利用的首選。許多資源（如煤、石油、天然氣等）是不可再生的，而且在利用過程中給人類生存環(huán)境帶來極大污染，人類繁衍生息的物 質和環(huán)境基礎受到嚴峻挑戰(zhàn)。太陽能熱水器順應時代發(fā)展的要求，滿足人們對環(huán)保綠色產(chǎn)品的需求。太陽能熱水器 克服了上述缺點，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。 當今社會發(fā)展日新月異，人們 衣食住行也在不斷的提高。目前，我國是世界上太陽能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國家。這時候以山東力諾集團為主的真空管生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品占了真空管生產(chǎn)絕大部分市場。在之后的幾年里，全玻璃和熱管式真空管集熱器實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到中試水平，為下一階段產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；於肆己玫幕A，成為產(chǎn)業(yè)的孕育發(fā)展階段。 1978 年中國誕生第一臺 太陽能熱水器 ，到 1986 年臥式磁控濺射鍍膜機的設計制造，是在政策扶持下的研究開發(fā)階段。 在我設計太陽能熱水器的控制系統(tǒng)之前，首先了解一下太陽能熱水器的基本構架和工作過程，以及太陽能熱水器發(fā)展概況和深遠利用價值。 pollution, will not have any impact on the surrounding environment, but also for people39。 關鍵詞 太陽能熱水器 單片機 節(jié)能 液晶顯示屏 II Abstract As the global population and economic growth, energy use of environmental problems and causes gradually recognized, lowcarbon economy, the concept became part of the people of vision. Solar energy has reserves of the limitless , the universality of existing, and almost does not produce any pollution. In view of these advantages, people in the development of solar energy industry, Solar water heaters are the typical examples. Solar water heat