【正文】 圖中第一組電解電容和瓷片是為了抑制高頻干擾。有高頻電流的情況下，瓷片電容的效果很好 但是這些電容的特點是容量不能做得很大（或者說容量大時成本非常高） 所以單獨用一個這樣的電容也不行。經(jīng)過第一組電容的濾波后，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805 的 Vin 和 GND 兩端形成一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓(該電壓常常會因為市電電壓的波動或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化)。16 第四節(jié) 加熱控制電路圖 34 放在論文中所示為加熱控制電路原理圖，加熱控制是通過單片機(jī)輸出口,控制晶體三極管,從而控制繼電器的通斷即加熱絲的通斷來完成。為了在關(guān)機(jī)和超溫保護(hù)的狀態(tài)下能可靠地關(guān)斷加熱電源，電路中加入了繼電器來控制加熱電源。與電熱絲并聯(lián)的 LED 發(fā)光管用來指示電熱絲的工作狀態(tài)。本電路中利用三極管 8050 和一個“非”門實現(xiàn)過零檢測的，電路如圖 35 放在論文中所示。 原理：橋式整流是對二極管半波整流的一種改進(jìn)。橋式整流器利用四個二極管，兩兩對接。 橋式整流器對輸入正弦波的利用效率比半波整流高一倍。第五節(jié) 溫度檢測電路一、多諧振蕩器多諧振蕩器是利用深度正反饋，通過阻容耦合使兩個電子器件交替導(dǎo)通與截止，從而自激產(chǎn)生方波輸出的振蕩器。 多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波德自激振蕩器，也稱矩形波發(fā)生器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。溫度檢測電路如圖 36 放在論文中所示，溫度/頻率變換電路是利用反相器組成的 RC 多諧振蕩器，其中的 R24 是一個熱敏電阻，當(dāng)溫度變化時引起熱敏電阻的阻值變化，從而改變了振蕩器輸出的方波頻率。熱敏電阻包括兩種基本的類型，分別為正溫度系數(shù)熱敏電阻和負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。要確定熱敏電阻周圍的溫度,可以借助 SteinhartHart 公式：T=1/(A 0+A1(lnRT)+A3(lnRT3)) 來實現(xiàn)。熱敏電阻的阻值會隨著溫度的改變而改變，而這種改變是非線性的，SteinhartHart 公式表明了這一點。我們可以使用配備在微控制器上的參照表，嘗試對熱敏電阻的非線性響應(yīng)進(jìn)行補償。另一種方法是，您可以在數(shù)字化之前使用“硬件線性19化”技術(shù)和一個較低精度的 ADC。將 PGA（可編程增益放大器）設(shè)置為 1V/V，但在這樣的電路中，一個 10 位精度的 ADC 只能感應(yīng)很有限的溫度范圍（大約 177。C） 。他們的區(qū)別是：輸出：74LS04 和74LS14 是一樣的。輸入：兩者不同的是輸入不一樣。因為輸入不一樣，兩個芯片的應(yīng)用場合也有所不同。大部分情況下 74LS14 可以替代 74LS04。在實際應(yīng)用方面 2 者其實基本上沒什么區(qū)別的，作用都一樣。共陽極數(shù)碼管: 共陽數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起形成公共陽極(COM)的數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陰極為高電平時，相應(yīng)字段就不亮。當(dāng)然，發(fā)光二極管的電流通常較小，一般均需在回路中接上限流電阻。而將a、b、d、e和g段都接上正電源，其它引腳懸空，此時數(shù)碼管將顯示“2”。它是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，其大概的樣子就是由很多個通常是紅色的小燈組成，靠燈的亮滅來顯示字符。LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。LED 的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。顯示電路采用兩位共陽極數(shù)碼管，有兩個三極管 9012 驅(qū)動。21 +Vf6gedcP8baS共圖 38 LED 顯示電路 本設(shè)計采用兩個 2 位八段共陽極數(shù)碼管。共陽極數(shù)碼管在應(yīng)用時應(yīng)將公共極COM 接到地線電源上（如圖 38 所示） ，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陰極為低電平時，相應(yīng)字段就點亮。三、數(shù)碼管的驅(qū)動方式數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)字，因此根據(jù)數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行驅(qū)動，或者使用如 BCD 碼二十進(jìn)制譯碼器譯碼進(jìn)行驅(qū)動。（2） 動態(tài)顯示驅(qū)動：數(shù)碼管動態(tài)顯示接口是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅(qū)動是將所有數(shù)碼管的 8 個顯示筆劃a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端連22在一起，另外為每個數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數(shù)碼管會顯示出字形，取決于單片機(jī)對位選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數(shù)碼管就不會亮。在輪流顯示過程中，每位數(shù)碼管的點亮?xí)r間為 1～2ms，由于人的視覺暫留現(xiàn)象及發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)，盡管實際上各位數(shù)碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示數(shù)據(jù)，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 第七節(jié) 按鍵掃描處理及報警電路 按鍵掃描碼是按鍵掃描電路檢測到按鍵位置后，由鍵盤內(nèi)部單片機(jī)根據(jù)其位置轉(zhuǎn)換得到的。按鍵拍發(fā)速率從每秒 30 次到每秒 2 次可選，默認(rèn)值為每秒 10 次。如圖 39 在論文中所示為按鍵掃描處理電路，本設(shè)計中設(shè)置 3 個輕觸小按鈕，分別為電源開關(guān)鍵、 “＋”鍵和“－”鍵，加熱功率分 09 檔，按“＋”鍵依次遞增至 9 檔，按“－” 鍵依次遞減至 0。23 S123U45VQ90+ 圖 39 按鍵掃描電路按鍵開關(guān)在開閉過程中不可避免的會出現(xiàn)瞬間抖動，其時間長短約為 510ms。去抖動可用硬件或軟件實現(xiàn)。軟件去抖動方法是在檢測到有按鍵按下時，先延遲 10ms 再檢測鍵是否仍保持閉合狀態(tài)第四章 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 快熱式熱水器的功能，系統(tǒng)程序必須實現(xiàn)加熱控制、溫度檢測（包括超溫報警）顯示掃描、按鍵掃描處理 4 項任務(wù)。對于以上幾個任務(wù)稍加分析可以看出，顯示掃描、按鍵掃描和加熱控制任務(wù)相對而言有實時要求，而溫24度檢測任務(wù)則可用定時（～1s 實現(xiàn)） 。C 語言一共只有 32 個關(guān)鍵字,9 種控制語句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示。C 語言可以像匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進(jìn)行操作，而這三者是計算機(jī)最基本的工作單元。C 語言把括號、賦值、強(qiáng)制類型轉(zhuǎn)換等都作為運算符處理，從而使 C 的運算類型極其豐富表達(dá)式類型多樣化，靈活使用各種運算符可以實現(xiàn)在其它高級語言中難以實現(xiàn)的運算。能用來實現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型的運算。另外 C 語言具有強(qiáng)大的圖形功能，支持多種顯示器和驅(qū)動器。C 的結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化 ,即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。C 語言是以函數(shù)形式提供給用戶的，這些函數(shù)可方便的調(diào)用，并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向，從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 程序生成代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高，一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低 10～20%。 C 語言是一種中級語言，更容易閱讀和維護(hù)，用 C 語言編寫的功能模塊有很好的可移植性，能夠很方便的從一個工程移植到另一個工程，從而減少了開發(fā)的時間。用 C 語言編寫程序，程序員不必十分熟悉處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)和運算過程，這意味著對新的處理器也能很快上手；也意味著編寫計算機(jī)控制軟件不再是少數(shù)人的專利，也意味著用 C 語言編寫的程序比匯編程序有更好的可移植性。 第一節(jié) 主程序系統(tǒng)在上電復(fù)位后，先對溫度寄存器、檔位寄存器賦默認(rèn)值，并進(jìn)行清除超溫標(biāo)志，設(shè)置定時器及中斷系統(tǒng)的工作方式等初始化工作。,一般有上電自動復(fù)位和按鍵手動復(fù)位兩種。當(dāng) MCS5l 系列單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST(全稱 RESET)出現(xiàn) 2 個機(jī)器周期以上的高電平時，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。上電復(fù)位時，通電瞬間電容可以當(dāng)短路，所以 RST 腳為高電平。電容下極板也就是 RST 腳最終為 0V。復(fù)位按鍵按下后，復(fù)位端通過 Vcc 電源接通，電容迅速放電，使RST 引腳為高電平，復(fù)位按鍵彈起后，電源 Vcc 通過 1k?的電阻對電容重新充電，RST 引腳端出現(xiàn)復(fù)位正脈沖。單片機(jī)的復(fù)位操作使單片機(jī)進(jìn)入初始化狀態(tài)，其中包括使程序計數(shù)器 PC＝0000H，這表明程序從 0000H 地址單元開始執(zhí)行。 表 41 8051 復(fù)位后寄存器的狀態(tài)寄存器 數(shù)據(jù)值 寄存器 數(shù)據(jù)值 PC 0000H TMOD 00H26 A 00H TCON 00H B 00H THO 00H PSW 00H TL0 00H SP 07H TH1 00H DPTR 0000H TL1 00H P0P3 0FFH SCON 00H IP ***00000 SBUF 不變 IE 0**00000 PCON 0 　　 圖 41 所示為主程序流程圖。把有實時要求的子程序（顯示掃描、按鍵掃描、加熱控制）約占用 5msCPU 時間，運行測溫子程序的時間間隔為 ，那么循環(huán)次數(shù)應(yīng)為 100 次。 do{ for (j=0。j++) //循環(huán) 100 次約 { if (keyscan()) i=6。 //調(diào)用顯示函數(shù)一次約 4ms heatctrl()。b100。 //每 進(jìn)行一次測溫 } while (i)。若有超溫標(biāo)志，還應(yīng)打開蜂鳴器報警。28開 始有 超 溫 標(biāo) 志 ？斷 開 繼 電 器關(guān) 閉 可 控 硅蜂 鳴 報 警關(guān) 閉 蜂 鳴 器不 加 熱 指 示 燈 不亮 外 中 斷 控 制 加 熱1指 示 燈 亮 外 中 斷 控 制 加 熱 2指 示 燈 亮 全 功 率 加 熱 指 示燈 全 亮加 熱 檔 位接 通 繼 電 器結(jié) 束N0 檔 1 4 檔 5 8 檔 9 檔Y圖 42 加熱控制程序流程圖if (!tempov) //當(dāng)沒有超溫標(biāo)志時 { relay=0。 //關(guān)閉蜂鳴器 switch (heatpower) //判斷加熱檔位 {case 0: {EX1=0。triac=1。led2=1。break。led2=1。EX1=1。} 29case 5: case 6: case 7: case 8: {led1=0。led3=1。break。ET1=0。led2=0。triac=0。} } } else //當(dāng)有超溫標(biāo)志時 { relay=1。 ET1=0。 //關(guān)閉可控硅 buzz=0。系統(tǒng)程序利用外中斷 INT1 檢測市電的過零點，檢測到過零點后，立即根據(jù)設(shè)定的加熱檔位給定時器 T1 賦一個延時參數(shù)，并打開定時器 T1，允許其中斷。圖 43 和圖 44 在論文中所示分別為過零檢測程序和可控硅觸發(fā)信號程序流程圖。在實驗測試后建立的溫度/頻率表是 0～100℃溫度所對應(yīng)的頻率值。計算溫度的方法采用高效、準(zhǔn)確的二分法查表，查表的過程如下：　 （1）先給定查找的溫度最大值 Tmax 和最小值 Tmin，即查找的范圍，根據(jù)已有的溫度表默認(rèn)最大值 Tmax=100，最小值 Tmin=0。（3） 將實際測得的頻率值 T0rig 與假定溫度 Temp 在表格中對應(yīng)的頻率 Tab[temp]相比較，如果相等，那么假定溫度就是當(dāng)前實際溫度，即完成查找?！?（6）若 TmaxTmin＞1，則重復(fù)第（2） 、 （3） 、 （4） 、 （5） 步驟，直到完成查找。如圖 45 流程圖。為了減少測量的系統(tǒng)誤差相對值和隨機(jī)誤差對測量精度的影響，程序中取 100 個方波周期的和作為檢測結(jié)果。另外，為了區(qū)分測頻的開始和結(jié)束，還使用了測頻開始標(biāo)志位 T0tst 和測頻完成標(biāo)志位 Testok.圖 46 在論文中所示為頻率測試程序流程圖。圖 47 所示為顯示掃描子程序流程圖。要使兩個數(shù)碼管出現(xiàn)不同字符必須采用“分時動態(tài)掃描”的方法顯示。利用人視覺34余輝的暫留效應(yīng)，看起來好像兩個顯示器上“同時”顯示不同的字符。a=0xfe。 i2。 //清除位選 P0=table[dispram[i]]。=a。 //延時 2ms a=_crol_(a,1)。 //消影 }