【正文】 從圖中可見，P1口只有高電平和低電平兩種狀態(tài)，VCC會(huì)通過內(nèi)部上拉電阻持續(xù)給電容充電，所以監(jiān)測(cè)電容電壓一直為高電平。2．采取與I/O隔離并用中斷監(jiān)測(cè)電容電壓的電路這樣需要將電容電壓與單片機(jī)監(jiān)測(cè)端口隔離，采取如圖37所示電路。電壓跟隨器的顯著特點(diǎn)就是，輸入阻抗高，而輸出阻抗低，一般來說，輸入阻抗要達(dá)到幾兆歐姆是很容易做到的。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(yīng)選用大于+，這里選用+12V單電源供電2．LM393的作用給比較器設(shè)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。如圖38所示。由LM393的內(nèi)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(guān)，但須接外部電源和上拉電阻。INT0、INT1的內(nèi)部電路類似于P1口如圖36所示。圖38 電容電壓與比較器輸出信號(hào)(仿真和實(shí)測(cè))3．充電時(shí)間的設(shè)定和電容的選擇電容充電時(shí)間的計(jì)算公式為： (31)T即位電容電壓上升時(shí)間。所以要用定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)方波輸出。這樣方波的周期就受定時(shí)器定時(shí)時(shí)間的限制。當(dāng)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在方式1下做定時(shí)器用時(shí)，其定時(shí)時(shí)間計(jì)算公式為： （33）采用12M的晶振，晶振周期為S，因?yàn)椴扇《〞r(shí)器終端方式，所以N=0XFFFF=65536。定時(shí)輸出30ms其程序如下：void main(){ initial()。}void timer_t1() interrupt 3{ TH1=0X8A。 P1_4=!P1_4。 //定時(shí)器0賦初值0 TR0=1。以下是編程實(shí)現(xiàn)這一過程的結(jié)果。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(yīng)選取耐壓為15V以上的電容。因此取充電和放電時(shí)間為30ms。其中buf[1]為計(jì)數(shù)器0寄存器中的值。 //顯示1水位 L3=0。L1=1。 } else if(buf[1]45) { WTLV=2。L2=。L0=1。// 顯示3水位 L3=1。L1=0。 } else { WTLV=4。L2=1。L0=0?？紤]到性價(jià)比等原因，市場(chǎng)上大部分太陽(yáng)能熱水器的溫度傳感器都選用NTC負(fù)溫度系數(shù)熱電阻，本系統(tǒng)也選用這種。 方案比較選擇溫度測(cè)量方案很多，下面通過比較選擇合適的測(cè)量方法。這種電路測(cè)量比較精確，但需用A/D轉(zhuǎn)換器，而A/D轉(zhuǎn)換的價(jià)格較貴，會(huì)加大成本，另外A/D轉(zhuǎn)換需占用8個(gè)數(shù)據(jù)口和兩個(gè)片選口及兩個(gè)控制口共12個(gè)I/O口。其缺點(diǎn)是不夠精確，但成本很低，對(duì)于對(duì)溫度要求不算精確的太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)，完全可以滿足我們的需要。 （2）實(shí)現(xiàn)起來也十分簡(jiǎn)單。對(duì)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(shè)計(jì)采用負(fù)溫度系數(shù)NTC 熱敏電阻作為測(cè)溫元件，利用NTC 熱敏電阻阻值隨溫度變化而改變的特性實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。為材料系數(shù)。由式37可得: (38)由式33和式34可得； (39)經(jīng)測(cè)試T0=25℃的計(jì)數(shù)器寄存器中的值=16384。在這里查表法是一種經(jīng)常采用的解決辦法，即事先計(jì)算出所有可能的計(jì)時(shí)結(jié)果所對(duì)應(yīng)的溫度值以表格形式寫入控制程序，每次轉(zhuǎn)換完畢后查表得出所對(duì)應(yīng)的溫度值。圖311為溫度T 與計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)果N之間的關(guān)系曲線。曲線按式310 計(jì)算出圖中各線段端點(diǎn)坐標(biāo)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(jì)算公式： ，(℃) (311)，(℃) (312)，(℃) (313)為了能在單片機(jī)上進(jìn)行計(jì)算，將以上三式進(jìn)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(jì)算過程僅需通過簡(jiǎn)單的幾步移位與加減法操作即可實(shí)現(xiàn)，與通過式310 計(jì)算并進(jìn)行四舍五入圓整的結(jié)果相比較單片機(jī)通過式31 315 和316計(jì)算出的溫度值在0~20 范圍內(nèi)誤差不超過2℃,在20~ 90 范圍內(nèi)誤差不超過1℃,并且計(jì)算出的溫度值與A/D 轉(zhuǎn)結(jié)果之間保持良好的單調(diào)遞增關(guān)系。也就是水溫測(cè)量程序包含中斷計(jì)時(shí)和數(shù)據(jù)處理兩部分。數(shù)據(jù)處理公式已在上面列出。void TmRead(){ uint val。 if(val7549) TMP=97int(val*8/1000)。 else TMP=30int(val*5/10000)。作為充電口P1口的作用相當(dāng)于電源（充電時(shí)）或地（方電時(shí)），所以可以用同一個(gè)口為兩個(gè)沖放電回路充電，兩個(gè)回路是獨(dú)立的。下面圖312 是實(shí)際的水位和水溫測(cè)量電路圖。本章設(shè)計(jì)了較為合理的鍵盤和顯示電路完成這些功能。對(duì)于六位顯示，采用占用I/O較少的動(dòng)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(gè)I/O口。鍵盤和顯示電路共需18個(gè)I/O口，89C52單片機(jī)共有48個(gè)I/O口，而又有8個(gè)口有特殊功能，也就是常用的共有38個(gè)I/O口，該系統(tǒng)的其他設(shè)置也還要占用大量I/O口，顯然這樣太浪費(fèi)資源。 1．8255A的引腳功能定義8255A的原理結(jié)構(gòu)如圖51所示。8255A為一可編程的通用接口芯片?？刂萍拇嫫鞲咚奈? 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(fù)位輸入CPU片選信號(hào)譯碼電路讀信號(hào)CPU寫信號(hào)CPUA0,A1端口地址CPUPA0~PA7端口A外設(shè)PB0~PB7端口B外設(shè)PC0~PC7端口C外設(shè)VCC電源（+5V）/GND地/在模式控制下這個(gè)端口又可以分成兩個(gè)4位的端口，它們可單獨(dú)用作為輸出控制和狀態(tài)輸入。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(luò)線。因此8255A共有4個(gè)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。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。工作方式介紹方式0 —— 基本的輸入/輸出 將端口信號(hào)線分成4組，分別由方式控制字的DDDD0控制其傳送方向，當(dāng)某位為1時(shí)，相應(yīng)的端口數(shù)據(jù)線設(shè)置成輸入方式；當(dāng)某位為0時(shí)，相應(yīng)的端口數(shù)據(jù)線設(shè)置成輸出方式。方式1 —— 有聯(lián)絡(luò)信號(hào)的輸入/輸出方式2 —— 雙向傳送本設(shè)計(jì)用方式0，所以方式方式2不再詳細(xì)介紹。A0、A為8255A的地址口，D0D9為數(shù)據(jù)口。單片機(jī)的P0口為8255A提供數(shù)據(jù)輸出輸入。圖53 單片機(jī)與8255A連接圖 顯示電路工作原理 8255A顯示電路的硬件結(jié)構(gòu)。圖44 用8255A擴(kuò)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(hào)，通過74F07接LED顯示器的片選引腳。PB口輸出的段選信號(hào)，通過74LS245芯片接LED段碼引腳，因?yàn)?255A的輸出電流一般是微安級(jí)的，而LED一般則要求5到幾十毫安的電流，不能直接驅(qū)動(dòng)LED，而74LS245的高電平輸出電流在15毫安左右，可以驅(qū)動(dòng)LED顯示。LED顯示器是由發(fā)光二極管顯示子段組成的顯示器件。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(shí)現(xiàn)顯示方法8255A 的PA、PB口作為輸出口驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示；PC口用作輸入口監(jiān)測(cè)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。 相連，顯示期間一直輸出低電平，選中8255。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。=0，=1，即A1=0，A2=1，=0，單片機(jī)輸出寫信號(hào)，訪問端口B，將段選碼送出，保持幾毫秒的延時(shí)，使LED顯示。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。 //顯示延時(shí) uchar disp。 //定義數(shù)碼管顯示位 digit=0x08。i2。 else disp=BUFFER[i]%10。 WORDPORT=TABLE[disp]。delay=200。 digit=digit1。 DIGPORT=digit。 for(delay=0。delay++)。 }}第五章 其他硬件電路設(shè)計(jì)上水、電加熱、報(bào)警電路屬于大功率驅(qū)動(dòng)電路，需用開關(guān)控制外部電源的關(guān)斷。電源電路微單片機(jī)的主電路及部分驅(qū)動(dòng)開關(guān)提供電源。 上水電磁閥、電加熱、報(bào)警等驅(qū)動(dòng)電路上水電磁閥、電加熱開關(guān)、水位顯示、報(bào)警開關(guān)等驅(qū)動(dòng)電路均采用9013三極管進(jìn)行放大驅(qū)動(dòng)，如圖61所示。9013的集電極通過一個(gè)單刀繼電器接正12V電源，9013射極接地。三極管9013導(dǎo)通，有較