【正文】 經(jīng)過 四 個多月的設(shè)計 制作 ，本畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)基本完成。使我在單片機的基本原理、單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧（特別是匯編語言）的掌握方面都能向前邁了一大步。 本設(shè)計功能已基本符合要求，但是由于自己本身水平有限，所以該系統(tǒng)還有許多不盡如人意的地方，我將在日后的時間繼續(xù)完善。 在機型和元器件的選擇上，以性價比高為原則，從而組成最小最優(yōu)化的系統(tǒng)。它的開發(fā)使用也面臨著以下問題：不可缺水，空曬情況下上水會爆炸；春、秋天，水溫 升高蒸發(fā)，造成熱能損失；冬天水溫不夠，需用電等等。太陽能是種綠色能源，如何利用太陽能是解決世界能源緊缺是值得研究的問題。從控制器的功 能和硬件設(shè)計來看，該控制器功能全面、技術(shù)成熟可靠、經(jīng)濟實用，它的成功開發(fā)使用戶能全天候地使用太陽能熱水器。不僅如此，還可以通過計算機斷的軟件實現(xiàn)單步、全速、運行到光標(biāo)的常規(guī)調(diào)試手段。為了解決軟件調(diào)試的問題，第二種是硬件調(diào)試，硬件調(diào)試其實也需要計算機軟件的配合，大致過程是這樣的：計算機軟件把 編譯好的程序通過串行口、并行口或者 USB 口傳輸?shù)接布{(diào)試設(shè)備中（這個設(shè)備叫仿真器），仿真器仿真全部的單片機資源（所有的單片機接口，并且有真實的引腳輸出），仿真器可以接入實際的電路中，然后與單片機一樣執(zhí)行。系統(tǒng)的調(diào)試過程要結(jié)合具體的仿真器進行。常見的軟件錯誤有程序失控、中斷錯誤（不響應(yīng)中斷或循環(huán)響應(yīng)中斷）、輸入 /輸出錯誤和處理結(jié)果錯誤等類型。接下來再借助仿真器進行聯(lián)機調(diào)試，分別測試擴展的 RAM、 I/O口、 I/O 設(shè)備、程序存儲器以及晶振和復(fù)位電路，改正其中的錯誤。在進行硬件調(diào)試時先進行靜態(tài)調(diào)試，用萬用表等工具在樣機加電前根據(jù)原理圖和裝配圖仔細檢查線路， 核對元器件的型號、規(guī)格和安裝是否正確。 4． 1 調(diào)試 4． 1． 1 硬件調(diào)試 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件調(diào)試是分不開的，通常是先排除明顯的硬件故障后再和軟件結(jié)合起來進行調(diào)試。應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法是相同的，但具體細節(jié)與采用的開發(fā)系統(tǒng)（即仿真器）及選用的單片機型號有關(guān)。R0=DATA {START ADDRESS} LCALL OUTBYT CLR SCK5 SETB CS5 LCALL WIP_POLL 。02H 。把 A 中的數(shù)寫到地址 R5 中， 5045 CLR CS5 MOV B,A LCALL WREN 。讀一個字節(jié)數(shù)到 A 中，地址在 R5 中 CLR SCK5 CLR CS5 MOV A,0BH LCALL OUTBYT MOV A,R5 LCALL OUTBYT LCALL INBYT CLR SCK5 SETB CS5 SETB EA RET 寫子程序 ： WRITE: CLR EA PUSH b 。由于微處理器必須周期性的觸發(fā) CS/WDI 引腳以避免 RESET 信號激活而使電路復(fù)位，所以CS/WDI 引腳必須在看門狗超時時間終止之前受到由高至低信號的觸發(fā) [14] 。在 X5045 內(nèi)部的一個控制寄存器中有 2 位可編程位決定了定時周期的長短，微處理器可以通過指令來改變這兩個位從而改變看門狗定時時間的長短。READ X5045 STATUS CORD POP ACC SETB EA RET 看門狗程序 看門狗定時器電路監(jiān)測 WDI 的輸 入來判斷微處理器是否工作正常。STATUS_REG LCALL OUTBYT 。置位寫使能子程序 CLR SCK5 CLR CS5 MOV A,01h LCALL OUTBYT 。禁止中斷 PUSH ACC 。下面分別進行說明 。在一次寫狀態(tài)寄存器的操作或?qū)懘鎯ζ鞯牟僮髦笞鰧懭氲牟僮鳎仨毷紫茸x狀態(tài)寄存器并檢查 WIP位，如果 WIP位是高說明正在進行內(nèi)部的寫操作。 在進行寫操作（字節(jié)或頁寫）完成時， CS必須在最后一個待寫入字節(jié)的位 0被寫入之后拉至高電平。主控機可以連續(xù)寫入 16個字節(jié)的數(shù)據(jù)， 要限制的 是這 16個字節(jié)必須寫入同一頁，一頁的地址開始于地址 [X XXXX 0000]結(jié)束于地址 [X XXXX 1111]。如果 CS 沒有在WREN 和 WRITE 指令之間變?yōu)楦唠娖?，則 WRITE 指令被忽略。 寫存儲器內(nèi)容： 要寫存儲 器內(nèi)容， WEL 位必須通過 WREN 指令置為 “1”。地址將會自動地增加到，當(dāng)?shù)竭_最高地址之后，地址將會回繞到 $000H 單元。在讀操作碼和地址發(fā)送完畢后，所選中的地址單元的數(shù)據(jù)通過 SD0 線送出。 圖 X5045讀寫寄存器時 序 讀存儲器內(nèi)容： 要讀存儲器的內(nèi)容，首先將 CS 拉低以選中該器件，然后將 8 位的讀指令送到器件中去，跟著送 8 位的地址。這個 8位數(shù)據(jù)就是相應(yīng)的寄存器中的內(nèi)容。 要 寫狀態(tài)寄存器 ,即 將數(shù)據(jù)寫入狀態(tài)寄存器，首先必須用 WREN 命令將 WEL 置為“1” 。狀態(tài)寄存器可以在任何時候被讀出，即使是在 EEPROM內(nèi)部的寫周期內(nèi)也可以讀出。 這時候， 在寫了 WREN、 WRDI、 RDSR和 WRSR指令后不需要在后 面 跟上一個地址或一個數(shù)據(jù) 了 。在器件復(fù)位后將自動禁止寫操作，而一旦對器件寫入一個字節(jié)、一頁或?qū)懭霠顟B(tài)寄存器后也將自動處于寫禁止?fàn)顟B(tài)。 表 X5045指令 指令名稱 指令格式 完成的操作 WREN 0000 0110 寫允許 WRDI 0000 0100 寫禁止 RDSR 0000 0101 讀狀態(tài)寄存器 WRSR 0000 0001 寫狀態(tài)寄存器（看門狗和塊鎖定） READ 0000 AS011 從選定的開始地址單元中讀數(shù)據(jù) WRITE 0000 AS010 向選定的開 始地址單元寫入數(shù)據(jù)（ 116字節(jié)） 在器件進行寫操作之前，首先必須設(shè)置寫操作指令。其它的指令，還需要一個 8位的地址以及相關(guān)的數(shù)據(jù)。 這些 命令中有兩條指令代碼只要直接寫入芯片即可。 圖 UP鍵流程圖 N Y N Y Y 修改水位設(shè)置 返回 N 修改水溫設(shè)置 State=0 Keys=20H? State=1？ State=2? 按鍵檢測 開始 N Y 返回 Y N Y 停止加水 N 加水 Keys=10H? 在加熱嗎？ 小于設(shè)定溫度嗎？ 開始 按鍵檢測 3． 5 X5045 程序設(shè)計 因為 對設(shè)置的水位和水溫需要 進行 保存，本設(shè)計 選 用帶 EEPROM的 看門狗 X5045來保存數(shù)據(jù)。 圖 加水鍵流程圖 返回 Y N N Y Y 停止加水 N 加水 Keys=08H? 在加水嗎？ 水到了設(shè)定位置了嗎？ 開始 按鍵檢測 N Y Keys=04H? N Y State=2 State=0 返回 顯示設(shè)置 溫度，燈亮 顯示當(dāng)前溫度，水溫?zé)魷? State=2？ 開始 按鍵檢測 （ 5）加熱鍵： 如圖 所示。 圖 水位鍵流程圖 N Y Y State=1 State=0 返回 N 顯示水位 水位燈亮 顯示當(dāng)前溫度，水位燈滅 Keys=02H? State=1? 開始 按鍵檢測 Y Y 按鍵檢測 讀 P1口，保存按鍵值到 Keys 開用水 關(guān)用水 返回 N N Key=01H? 在用水嗎 ? 開始 （ 3）水溫設(shè)置鍵： 如圖 所示。 部分按鍵設(shè)置流程圖如下 ： （ 1）用水開關(guān)： 如圖 所示。延時消抖 mov a,p1 cpl a anl a,7fh jz key_ret00 mov keys,a 。 串 轉(zhuǎn)并子程序如下： send: push acc push 07h mov r7,08h mov a,buffer mov dptr,dis_tab movc a,a+dptr dspr: clr disp_clk clr c rlc a mov disp_dat,c nop setb disp_clk nop djnz r7,dspr pop 07h pop acc ret 3． 4 按鍵程序設(shè)計 在本系統(tǒng)中有 4 個按鍵 ，通過 P1 口來讀取。根據(jù)變量 state 來定，當(dāng) state=0時，顯示當(dāng)前水溫； state=1，顯示設(shè)置水位； state=2，顯示設(shè)置水溫。顯示碼表如表 所示 。 本設(shè)計采用共陽 極的 LED 數(shù)碼管，共陽就是 7 段的顯示字碼共用一個電源的正。 、 作為位選信號， 并 采用動態(tài)顯示。報警，并加水 clr out_w LCALL RET_WDOG lcall display ljmp test_water 。判斷是否加水 cjne a,water,act_w1 act_w1: jc act_w2 setb out_w setb LS ljmp test_water_ret act_w2: clr out_w LCALL RET_WDOG lcalldisplay ljmp test_water 。50% ljmp act_w test_w3: jb ,test_w4 mov water_num,02h 。100% ljmp act_w test_w1: jb ,test_w2 mov water_num,08h 。 圖 水位檢測程序設(shè)計 該部分程序中要完成水位檢測和水位控制。當(dāng)水位到達該處，相應(yīng)端口輸出高電平，經(jīng)過 ULN2021 反向后，送到 P2 口為低電平，并且該端口 數(shù)碼 顯示 [10] 。 圖 溫度數(shù)字濾波器 Y N 復(fù)位 DS18B20 發(fā)溫度轉(zhuǎn)換命令 溫度檢測 讀匹配溫度 溫度超限嗎？ 報警 顯示 返回 開始 3． 2 水位檢測程序設(shè)計 水位設(shè)定為 4 段，包括安全下限 、 50%、 80%、 100%。 溫度檢測轉(zhuǎn)換 流程圖如圖 。本 設(shè)計 采用的是算術(shù)平均值濾波法 [9]。 （ 3）只要適當(dāng)改變?yōu)V波程序或運行參數(shù)，就能方 便的改變其濾波特性。尤其是數(shù)字濾波可以對頻率很高或很低的信號進行濾波，這是模擬濾波器做不到的。 溫度數(shù)字濾波器設(shè)計 為了更準(zhǔn)確的 得到 檢測到的溫度 參數(shù) ，提高抗干擾能力， 所以 對檢測到的溫度要進行濾波處理。溫度過高，在加熱時要停止加熱，當(dāng)水位沒滿時，自動加水，這樣可以得到更多的熱水，使熱水器達到最大的利 用。 進行溫度顯示，這里用兩位數(shù)碼管來顯示溫度，顯示范圍 00 到 99 度，顯示精度為 1度，因為 12 位轉(zhuǎn)化時每一位的精度為 度，所以不要求顯示小數(shù) ， 所以可以拋棄 29H的低 4位，將 28H 中的低 4位移入 29H 中的高 4 位， 從而 獲得一個新字節(jié)，這個字節(jié)就是實際測量獲得的溫度，非常簡潔 ， 無需乘以 系數(shù)。 表 DS18B20控制命令 指令 約定代碼 操作說明 溫度轉(zhuǎn)換 44H 啟動 DS18B20進行溫度轉(zhuǎn)換 讀暫存器 BEH 讀暫存器 9個字節(jié)內(nèi)容 寫暫存器 4EH 將數(shù)據(jù)寫入暫存器 的 TH、 TL字節(jié) 復(fù)制暫存器 48H 把暫存器的 TH、 TL字節(jié)寫到 E2RAM中 重新調(diào) E2RAM B8H 把 E2RAM中的 TH、 TL字節(jié)寫到暫存器 TH、 TL字節(jié) 讀電源供電方式 B4H 啟動 DS18B20發(fā)送電源供電方式的信號給主 CPU 溫度檢測程序 DS18B20 中的溫度傳感器對溫度 進行檢測 ， 是由 16 位符號擴展的二進制補碼讀數(shù)形式提供，以 ℃/LSB 形式表達，其中 S是 符號位。s 的存在低脈沖，主 CPU收到此信號表示