【正文】 年能夠自動(dòng)進(jìn)行處理，保證日期記錄的準(zhǔn)確性。其芯片正常工作的功率極低，在日期時(shí)間數(shù)據(jù)的保持和記錄時(shí)消耗的功率不足 1mW。圖 DS1302 的封裝和管腳定義在使用時(shí)，該芯片要外接 的晶振，需要簡單的外圍電路。圖 一種典型的 DS1302 應(yīng)用電路圖聲光報(bào)警模塊所采用的 LED 燈和小型的蜂鳴器就比較常見，電路特性也很6容易掌握，在 LED 燈的使用時(shí)，要注意選擇合適的顏色，同時(shí)要根據(jù)最大電流限制，加上合適的限流電阻，從而保護(hù) LED 燈工作在正常的電壓電流條件下。 本章小結(jié)本章對(duì)系統(tǒng)的總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)，同時(shí)詳細(xì)確定了系統(tǒng)所應(yīng)該具有的功能模塊，對(duì)控制模塊、顯示模塊、輸入模塊等模塊的主要實(shí)現(xiàn)方案和元器件的選擇方案進(jìn)行了分析與比較，從而確定了系統(tǒng)所需要使用的各個(gè)元器件。2 硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 單片機(jī)最小系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶振、復(fù)位電路等。一般的反饋電路就是石英晶體振蕩器和兩個(gè) 30uf 的旁路電容，電容值的大小是根據(jù)其晶振頻率高低進(jìn)行調(diào)整的。本設(shè)計(jì)中在單片機(jī)時(shí)鐘頻率的設(shè)置方面采用 12MHz，同時(shí)對(duì)單片機(jī)的復(fù)位引腳設(shè)置相應(yīng)的復(fù)位按鍵，以供用戶在必要的時(shí)候?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行重啟操作。最小系統(tǒng)可以在萬用板上手工搭建，也可以直接使用 PCB 板上焊接好的成品模塊，其硬件原理圖如下圖 所示。如圖 所示，特殊功能端 RS、RW、E 通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，分別接 ， 和 。圖 顯示模塊及其接口電路設(shè)計(jì) 溫度傳感器 DS18B20 電路設(shè)計(jì)8DS18B20 溫度傳感器與單片機(jī)的連接比較簡單，直接將其數(shù)據(jù)線連接到單片機(jī)的 端口上，即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào) DQ，電源和地線也連接到單片機(jī)主板上，同時(shí)數(shù)據(jù)線用電源電壓通過 的電阻上拉。高電平等于電源電壓，因此其供電選擇為 5V，數(shù)據(jù)線和地線接入單片機(jī)主板，如下圖 所示，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào) WATER 對(duì)應(yīng)單片機(jī)的 端口。通過參考 DS1302 時(shí)鐘芯片的經(jīng)典電路設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)本系統(tǒng)所需要電路結(jié)構(gòu)。 VCC2 在主板上直接取電。圖 時(shí)鐘芯片電路設(shè)計(jì) 聲光報(bào)警電路設(shè)計(jì)報(bào)警電路分為燈光報(bào)警和聲音報(bào)警，用于對(duì)系統(tǒng)的各種需要報(bào)警的狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)，并通過聲音和燈光對(duì)用戶進(jìn)行提示。圖 蜂鳴器電路設(shè)計(jì)燈光報(bào)警和提示選用高亮度高壽命的 LED 燈，共陽極接法，單片機(jī)給出低電平點(diǎn)亮。這三個(gè)燈分別接單片機(jī)的端口、 和 來完成相關(guān)的功能。功能定義為設(shè)置鍵、確定鍵、值增加鍵和值減小鍵，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)分別為SELT、 ENTER、UP 和 DOWN，對(duì)應(yīng)接單片機(jī)的 、 和 四個(gè)端口。在電源與地線之間并聯(lián)兩個(gè)濾波電容，濾除電源紋波。3 熱水器控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與算法實(shí)現(xiàn)軟件設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，優(yōu)秀、可靠的軟件設(shè)計(jì)能夠充分發(fā)揮硬件的資源，并能夠出色完成系統(tǒng)的預(yù)期功能。響應(yīng)按鍵操作。在軟件程序的設(shè)計(jì)中，充分體現(xiàn)了模塊化的設(shè)計(jì)思想，整個(gè)軟件系統(tǒng)主要包括了整體初始化函數(shù)、LCD1602 基礎(chǔ)函數(shù)、DS18B20 基礎(chǔ)函數(shù)、DS1302 基礎(chǔ)函數(shù)、按鍵掃描設(shè)置策略基礎(chǔ)函數(shù)幾個(gè)大的部分，然后在主程序中進(jìn)行相關(guān)模塊的函數(shù)調(diào)用，如傳感器狀態(tài)讀取、溫度智能判斷、報(bào)警處理策略、鍵盤掃描等，完成系統(tǒng)所預(yù)期的操作功能。LCD 設(shè)置參數(shù)及端口定義sbit rs=P1^0。 //LCD1602sbit e=P1^2。而對(duì)于這些命令的寫入，需要編寫特定的寫命令子函數(shù)。delay1(5)。delay1(5)。delay1(5)。delay1(5)。delay1(5)。for(x=z。x)for(y=10。y)。void write_dat(uchar dat){ rs=1。 P0=dat。 delay(5)。}根據(jù)以上兩個(gè)基本函數(shù)，來編寫 1602 的初始化函數(shù)、顯示字符串函數(shù)、顯示兩位十進(jìn)制數(shù)字函數(shù)，完成在時(shí)間設(shè)定、溫度設(shè)定的過程中進(jìn)行的各種顯示，如以下為時(shí)間顯示部分的程序代碼。Date_dispaly(0x80+0x40+12,time_data[6])。 //顯示分Date_dispaly(0x80+0x40+6,time_data[4])。 //顯示日Date_dispaly(0x80+11,time_data[2])。 //顯示周Date_dispaly(0x80+8,time_data[0])。Minute=time_data[5]/16*10+time_data[5]%16。}除此之外，還要編寫在進(jìn)行時(shí)間設(shè)定過程中和在溫度設(shè)定過程中要顯示的內(nèi)容，結(jié)合用戶的輸入，設(shè)置合適的光標(biāo)顯示處理。sbit DQ = P2^1。主要基礎(chǔ)函數(shù)設(shè)計(jì)包括模塊初始化函數(shù)、單線串行傳輸協(xié)議延時(shí)函數(shù)、總線協(xié)議配置、字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送、字節(jié)數(shù)據(jù)接收等多個(gè)部分。 時(shí)鐘芯片相關(guān)程序設(shè)計(jì)時(shí)鐘芯片的數(shù)據(jù)傳輸定義在單片機(jī)的 、 和 這三個(gè)端口。 //時(shí)鐘端口sbit io=P3^6。 //時(shí)鐘端口在 DS1302 相關(guān)的程序設(shè)計(jì)中，主要就是對(duì)芯片的寫入數(shù)據(jù)和讀取數(shù)據(jù)的函數(shù)進(jìn)行編寫，然后再編寫相應(yīng)的日期設(shè)定函數(shù)。15 按鍵設(shè)置程序設(shè)計(jì)按鍵設(shè)置程序主要是按鍵掃描策略，因?yàn)榘存I掃描和定義邏輯比較復(fù)雜，不僅要識(shí)別按下按鍵的次數(shù)、哪個(gè)按鍵，還要配合 LCD 顯示函數(shù)，對(duì)不同的鍵值和狀態(tài)進(jìn)行顯示，并通過控制 LCD1602 的光標(biāo)位置與開閉，提示用戶進(jìn)行設(shè)置。在進(jìn)行按鍵編程操作中，因?yàn)槭褂玫氖菣C(jī)械按鍵，會(huì)存在抖動(dòng)的現(xiàn)象，造成檢測(cè)不準(zhǔn)確或按下次數(shù)誤判，一般采用軟件去抖的方式，即通過延時(shí)的方式，保證單片機(jī)讀取到的鍵值的準(zhǔn)確性。使用變量 SELT 表示設(shè)置鍵狀態(tài)，同時(shí)設(shè)定一個(gè)全局變量 Select_num 記錄設(shè)置鍵被按下的次數(shù)，不同的次數(shù)就對(duì)應(yīng)著不同的設(shè)置功能，根據(jù)按鍵功能設(shè)定，設(shè)置鍵按下的次數(shù)為 1 時(shí)，光標(biāo)指向設(shè)置時(shí)間功能，同時(shí)標(biāo)記進(jìn)入調(diào)節(jié)模式；當(dāng)按下次數(shù)為 2 時(shí)，光標(biāo)指向設(shè)置定時(shí)功能；當(dāng)按下次數(shù)為 3 時(shí)，光標(biāo)指向設(shè)置溫度功能；當(dāng)按下次數(shù)為 4 時(shí)，取消標(biāo)記調(diào)節(jié)模式，并回到正常模式。對(duì)于 Enter_num 的每一個(gè)取值，都要首先檢查變量 Select_num 的值，來判斷處于哪有功能設(shè)定的模式下，進(jìn)而顯示不同的內(nèi)容，并控制光標(biāo)的移動(dòng)。通過設(shè)置鍵和確認(rèn)鍵按下次數(shù)的排列組合，構(gòu)建了系統(tǒng)在調(diào)試模式下的每一個(gè)具體的調(diào)試狀態(tài)，也就是說 Select_num 和 Enter_num 值的組合就確定了當(dāng)前調(diào)整的數(shù)據(jù)。由于鍵盤檢測(cè)循環(huán)進(jìn)行，連續(xù)按增加或減小按鍵可以起到連續(xù)調(diào)節(jié)的效果。 主程序和中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)主程序中主要包含各個(gè)功能函數(shù)的調(diào)用。循環(huán)結(jié)構(gòu)中通過標(biāo)志位判斷系16統(tǒng)處于調(diào)節(jié)模式還是正常模式，并不斷執(zhí)行鍵盤掃描函數(shù)。在程序中設(shè)置了相應(yīng)的判斷標(biāo)志位，通過這些變量值的判斷來確定是否達(dá)到報(bào)警條件。中斷服務(wù)程序主要使用了定時(shí)器中斷，使用定時(shí)器 T0 定時(shí) 50ms，并在其中斷服務(wù)程序中進(jìn)行計(jì)數(shù)，為系統(tǒng)的正常模式下的顯示數(shù)據(jù)更新提供時(shí)間基準(zhǔn)。尤其對(duì)按鍵掃描模塊進(jìn)行了詳細(xì)的邏輯分析和操作設(shè)計(jì)，保證按鍵操作的準(zhǔn)確性。該仿真平臺(tái)能夠及早發(fā)現(xiàn)硬件電路連接和程序的問題，如下圖 和 為仿真截圖。對(duì)于報(bào)警狀態(tài)也能夠正常響應(yīng)。圖 面包板搭建實(shí)物系統(tǒng)測(cè)試 系統(tǒng)方案總結(jié)與評(píng)價(jià)通過方案分析和確定、元器件選擇、硬件平臺(tái)搭建和軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本熱水器控制器系統(tǒng)基本完成了所預(yù)期的定時(shí)加熱、自動(dòng)恒溫控制、智能報(bào)警的功能，但也存在一些問題與不足。在后續(xù)的功能完善中，要逐步加入繼電器控制加熱模塊、電磁閥進(jìn)水模塊，達(dá)到全自動(dòng)的控制。本系統(tǒng)通18過最初的構(gòu)想、功能需求設(shè)計(jì)到最終的軟件仿真和實(shí)物，進(jìn)行了許多次的調(diào)試，才完成了這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。單片機(jī)熱水器控制系統(tǒng)具有較低的成本、較高的控制精度、在可靠性和智能化方面也有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)，相信在熱水器智能控制方面，會(huì)有更大的發(fā)展。同時(shí)，也感謝在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間給我提供過幫助的