【正文】 沖區(qū) SBUF 里的數(shù)據(jù)從 口一位一位的移出，只要來一個脈沖，就輸出一位數(shù)據(jù)，并且對于單片機，串行移位輸出的方式是從低位開始，即先移出低位數(shù)據(jù) D0，最后移出高位數(shù)據(jù) D7。顯示位的亮度跟導(dǎo)通電流有關(guān)，也和點亮?xí)r間與間隔時間的比例有關(guān)。 所謂動態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點亮各位顯示器。 點亮 LED 顯示器有兩種方法：靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。 LED 顯示原理 LED 顯示器由 7條發(fā)光二極管組成顯示字段，有的還帶有一個小數(shù)點 Dp。為此我們選擇動態(tài)顯示模式， LED 選擇共陽的 7段數(shù)碼管，并且使用單片機的串口 （ RXD）和 （ TXD）進行顯示。其工作過程如下：當無鍵按下時， CPU 處理自己的工作，當有鍵按下時，產(chǎn)生中斷請求， CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí) 行鍵盤掃描子程序，并識別鍵號。 2） 定時掃描方式 : 定時掃描 方式就是每隔一段時間對鍵盤掃描一次，它利用單片機內(nèi)部的定時器產(chǎn)生一定時間（例如 10ms）的定時，當定時時間到就產(chǎn)生定時器溢出中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對鍵盤進行掃描，并在有鍵按下時識別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。 （ 4）判斷閉合鍵是否釋放，如沒釋放則繼續(xù)等待。 （ 2）鍵盤掃描取得閉合鍵的行、列值。在執(zhí)行鍵功能程序時， CPU 不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到 CPU 重新掃描鍵盤為止。通常，鍵盤的工作方式有三種 ，即編程掃描、定時掃描和中斷掃描。 鍵盤的工作方式 在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤掃描只是 CPU 的工作內(nèi)容之一。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。 12 判斷閉合 鍵所在 的位置 在確認有鍵按下后，即 可進入確定具體閉合鍵的過程。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個按鍵之中。 行掃描法 行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法 ，介紹過程如下。數(shù)字鍵用于輸入設(shè)定的淋浴溫度，功能鍵用于系統(tǒng)的輸入設(shè)定溫度后的確認和 關(guān)閉 。不但節(jié)省單片機的 I/O口資源，而且價格便宜，操作簡單，實用美觀，其具體接線如圖 8所示。 P3口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準雙向 I/O 口，能驅(qū)動 (吸收或輸出電流 )四個 LSTTL 負載 [3]。 P2口（ ）是一個帶有內(nèi)部提升電阻的 8位準雙向 I/O 口，在訪問外部存 11 儲器時，它輸出高 8位地址。 I/O 口介紹： P0、 P P P3 P0口（ ）是一個 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，在訪問外部存儲器時，它是分時傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線， P0 口能以吸收電流的方式驅(qū)動八個 LSTTL 負載。 圖 6 晶振電路 80C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 該單片機是在一塊芯片中集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時器 /計數(shù)器和多功能 I/O 口等一臺計算機所需要的基本功能部件。在本系統(tǒng)中使用的晶振頻率為 12MHz，這對于處理的數(shù)據(jù)不是太多的系統(tǒng)來講，已經(jīng)夠用了。外部時鐘方式用得很少，當要使用時，將 XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器就行。單片機的晶振輸入端可以有兩種輸入方式：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。 復(fù)位電路 復(fù)位電路是當系統(tǒng)需要重新啟動時，使程序從頭開始執(zhí)行。當EA =1 時， CPU 從片內(nèi) ROM 讀取指令； EA =0 時， CPU 從片外 ROM 讀取指令。 PSEN （ 29） ：外接程序存儲器讀選通信號。當 CPU 訪問外部存儲器時， ALE 用來鎖存 P0 輸出的地址信號的低 8 位。當引腳為掉電保護后備電源之輸入引腳。 XTAL2（ 18） ：片內(nèi)振蕩器反相器的輸出端，也是內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。具體功能見表 1。 系統(tǒng)硬件框圖如圖 3所示： 圖 3 系統(tǒng)硬件框圖 7 第三章 硬件電路的設(shè)計與實現(xiàn) 80C51 簡介 80C51 的引腳圖如圖 4 所示 圖 4 80C51引腳圖 現(xiàn)就各個引腳功能簡要介紹如下： (1)電源引腳 ： ccV (40):接 +5V 電源； ssV （ 20）：接地。 執(zhí)行機構(gòu) 在系統(tǒng)中，控制對象為冷水管和熱水管的進水量，為了準確的控制進水量，使用步進電機，這種電機是一步一步轉(zhuǎn)動的，不同型號的步進電機的步進角不同，但它們都能精確定位。這個傳感器可以直接讀出被測溫度值，而且采用三線制與單片機相連，減少了外部的硬件電路，具有成本低和易使用的特點。 最高分辨率可達 176。AD590 作為模擬量溫度傳感器，需要 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，將增大系統(tǒng)的設(shè)計難度，而且其價格貴。在溫度采集器件中，有熱電偶、熱敏電阻、 AD590、DS18B20 等等溫度傳感器。在本設(shè)計中就采用 7段共陽數(shù)碼管作為顯示器件。 LCD 和 VGA 顯示器件價格都比較昂貴，并且驅(qū)動程序復(fù)雜，而 7段數(shù)碼管具有價格便宜、原理簡單、顯示數(shù)字清晰等諸多優(yōu)點，在大型報時屏幕、銀行利率顯 示、城市霓虹燈建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。 溫度顯示模塊 該模塊主要是對出水口的溫水溫度和鍵盤設(shè)定的溫度進行顯示，溫度由兩位數(shù)據(jù)組成。 方法二：使用多個鍵對應(yīng)輸入數(shù)據(jù)，此方法輸入簡單。 此次設(shè)計需要用鍵盤進行輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的輸入有兩種方法： 方法一：使用兩個按鍵，每次按下自動累計加一 ，進行溫度設(shè)定。這樣，一個端口（如 P1 口）就可以構(gòu)成 4*4=16中央處理單元 （單片機） 鍵盤輸入模塊 溫度顯示模塊 溫度采集模塊 執(zhí)行單元模塊 電源模塊 5 個按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20鍵的鍵盤，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9鍵）。 在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。 鍵盤輸入模塊 鍵盤作為數(shù)據(jù)輸入接口，是大部分自動控制系統(tǒng)不可或缺的一部分。主流的生產(chǎn)廠家主要有： Intel 公司、 Atmel 公司、 Maxim 公司等等?，F(xiàn)對其選型做簡要說明。 4 第二章 系統(tǒng)方案的選擇及論證 系統(tǒng)的功能要求 （ 1）從鍵盤輸入設(shè)定溫度值并顯示； （ 2）通過溫度傳感器檢測三個水管的溫度，并顯示出水口的溫水溫度； （ 3）控制器比較設(shè)定溫度和出口溫度是否一致，不一致就控制電機調(diào)節(jié)冷熱水的進水量。 3 研究內(nèi)容 智能型浴室混水閥控制器的設(shè)計要達到一些相關(guān)的指標： 第一： 每個 人對洗浴水溫 都會 有一個 想要的 范圍，設(shè)計時要達到一個合適的水溫； 第二：設(shè)計時要充分考慮系統(tǒng)所要達到的功能要求，力爭做到硬件和軟件劃分合理； 第三：在硬件設(shè)計時要從 器件的性能、價格、可擴展性、實用性、編程簡單等一些方面 綜合考慮。 系統(tǒng)運行中由溫水出水管處的溫度傳感器檢測到的溫度反饋到 控制芯片，然后和設(shè)定的溫度值進行比較來調(diào)節(jié)步進電機的轉(zhuǎn)動量，進而動態(tài)的控制冷熱水進水管的進水量，以此來達到溫度平衡?？偪刂齐娐酚蓽囟炔杉K、溫度顯示模塊、鍵盤輸入模塊、步進電機驅(qū)動模塊、主控制芯片和電源模塊六部分組成。這是由于通過機械式混水閥需要手動調(diào)節(jié)并嘗試水溫，隨著冷熱水溫差的波動以及冷熱水管道各自的壓力不同（壓力的不同將導(dǎo)致水流速度的變化），需要不斷的調(diào)試水溫，將給洗浴帶來極大的不便。 式 機械混水閥 傳統(tǒng)式機械混水閥的工作原理 在傳統(tǒng)的浴室供水系統(tǒng)中，機械式混水閥在一般情況下由一個冷水進水口、一個熱水進水口和一個溫水出水口 構(gòu)成 ，而冷、熱水的進水管道都是各自獨立的，通過 一個混水閥或兩個混水閥來調(diào)節(jié)水溫，使用者通過調(diào)節(jié)混水閥旋鈕來選擇適合自己洗浴的水溫。其操作過程往往需要操作者通過肢體觸覺來反映混合后水溫是否合 適， 不僅 使用很不方便，而 且容易導(dǎo)致混水閥門的使用壽命縮短 ， 出水忽冷忽熱、不容易調(diào)節(jié)。 21世紀是信息 的 社會，更是現(xiàn)代化 的 社會。進入 20 世紀 90 年代后，以計算機和軟件為核心的數(shù)字化技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，不僅廣泛滲透到社會經(jīng)濟、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)，而且也深入到家電、娛樂、藝術(shù)、社會文化等各個領(lǐng)域，并掀起了一場 數(shù)字化技術(shù)革命。 關(guān)鍵字： DS18B20；矩陣鍵盤； 80C51； 步進電機 ； Proteus； C語言 The Design of Intelligent Bathroom Mixing Water Valve Controller ABSTRACT New technology has entered the house gradually and make household intelligent in new era. In people39。 使用 C語言進行程序的編寫，通過使用 Proteus進行仿真 ,經(jīng)過多次的實驗達到了畢業(yè)設(shè)計的基本要求。因此設(shè)計出能夠自動調(diào)節(jié)水溫的家居用品 來滿足人們的需求 、 推進人們的健康生活以實現(xiàn)家居智能化具有重要意義，基于此點，課題設(shè)計了 智能型浴室混水閥控制器 來滿足這一要求。 學(xué)校代碼： 11059 學(xué) 號： 0410203049 Hefei University 本科畢業(yè)論文 BA C H E LO R D I S S E R TAT I O N 論文題目： 智能型浴室混水閥控制器的設(shè)計 學(xué)位類別： 工 學(xué) 學(xué) 士 學(xué)科專業(yè)： 自 動 化 作者姓名： 仲 思 源 導(dǎo)師姓名： 孫 強 完成時間： 2021年 6 月 智能型浴室混水閥控制器的設(shè)計 中文摘要 隨著科技的發(fā)展和社會的進步，高新技術(shù)正在逐漸改變著人們的 生活習(xí)慣，其中重要的一個方面就是 ，使家居呈現(xiàn)智能化。 目前 的家居生活中，大部分人 仍 使用著傳統(tǒng)的機械式淋浴系統(tǒng)，這種系統(tǒng) 不僅 易 于 損壞 ，而且由于手動調(diào)溫的不準確性，還易使皮膚燙傷 。 在此次設(shè)計中， 系統(tǒng)以 80C51 單片機為核心控制器件 ，由溫度采集模塊、鍵盤模塊、數(shù)碼顯示模塊、步進電機模塊和主控制芯片 5 個部分組成。 當 系統(tǒng)運行時，由單片機對溫度采集模塊的輸出量進行收集， 按下啟動鍵，單片機 通過讀取變量和設(shè)定量進行比較，然后把輸出量轉(zhuǎn)換成 控制信號，控制步進電機 并通過數(shù)碼管 顯示 設(shè)定水溫和出口水溫 。s home life, most people still use traditional mechanical shower systems that easily be damaged and temperature can not be regulated accurately and also easily burn the user’s skin. In a bid to enable the bathroom intelligent, we design the intelligent bathroom mixing water valve to meet people’s need. This design has much practical significance in pushing forward people’s healthy life and household intelligence. The system of which the singlechip 80C51 is used as centre control part, consists of temperature collection module, keyboard module, digital display module, stepping motor module and main control chip five parts. C language used in the preparation process, through the use of simulation Proteus, after a number of experiments designed to meet the basic requirements for graduation. When the system is running, the temperature acquisition by the SCM module output for the collection, press the s