【正文】 搖、耐顛簸、抗摔性強(qiáng)、耐鹽霧、耐酸堿，外部無(wú)可動(dòng)部件，不怕固體漂浮物的影響等 適用范圍：清水、污水、酸堿鹽水、海水、水處理藥劑、河涌水、紡織印染水、各種工業(yè)廢水等 安裝方法：同一水位開(kāi)關(guān)，可以橫裝、豎裝、斜裝等方式自由安裝，靈活方便 固定方法：螺紋接口（ M20）固定或管夾固定 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 任意延長(zhǎng)：根據(jù)自己的需要把水位開(kāi)關(guān)加接材料任意延長(zhǎng)或改變方向，而不會(huì)影響其功能，而材料只是普通而廉價(jià)的自來(lái)水 PVC 管和內(nèi)牙接口、彎頭，一經(jīng)安裝， 無(wú)需調(diào)試，維護(hù)簡(jiǎn)單。 2 硬件電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)核心器件是采用單片機(jī)和單線(xiàn)數(shù)字溫度傳感器，單線(xiàn)器件和單片機(jī)的接口只需要一根信號(hào)線(xiàn)，所以硬件電路簡(jiǎn)化得十分簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)可以通過(guò)鍵盤(pán)方式 來(lái)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話(huà)，實(shí)現(xiàn)設(shè)定溫度和定時(shí)開(kāi)機(jī)功能。硬件電路主框圖見(jiàn)圖 。 本系統(tǒng)的硬件電路見(jiàn)附錄 1。此電路中用到 AT89S51 單片機(jī)、溫度測(cè)試器 DS18B20 器件。顯示電路圖參見(jiàn)顯示電路模塊 。 8155 使用線(xiàn)選法來(lái)與單片機(jī)相連 ,其 RAM 編碼地址為： =0， =0，地址范圍為：0000H00FFH。 8155 的命令口地址： 0100H， A 口地址： 0101H， B 口地址： 0102H。 、 加熱控制電路 圖 、水溫顯示電路 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 該部分采用了 Motorola 公司推出的單片集成可控硅驅(qū)動(dòng)器件MOC3041，作為對(duì)加熱器的驅(qū)動(dòng)和控制。 MOC3041 與 89S51 的接口圖如下 : 、 鍵盤(pán)控制電路 鍵盤(pán)按鈕電路 本鍵盤(pán)設(shè)計(jì)為 44 矩陣鍵盤(pán) ，有 16 個(gè)按鍵。 其中 12 個(gè)鍵有定義，其余 4 個(gè) 按鍵無(wú)定義。 水位采集電路與單片機(jī)的接口電路如下： 圖 、鍵盤(pán)按鈕電路 圖 、鍵盤(pán)接口電路 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 23 、 系統(tǒng)保護(hù)電路 漏電保護(hù) 漏電檢測(cè)原理分析部分，其輸出信號(hào)接入單片機(jī)的外部中斷，并將其設(shè)置為下降沿觸發(fā)，在中斷子程序中，切斷電源，進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)系統(tǒng)沒(méi)有漏電時(shí)，電源輸入線(xiàn)中的火線(xiàn)電流與中線(xiàn)電流完全平衡，次級(jí)漏電信號(hào)為零。 圖 、水位檢測(cè)電路 A B 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 漏電檢測(cè)電路設(shè)計(jì)使用一片 324 （四運(yùn)放）中的兩個(gè)運(yùn)放，第一個(gè)作放大器，第二個(gè)作比較器。漏電互感器輸出的信號(hào)加在 A 和 B 兩點(diǎn)。當(dāng)有漏電現(xiàn)象時(shí)， C 點(diǎn)出現(xiàn)放大的漏電信號(hào)，信號(hào)的負(fù)半波將 C 點(diǎn)的電位從 3V 向下拉低，只要漏電到達(dá)一定的程度，就可以使 C 點(diǎn)的電位在某時(shí)刻低于 D 點(diǎn)的電位，使比較器輸出低電平，其下降沿就可以作為單片機(jī)的外部中斷信號(hào)，使系統(tǒng)及時(shí)作出反映切斷電源避免出現(xiàn)嚴(yán)重后果。 在掉電 模式下 ， 振蕩器停止工作 ， 進(jìn)入掉電模式的指令是最后一條被執(zhí)行的指令 ， 片內(nèi) RAM 和特殊功能寄存器的內(nèi)容在終止掉電模式前被凍結(jié) 。 系統(tǒng)還可以通過(guò)鍵盤(pán)來(lái)設(shè)定系統(tǒng)水溫值 和 設(shè)定定時(shí)開(kāi)機(jī)時(shí)間。如果按下的不是功能鍵，則按鍵是 無(wú)效的。漏電保護(hù)功能是通過(guò)外部中斷連接至單片機(jī)，但漏電信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，會(huì)給單片機(jī)的 （外部中斷 1）輸入一個(gè)低電平，引起中斷 ，程序轉(zhuǎn)至中斷程序，停止加熱，并產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。 主程序流程圖見(jiàn)下圖。 本設(shè)計(jì)將在與單片機(jī)與 DS18B20 之間進(jìn)行應(yīng)答來(lái)采集溫度參數(shù)，單片機(jī)先將與 DS18B20 的連線(xiàn)電平拉低 500ms 以上，將 DS18B20 復(fù)位，在進(jìn)行操作。程序處理的大致 流程： 初始化 內(nèi)存操作命令 ROM 操作命令 數(shù)據(jù)處理 水溫采集 程序流程： 圖 、系統(tǒng)程序流程 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 、 水位中斷程序 低水位保護(hù)，水位由水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)，當(dāng)水位低于規(guī)定水位值時(shí)，水位開(kāi)關(guān)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)輸入至單片機(jī)的 （外部中斷 0），單片機(jī)檢測(cè)到信號(hào)就產(chǎn)生中斷并進(jìn)入中斷子程序，關(guān)閉加熱器，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。無(wú)則返回主程序。 圖 、鍵盤(pán)掃描程序 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 、 設(shè)溫子程序流程 設(shè)溫程序從鍵盤(pán)輸入，程序可以設(shè)定最大溫度 99 度，輸入 設(shè)定溫度 ，檢測(cè)輸入是否合法，合法則判斷用戶(hù)確認(rèn)否，確認(rèn)則返回。 通過(guò)取段碼，查表再輸出顯示段碼至 段碼口，再通過(guò)控制位控端口來(lái)控制數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示。 系統(tǒng)源程序參見(jiàn)附錄 圖 、 LED 顯示程序 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 4 總結(jié) 通過(guò)本次 熱水器控制系統(tǒng)的 畢業(yè)設(shè)計(jì)，我重新學(xué)會(huì)了很多的知識(shí)。可以做出一個(gè)簡(jiǎn)單的嵌入式控制系統(tǒng)，我感到非常興奮。通過(guò)自己 對(duì)基礎(chǔ)知識(shí) 系統(tǒng) 的復(fù)習(xí)，從而設(shè)計(jì)出相應(yīng)的硬件系統(tǒng)。 本次設(shè)計(jì)還涉及到傳感器的工作原理 。新型的數(shù)字溫度傳感器能直接把采集的溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，然后交于單片機(jī)處理 。通過(guò)外部中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水位監(jiān)控和漏電保護(hù) ，通過(guò)定時(shí)中斷實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)時(shí)鐘和定時(shí)啟動(dòng)加熱的功能。 當(dāng)然還可以通過(guò)其他端口實(shí)現(xiàn)其他的功能 。 不過(guò)本設(shè)計(jì)在熊斌老師的精心指導(dǎo)下，完成 了核心部分的設(shè)計(jì)。 在老師精心誠(chéng)懇的幫助下，順利完成了此次畢業(yè)設(shè)計(jì) 。 感謝陪我度過(guò)四年美好時(shí)光所有同學(xué)，正是他們使我的大學(xué)生活快樂(lè)而又充實(shí)！ 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在 XX 老師的悉心指導(dǎo)下完成的， X 老師 不僅治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，而且待人誠(chéng)懇、誨人不倦，他對(duì)科學(xué)研 究的認(rèn)真態(tài)度是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣 。 。 ORG 0000H 。外部中斷 0地址，用于水位保護(hù) LJMP INT0 ORG 000BH 。定時(shí)器 T1中斷，用于系統(tǒng)時(shí)鐘 LJMP TIME1 ORG 0013H 。 。 TEMP EQU 30H 。用于保存讀出溫度的低 8位 TEMPER_H EQU 28H 。檢測(cè)得的實(shí)際溫度保存地址 FLAG1 EQU 38H 。數(shù)碼管個(gè)位數(shù)存放內(nèi)存位置 B_BIT EQU 21H 。系統(tǒng)時(shí)鐘 秒存儲(chǔ) 地址 FEN EUQ 62H 。小時(shí) TIME EUQ 22H 。進(jìn)行溫度顯示，顯示范圍 00℃到 99℃，顯示精度１℃。因?yàn)?12位轉(zhuǎn)化時(shí)每一位的精度為 ℃，不要求顯示小數(shù)所以 。 。這個(gè)字節(jié)就是實(shí)際測(cè)量獲得的溫度 MAIN: MOV 60H,00H MOV 61H,00H MOV 62H,00H MOV 63H,00H MOV TEMP,63H 。設(shè)定 8155作為 I/O輸出 CLR MOV DPTR,0100H 。取命令字 MOVX DPTR,A 。初始化中斷系統(tǒng) LCALL INT0_ALLOW LCALL INT1_ALLOW LCALL T0_ALLOW LCALL T1_ALLOW LOOP: LCALL GET_TEMPER 。將溫度 低８位送進(jìn)Ａ MOV R0,28H 。將 28H中的低４位與 29H的低４位交換 SWAP A 。將實(shí)際溫度保存在 31H中 LCALL CONVERT_TEMPER 。調(diào)用數(shù)碼管顯示子程序 LCALL KEYEXE 。加熱控制 LJMP LOOP 。加熱控制子程序 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 。加熱控制 MOV A,REAL_TEMP CJNE A,TEMP,HEAT 。溫度大于設(shè)定溫度，關(guān)閉加熱 SETB 。外部中斷 0初始化 INT0_ALLOW: SETB EA SETB EX0 CLR PX0 SETB IT0 RET 。定時(shí)器 T0中斷初始化 TO_ALLOW: MOV TMOD,01H 。設(shè)置計(jì)數(shù)初值 ,延時(shí) 50ms MOV TL0,B0H SETB EA 。允許 T0中斷 SETB PT0 。啟動(dòng) T0中斷 MOV R7,200 。循環(huán) 36次，延時(shí) 360s MOV A,TEMP 。定時(shí)器 T1中斷初始化 T1_ALLOW: MOV TMOD,10H 。設(shè)置計(jì)數(shù)初值 ,延時(shí) 50ms MOV TL1,B0H SETB EA 。允許 T1中斷 SETB PT1 。啟動(dòng) T1中斷 RET 。 溫度檢測(cè)程序 。直接顯示到兩個(gè)數(shù)碼管上 。這是關(guān)于 DS18B20 的讀寫(xiě)程序，數(shù)據(jù)腳 ，晶振 。最大轉(zhuǎn)化時(shí)間 750μ s，可以將檢測(cè)到的溫度值直接顯示到兩個(gè)數(shù)碼管上 。 。 基于單片機(jī)的室內(nèi)熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 INIT_1820: SETB 。拉低 。當(dāng) R0不等于０時(shí) ，原地等待 DJNZ R1,TSR1 。然后拉高數(shù)據(jù)線(xiàn)，將 DS18B20 中的數(shù)據(jù)清０ NOP NOP NOP MOV R0,25H TSR2: JNB ,TSR3 。如果等沒(méi)到３７次，則繼續(xù)等待回應(yīng) LJMP TSR4 。置位標(biāo)志位，表示 DS18B20 存在 LJMP TSR5 。清標(biāo)志位，表示 DS18B20 不存在 LJMP TSR7 。時(shí)序要求延時(shí)一段時(shí)間 TSR7: SETB 。 。 。拉高數(shù)據(jù)線(xiàn) LCALL INIT_1820 。如果檢測(cè)到 DS18B20，則跳轉(zhuǎn)到 TSS2 CLR RET TSS2: MOV A,0CCH 。調(diào)用寫(xiě) DS18B20 指令，將累加器中的指令寫(xiě)入 DS18B20 MOV A,44H 。調(diào)用寫(xiě) DS18B20 指令，將累加器中的指令寫(xiě)入 DS18B20 。準(zhǔn)備度溫度前先復(fù)位 MOV A,0CCH 。發(fā)出讀溫度命令 LCALL WRITE_1820 LCALL READ_18200 。 。 WRITE_1820: MOV R2,8 。清除進(jìn)位標(biāo)志 WR1: CLR 。等待 60μ s以上，完成寫(xiě)初始化，然后寫(xiě)入數(shù)據(jù) RRC A 。將進(jìn)位位寫(xiě)入 DS18B20 后，等待 15μ s以上 MOV R3,21 DJNZ R3,$ 。拉高數(shù)據(jù)線(xiàn)，初始化寫(xiě) NOP DJNZ R2,WR1 。拉 高數(shù)據(jù)線(xiàn) RET 。讀 DS18B20 的子程序（有具體的時(shí)序要求） 。讀 DS18B20 的程序，從 DS18B20 中讀出兩個(gè)字節(jié)的溫度數(shù)據(jù) MOV R4,2 。低位存入 29H（ TEMPER_L） ,高位存入 28H(TEMPER_H) RE00: MOV R2,8 。清除進(jìn)位標(biāo)志 SETB 。拉低數(shù)據(jù)線(xiàn)后，