熱水器水溫水位控制系統(tǒng)畢業(yè)設計.doc

北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 1 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 摘摘 要要 隨著人們生活水平的提高 各種熱水器的使用已相當普及 與之相配套的控制儀也 相繼問世 然而 目前市場上的各種熱水器控制電路還與理想要求相差甚遠 因此我設 計了新型的熱水器水溫水位控制系統(tǒng)來滿足于當今的需求 該熱水器智能控制系統(tǒng)主要 由 80C51 單片機控制 DS18B20 溫度傳感器 獨立鍵盤 LED 數(shù)碼管和報警系統(tǒng)組成 該 系統(tǒng)能測量并顯示水溫 設置水溫范圍 若水溫不處于所設置的水溫范圍則報警 同時 還能對水位進行設置及加水 先設置好需要加水的水位段數(shù) 單片機會根據(jù)這個數(shù)進行 判斷是否加水 通過軟硬件調(diào)試使以上所述功能都能正常實現(xiàn) 本次設計是對水溫水位控制系統(tǒng)的智能化改進 采用單片機對其水溫水位參數(shù)進行 控制 提高了電器的工作穩(wěn)定性 同時引進了數(shù)字傳感器對水溫進行數(shù)據(jù)采集 這樣也 就提高了系統(tǒng)的控制精度 以其自身的控制精度高 穩(wěn)定性好和成本低的獨特優(yōu)點在今 后將會由廣泛的實用價值 其基于單片機的改進方法也具用廣泛的應用意義 關鍵詞 單片機 DS18B20 水溫水位控制 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 2 Electric Water Heater Water Temperature Level Control System Based on SCM AbstractAbstract With the improvement of people s living standard the use of various water heater is very popular Control apparatus and the matched field However the current market on the various water heater control circuit and the ideal requirements differ very far So i design a new type of water heater water level control system to meet the semand in nowdays The design of solar water heaters intelligent control system is mainly composed of single chip80C51 DS18B20 temperature sensor an independent keyboard LED and alarm system The system can measure and display water temperature set the range of water temperature of the water temperature is not in the range of setting temperature is alarming At the same time you can set the water level and add water first need to set up the water level above the water single chip will determine whether add the water or not according to the number Through hardware and software debugging the above functions can be normal For other related parameters it also has a certain meaning using The revivification of the water control system is an intelligent product To its own control of high precision stability and low cost of the advantages in the future there will be a wide range of practical value The design of the water temperature control system is to improve the intellectualized A monolithic integrated circuits is to control the level of parameter and improve the stability of the electrical work and meantime What s more its based on single ways of improvement have wide application meaning Keywords singlechip water level s examination water temperature s examination 目目 錄錄 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 3 摘 要 1 ABSTRACT 2 第 1 章 緒論 1 1 1 選題的意義 1 1 2 電熱水器發(fā)展現(xiàn)狀 1 1 3 課題任務 3 第 2 章 系統(tǒng)設計方案 4 2 1 設計原理 4 2 1 1 系統(tǒng)原理 4 2 1 2 子系統(tǒng)工作原理 4 2 2 設計方案 5 2 2 1 系統(tǒng)設計方案的選擇 5 2 2 2 各部件控制系統(tǒng)方案 7 第 3 章 系統(tǒng)硬件設計 9 3 1 系統(tǒng)總體設計 9 3 2 各單元電路設計 11 3 2 1 控制單元設計 11 3 2 2 顯示單元設計 17 3 2 3 檢測單元設計 23 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 31 4 1 主程序設計 31 4 2 子程序設計 31 4 2 1 溫度采集 31 4 2 2 控制按鍵設計 32 4 2 3 讀溫度 33 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 34 5 1 硬件調(diào)試 34 5 1 1 調(diào)試步驟 34 5 1 2 液位檢測 34 5 1 3 溫度檢測 35 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 4 5 2 軟件調(diào)試 35 5 2 1 PROTEUS仿真 35 5 2 2 軟件調(diào)試過程 36 5 3 系統(tǒng)聯(lián)調(diào) 36 總結(jié) 40 參考文獻 42 致謝 43 附錄 45 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 1 第 1 章 緒論 1 1 選題的意義 隨著電子技術的發(fā)展 特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生 給人們的生活帶來了根 本性的變化 如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到了質(zhì)的飛躍 那么可編程 控制器的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領域帶來了一次新的革命 在現(xiàn)代社會中 水位 和溫度控制不僅應用在工廠生產(chǎn)方面 其作用也體現(xiàn)到了生活的各個方面 隨著人們生活質(zhì)量的提高 酒店廠房及家庭生活中都會見到水位和溫度控制的影子 水位和溫度控制將更好的服務于社會目前 單片機控制器在從生活工具到工業(yè)應用的各 個領域 例如生活工具的電梯 工業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)場控制儀表 數(shù)控機床等 尤其是用單 片機控制器改造落后的設備具有性價比高 提高設備的使用壽命 提高設備的自動化程 度的特點 現(xiàn)代工業(yè)設計 工程建設及日常生活中常常需要用到水位和溫度控制 早期水位和 溫度控制主要應用于工廠中 例如工廠中的大型鍋爐 必須實時的掌握鍋爐的水位和溫 度 確保系統(tǒng)的正常運行 因此 水溫水位控制在改善人們生活質(zhì)量中起到了非常重要的作用 現(xiàn)在市面上的 電器種類繁多 它們都需要對其主要的水位和水溫參數(shù)加以控制 實現(xiàn)電器水溫水位控 制的自動化 早期溫度和水位的參數(shù)控制時通過模擬電路實現(xiàn)的 這種方式不僅電路復雜 成本 高 而且誤差大 系統(tǒng)的穩(wěn)定性不好 單片機及微型計算機技術的發(fā)展和應用有效地解 決了這些缺點 特別是傳感器的發(fā)展 更好的提高了檢測參數(shù)的精度 選擇基于單片機的水溫水位控制系統(tǒng) 是因為它不僅在人們生活中具有顯著的意義 更重要的是能系統(tǒng)地聚溫度和水位參數(shù)于一身 對于更好的掌握和認識單片機的應用和 傳感器的應用 系統(tǒng)地深刻認識自動控制的實際應用 掌握復雜的多子系統(tǒng)地設計起到 了很強的鍛煉作用 1 2 電熱水器發(fā)展現(xiàn)狀 經(jīng)過 20 多年的發(fā)展 整個熱水器行業(yè)已經(jīng)從最初的小而少發(fā)展到現(xiàn)在的大而多 產(chǎn) 品類型也隨著技術不斷成熟 由最初的燃氣熱水器獨領風騷發(fā)展到今天的燃氣式 電熱 式 太陽能 空氣源熱泵等多種類型 隨著全球經(jīng)濟快速發(fā)展 中國電器制造業(yè)的迅猛 發(fā)展及城市建設步伐的不斷加快 為熱水科技產(chǎn)業(yè)帶來了無限商機 目前 創(chuàng)新 安全 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 2 節(jié)能 高效已成為熱水器行業(yè)間競爭的焦點及發(fā)展趨勢 據(jù)調(diào)查 中國熱水器的普及率只有 70 左右 目前 46 6 的居民家庭表示要在未來 5 年中購買或更換熱水器 未來 5 年內(nèi)我國城市熱水器需求量將平穩(wěn)增長 達到 4660 萬 臺 熱水器行業(yè)即將迎來新一輪的消費高峰 據(jù)國務院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟研究所推 出的 中國城市熱水器市場研究咨詢報告 顯示 未來三年 我國熱水器市場將繼續(xù)保 持平穩(wěn)發(fā)展的態(tài)勢 年增長保持在 6 左右 就中國的具體情況而言 太陽能熱水器由于安裝位置的局限性 只適用于居住在頂 樓的居民 且受天氣原因的限制 使用范圍狹窄 燃氣熱水器由于必須分室安裝 且須 由專業(yè)人員安裝 并且燃氣熱水器不易調(diào)溫 需定期除垢 在使用中還易產(chǎn)生有害氣體 特別是使用液化石油氣和人工煤氣型的直排式燃氣熱水器 會產(chǎn)生輕度油煙 嚴重時甚 至會危及生命 因此燃氣熱水器是一種人命關天的特殊產(chǎn)品 即使有百分之一的疏忽 帶給用戶的危險將是百分之百 根據(jù)中國商業(yè)聯(lián)合會前不久的統(tǒng)計 電熱水器的市場份 額在銷售數(shù)量和銷售收入兩個方面都已經(jīng)超過了長期以來占優(yōu)勢的燃氣熱水器 該中心 預計 在城市電網(wǎng)更大范圍改造和城市住房市場大規(guī)模啟動的帶動下 今后幾年我國電 熱水器市場將呈現(xiàn)強勁增長勢頭 目前市場上的電熱水器分連續(xù)水流式和貯水式 前者雖具有加熱速度快和體積小的 優(yōu)點 但需要的功率大 大多數(shù)家庭供電線路難以承受 而市場上傳統(tǒng)的機械式電熱水 器控制功能不完善 而且精度低 可靠性差 生活質(zhì)量的提高使得消費者對電熱水器功 能提出延伸至全新的概念層面 熱水器技術未來將繼續(xù)朝著以下幾個方面發(fā)展 智能化 從最初的手動旋鈕調(diào)節(jié)發(fā)展到如今數(shù)字化調(diào)節(jié)方式 節(jié)能技術 從最初機械結(jié)構(gòu)上的保溫節(jié)能到控制技術上的定時加熱或分步加熱技 術轉(zhuǎn)變 由于在水溫很高時熱量流失較快 所以未采用該類技術的產(chǎn)品需要長時間在高 溫區(qū)反復加熱 不僅啟動頻繁 而且耗電量很大 如果用戶可根據(jù)自己的實際需要設定 好規(guī)定時段以進行定時倒計時加熱 則能將保溫耗電降至最低 安全穩(wěn)定性 由于電熱水器不同于一般的家電產(chǎn)品 涉及到人身安全 所以安全 問題一直是各大廠家考慮的重點 隨著現(xiàn)在各種安全技術在電熱水器設計中的普遍應用 用電環(huán)境的日益規(guī)范 以及國家對電熱水器實行強制認證 安全技術已經(jīng)成為衡量電熱 水器的重要標準 其中安全技術主要體現(xiàn)在能自動檢測熱水器是否處于正常工作狀態(tài) 并具有調(diào)溫 恒溫 防干燒 防超高溫 防漏電等多項自檢功能 使用戶在使用過程中 安全更有保障 此外 隨著無線通信技術的發(fā)展 無線遠程控制也將是新一代電熱水器 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 3 的發(fā)展方向 用戶可以通過任何一部雙音頻固定電話或手機遙控熱水器的開 關 溫度設 定等 并可查詢熱水器的工作狀態(tài) 現(xiàn)在市場上較為先進的儲水式電熱水器能實現(xiàn)上述 等功能 但仍難以滿足人們對現(xiàn)代化家電的使用要求 在現(xiàn)如今眾多的控制手段中 要 滿足低價格 高性能 尤其是智能化的要求 采用典型的嵌入式控制系統(tǒng) 單片機為 核心的控制器應為首選 1 3 課題任務 本設計主要是對市場現(xiàn)有產(chǎn)品的仿制 要能夠?qū)崿F(xiàn)電熱水器的完整功能 以 80C51 單片機為核 心配合傳感器 顯示器件 繼電器 電加熱器 報警器等外圍器件 采集熱水器儲水箱中的水位 水 溫信號 通過控制電動機的運轉(zhuǎn) 電加熱器加熱來控制儲水器的水位 溫度 利用鍵盤上開關按鈕進 行調(diào)節(jié)水溫的最大和最小限度 手動控制上水和加熱 設置水位水溫功能 采集熱水器儲水箱中水位 和水溫信號 并完成水位和水溫的顯示 以及缺水報警系統(tǒng) 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 4 第 2 章 系統(tǒng)設計方案 2 1 設計原理 2 1 1 系統(tǒng)原理 利用熱敏傳感器和水位傳感器檢測水溫和水位 并加以顯示 根據(jù)水位情況進行手 動和自動上水控制 當水位從高到低 出現(xiàn)缺水狀態(tài)時 蜂鳴器報警 缺水指示燈亮 繼電器開始工作 熱水器容器上水 水位上升超過 低 水位后 缺水指示燈熄滅 蜂 鳴器停止報警 水位至預置水位后繼電器關閉 停止上水 當水溫低于設定最低溫度時 加熱繼電器工作 當溫度加熱高于設定最高溫度的時候繼電器停止工作 此系統(tǒng)是為多子系統(tǒng)的綜合性控制系統(tǒng) 設計過程中也是分塊實現(xiàn)設計調(diào)試 最后 進行綜合實現(xiàn) 以下就從各子系統(tǒng)的工作原理進行分別進行說明 單 片 機 復位電路 按鍵電路 報警電路 時鐘振蕩 加水裝置 溫度傳感器 水位傳感器 LED 顯示 蜂鳴器報警 圖 2 1 系統(tǒng)原理圖 2 1 2 子系統(tǒng)工作原理 1 溫度控制系統(tǒng) 該子系統(tǒng)利用低功耗單線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 實現(xiàn)溫度采樣 將采樣的溫度值 通過單片機的 P3 3 口送入單片機處理 然后實現(xiàn)水溫的控制 利用按鍵對水溫的值進行 設置 當溫度高于上限或者低于下限后蜂鳴器報警 使之保持溫度在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)定 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 5 本控制系統(tǒng)可以時時采集熱水器內(nèi)部水溫通過 LED 顯示水溫 由于太陽能熱水器實 際溫度不會超過 100 攝制度 所以本系統(tǒng)采用兩位顯示 測量范圍為 00 99 攝氏度 溫 度可以精確到小數(shù)點后兩位 2 水位控制系統(tǒng) 該子系統(tǒng)能進行水位的控制 利用自制的 3 根導線對水位的信息進行采集 并通過 單片機的 P2 口送入給單片機處理加工 通過發(fā)光二極管顯示器顯示 共有 3 個水位擋 沒水或者系統(tǒng)出錯后 蜂鳴器都報警 使系統(tǒng)的水位保持在一定的范圍內(nèi) 本系統(tǒng)需顯示水位 水位分低 中 高三檔 均用發(fā)光二極管來指示 實驗證明 純凈水幾乎是不導電的 但自然界存在的以及人們?nèi)粘Ｊ褂玫乃紩?有一定的 Mg2 Ca2 等離子 它們的存在使水導電 本控制裝置就是利用水的導電性來 完成的 當水位未達到 a 時 即 h a 時 這時傳感器的總阻值 R 為 3R 對應 系統(tǒng)處于缺水 狀態(tài) 當 a h b 時 傳感器電阻阻值 R 為 2R 對應 系統(tǒng)處于 30 水位 當 b h1000 次 isp flash rom 32 個雙向 i o 口 4 5 5 5v 工作電壓 2 個 16 位可編程定時 計數(shù)器 時鐘頻率 0 33mhz 全雙工 uart 串行中斷口線 128x8bit 內(nèi)部 ram 2 個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式 中斷喚醒省電模式 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 13 3 級加密位 看門狗 wdt 電路 軟件設置空閑和省電功能 靈活的 isp 字節(jié)和分頁編程 雙數(shù)據(jù)寄存器指針 2 引腳功能介紹 按照功能 80C51 的引腳可分為主電源 外接晶體振蕩或振蕩器 多功能 I O 口 控 制和復位等 1 多功能 I O 口 80C51 共有四個 8 位的并行 I O 口 P0 P1 P2 P3 端口 對應的引腳分別是 P0 0 P0 7 P1 0 P1 7 P2 0 P2 7 P3 0 P3 7 共 32 根 I O 線 每根線可以 單獨用作輸入或輸出 P0 端口 該口是一個 8 位漏極開路的雙向 I O 口 在作為輸出口時 每根引腳可 以帶動 8 個 TTL 輸入負載 當把 1 寫入 P0 時 則它的引腳可用作高阻抗輸入 當對 外部程序或數(shù)據(jù)存儲器進行存取時 P0 可用作多路復用的低字節(jié)地址 數(shù)據(jù)總線 在該模 式 P0 口擁有內(nèi)部上拉電阻 在對 Flash 存儲器進行編程時 P0 用于接收代碼字節(jié) 在 校驗時 則輸出代碼字節(jié) 此時需要外加上拉電阻 P1 端口 該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I O 端口 P1 口的輸出緩沖器可驅(qū) 動 吸收或輸出電流方式 4 個 TTL 輸入 對端口寫 1 時 通過內(nèi)部的上拉電阻把端 口拉到高電位 此時可用作輸入口 P1 口作輸入口使用時 因為有內(nèi)部的上拉電阻 那 些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 在對 Flash 編程和程序校驗時 P1 口接收低 8 位地址 另外 P1 0 與 P1 1 可以配置成定時 計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入端 P1 0 T2 與定時 計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入端 P1 0 T2EX 如表 3 1 所示 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 14 表 3 1 P1 口管腳復用功能 端口引腳復用功能 P1 0 T2 定時器 計算器 2 的外部輸入端 P1 1 T2EX 定時器 計算器 2 的外部觸發(fā)端和雙向控制 P1 5 MOSI 用于在線編程 P1 6 MISO 用于在線編程 P1 7 SCK 用于在線編程 P2 端口 該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I O 端口 P2 口的輸出緩沖器可 驅(qū)動 吸收或輸出電流方式 4 個 TTL 輸入 對端口寫 1 時 通過內(nèi)部的上拉電阻把 端口拉到高電位 此時可用作輸入口 P2 口作輸入口使用時 因為有內(nèi)部的上拉電阻 那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 在訪問外部程序存儲器或 16 位的外部數(shù)據(jù)存儲器時 P2 口送出高 8 位地址 在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時 P2 口引腳上的內(nèi)容 就是專用寄存器 SFR 區(qū)中 P2 寄 存器的內(nèi)容 在整個訪問期間不會改變 在對 Flash 編程和程序校驗期間 P2 口也接收 高位地址或一些控制信號 P3 端口 該口是帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I O 端口 P3 口的輸出緩沖器可 驅(qū)動 吸收或輸出電流方式 4 個 TTL 輸入 對端口寫 1 時 通過內(nèi)部的上拉電阻把 端口拉到高電位 此時可用作輸入口 P3 口作輸入口使用時 因為有內(nèi)部的上拉電阻 那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 在 80C51 中 同樣 P3 口還用于一些復用功能 如表 3 2 所列 在對 Flash 編程和程 序校驗期間 P3 口還接收一些控制信號 表 3 2 P3 端口引腳與復用功能表 端口引腳復用功能 P3 0 RXD 串行輸入口 P3 1 TXD 串行輸出口 P3 2 INT0 外部中斷 0 P3 3 INT1 外部中斷 1 P3 4 T0 定時器 0 的外部輸入 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 15 P3 5 T1 定時器 1 的外部輸入 P3 6 WR 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通 P3 7 RD 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通 表 3 2 續(xù) 2 RST 復位輸入端 在振蕩器運行時 在此腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使其 單片機復位 看門狗定時器 Watchdog 溢出后 該引腳會保持 98 個振蕩周期的高電平 在 SFR AUXR 地址 8EH 寄存器中的 DISRTO 位可以用于屏蔽這種功能 DISRTO 位的默認 狀態(tài) 是復位高電平輸出功能使能 3 ALE PROG 地址鎖存允許信號 在存取外部存儲器時 這個輸出信號用于鎖存低 字節(jié)地址 在對 Flash 存儲器編程時 這條引腳用于輸入編程脈沖 PROG 一般情況下 ALE 是振蕩器頻率的 6 分頻信號 可用于外部定時或時鐘 但是 在對外部數(shù)據(jù)存儲器每 次存取中 會跳過一個 ALE 脈沖 在需要時 可以把地址 8EH 中的 SFR 寄存器的 0 位置 為 1 從而屏蔽 ALE 的工作 而只有在 MOVX 或 MOVC 指令執(zhí)行時 ALE 才被激活 在單 片機處于外部執(zhí)行方式時 對 ALE 屏蔽位置 1 并不起作用 4 PSEN 程序存儲器允許信號 它用于讀外部程序存儲器 當 80C51 在執(zhí)行來自外 部存儲器的指令時 每一個機器周期 PSEN 被激活 2 次 在對外部數(shù)據(jù)存儲器的每次存取 中 PSEN 的 2 次激活會被跳過 5 EA Vpp 外部存取允許信號 為了確保單片機從地址為 0000H FFFFH 的外部程序 存儲器中讀取代碼 故要把 EA 接到 GND 端 即地端 但是 如果鎖定位 1 被編程 則 EA 在復位時被鎖存 當執(zhí)行內(nèi)部程序時 EA 應接到 Vcc 在對 Flash 存儲器編程時 這條 引腳接收 12V 編程電壓 Vpp 6 XTAL1 振蕩器的反相放大器輸入 內(nèi)部時鐘工作電路的輸入 7 XTAL2 振蕩器的反相放大器輸出 3 復位電路設計 單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設計包含兩部分內(nèi)容 一是系統(tǒng)擴展 即單片機內(nèi)部的 功能單元 如 ROM RAM I O 定時器 計數(shù)器 中斷系統(tǒng)等不能滿足應用系統(tǒng)的要求時 必須在片外進行擴展 選擇適當?shù)男酒?設計相應的電路 二是系統(tǒng)的配置 即按照系 統(tǒng)功能要求配置外圍設備 如鍵盤 顯示器 打印機 A D D A 轉(zhuǎn)換器等 要設計合適 的接口電路 本設計中只用最小系統(tǒng)加上鍵盤 顯示 ISP 接口電路 單片機本身資源可 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 16 以滿足設計要求 所以不必對單片機進行擴展 復位電路雖然簡單 但其作用非常重要 一個單片機系統(tǒng)能恢復正常運行 首先要 檢查是否能復位成功 其中手動復位開關比較常用 如圖所示 圖 3 5 手動開關復位電路 手動開關未按下之前 電容正極處于充電狀態(tài) 當按鍵按下去后 VCC 與 GND 導通 電容放電 從而實現(xiàn)放電 4 按鍵電路 本畢業(yè)設計的按鍵采用獨立式按鍵 是直接用 I O 口線構(gòu)成的單個按鍵電路 其特 點是每個按鍵單獨占用一根 I O 口線 每個按鍵的工作不會影響其它 I O 口線的狀態(tài) 當有按鍵被按下時說明用戶要手動上水 按鍵使用上拉電阻方式接入單片機 未按 下時對單片機輸入一個高電平 按下后輸入一個低電平 鍵的閉合與否 反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平 如果高電平表 示斷開的話 那么低電平則表示閉合 所以通過對行線電平的高低狀態(tài)的檢測 便可以 確認按鍵按下與否 為了確保 CPU 對一次按鍵動作只確認一次按鍵 必須消除抖動的影 響 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 17 圖 3 6 按鍵電路 報警溫度用按鍵 S2 S3 S4 來設置 S2 為調(diào)整鍵 按一次可調(diào)整報警上限溫度值 按兩次可調(diào)整報警下限溫度值 按三次數(shù)碼管恢復到正常溫度顯示 3 2 2 顯示單元設計 1 報警電路的設計 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器 采用直流電壓供電 廣泛應用于計算機 打印機 復印機 報警器 電子玩具 汽車電子設備 電話機 定時器等電子產(chǎn)品中發(fā) 生器 一 蜂鳴器主要分為 1 壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器 壓電蜂鳴片 阻抗匹配 器及共鳴箱 外殼等組成 有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管 多諧振蕩由晶 體管或集成電路構(gòu)成 當接通電源后 多諧振蕩器起振 輸出 1 5 2 5kHZ 的音頻信號 阻抗匹配器推動壓電蜂鳴器發(fā)聲 壓電蜂鳴器片由鋯鈦酸鉛或鈮鎂酸鉛壓電陶瓷材料制 成 在陶瓷片的兩個鍍上銀電極 經(jīng)極化和老化處理后 再與黃銅片或不銹鋼片粘著一 起 2 電磁式蜂鳴器由振蕩器 電磁線圈 磁鐵 振動膜片及外殼等組成 接通電源 后 振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈 使電磁線圈產(chǎn)生磁場 振動膜片在電磁 線圈和磁鐵的相互作用下 周期性地振動發(fā)聲 2 蜂鳴器的驅(qū)動 由于自激蜂鳴器是直流電壓驅(qū)動的 不需要利用交流信號進行驅(qū)動 只需對驅(qū)動口 輸出驅(qū)動電平并通過三極管放大驅(qū)動電流就能使蜂鳴器發(fā)出聲音 很簡單 這里就不對 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 18 自激蜂鳴器進行說明了 這里只對必須用 1 2duty 的方波信號進行驅(qū)動的他激蜂鳴器進行 說明 單片機驅(qū)動他激蜂鳴器的方式有兩種 一種是 PWM 輸出口直接驅(qū)動 另一種是利用 I O 定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動波形對蜂鳴器進行驅(qū)動 PWM 輸出口直接驅(qū)動是利用 PWM 輸出口本身可以輸出一定的方波來直接驅(qū)動蜂鳴 器 在單片機的軟件設置中有幾個系統(tǒng)寄存器產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形之后 只要打開 PWM 輸出 PWM 輸出口就能輸出該頻率的方波 這個時候利用這個波形就可 以驅(qū)動蜂鳴器了 而利用 I O 定時翻轉(zhuǎn)電平來產(chǎn)生驅(qū)動波形的方式會比較麻煩一點 必須利用定時器來 做定時 通過定時翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生符合蜂鳴器要求的頻率的波形 這個波形就可以用來驅(qū) 動蜂鳴器了 比如為 2500Hz 的蜂鳴器的驅(qū)動 可以知道周期為 400 s 這樣只需要驅(qū)動 蜂鳴器的 I O 口每 200 s 翻轉(zhuǎn)一次電平就可以產(chǎn)生一個頻率為 2500Hz 占空比為 1 2duty 的方波 再通過三極管放大就可以驅(qū)動這個蜂鳴器了 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的差別主要差別為 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器的根本區(qū)別 是產(chǎn)品對輸入信號的要求不一樣 有源蜂鳴器工作的理想信號是直流電 通常標示為 VDC VDD 等 因為蜂鳴器內(nèi)部有一簡單的振蕩電路 能將恒定的電流電轉(zhuǎn)化成一定頻 率的脈沖信號 從面實出磁場交變 帶動鉬片振動發(fā)音 但是在某些有源蜂鳴器在特定 的交流信號下也可以工作 只是對交流信號的電壓和頻率要求很高 此種工作方式一般 不采用 而無源蜂鳴器沒有內(nèi)部驅(qū)動電路 無源蜂鳴器工作的理想信號方波 如果給預 直流信號蜂鳴器是不響應的 因為磁路恒定 鉬片不能振動發(fā)音 這里說的 源 不是 指電源 而是指振蕩源 有源蜂鳴器和無源蜂鳴器好像一樣 但仔細看 兩者的高度略有區(qū)別 兩種蜂鳴器 的引腳朝上放置事 可以看出有綠色電路板的一種是無源蜂鳴器 沒有電路板而用黑膠 封閉的一種有源蜂鳴器 有源蜂鳴器直接接上額定電源就可以連續(xù)發(fā)聲 而無源蜂鳴器則和電磁揚聲器一樣 需要接在音頻輸出電路中才能發(fā)聲 報警電路 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 19 圖 3 7 蜂鳴器電路 本系統(tǒng)中采用蜂鳴器報警 由于單片機輸出電流較小 所以用三極管 9013 驅(qū)動蜂鳴 器發(fā)出聲音 圖 3 8 水位報警電路 當水位比較低的時候 紅燈亮 水位在中間的時候 紅燈和黃燈亮 當水位慢的時 候三個燈都亮 出故障的時候三個燈閃 2 LED 數(shù)碼管顯示 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 20 圖3 9 數(shù)碼管 數(shù)碼管使用條件 a 段及小數(shù)點上加限流電阻 b 使用電壓 段 根據(jù)發(fā)光顏色決定 小數(shù)點 根據(jù)發(fā)光顏色決定 c 使用電流 靜態(tài) 總電流 80mA 每段 10mA 動態(tài) 平均電流 4 5mA 峰值電 流 100mA 上面這個只是七段數(shù)碼管引腳圖 其中共陽極數(shù)碼管引腳圖和共陰極的是一樣的 4 位數(shù)碼管引腳圖數(shù)碼管使用注意事項說明 1 數(shù)碼管表面不要用手觸摸 不要用手去弄引角 2 焊接溫度 260 度 焊接時間 5S 3 表面有保護膜的產(chǎn)品 可以在使用前撕下來 這類數(shù)碼管可以分為共陽極與共陰極兩種 共陽極就是把所有 LED 的陽極連接到共 同接點 com 而每個 LED 的陰極分別為 a b c d e f g 及 dp 小數(shù)點 共陰極則 是把所有 LED 的陰極連接到共同接點 com 而每個 LED 的陽極分別為 a b c d e f g 及 dp 小數(shù)點 如下圖所示 圖中的 8 個 LED 分別與上面那個圖 中的 A DP 各段相對應 通過控制各個 LED 的亮滅來顯示數(shù)字 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 21 圖 3 10 共陽數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 圖 3 11 共陰數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 對于單個數(shù)碼管來說 從它的正面看進去 左下角那個腳為 1 腳 以逆時針方向依 次為 1 10 腳 左上角那個腳便是 10 腳了 上面兩個圖中的數(shù)字分別與這 10 個管腳一一 對應 注意 3 腳和 8 腳是連通的 這兩個都是公共腳 共陽 共陰 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 22 還有一種比較常用的是四位數(shù)碼管 內(nèi)部的 4 個數(shù)碼管共用 a dp 這 8 根數(shù)據(jù)線 為 人們的使用提供了方便 因為里面有 4 個數(shù)碼管 所以它有 4 個公共端 加上 a dp 共 有 12 個引腳 下面便是一個共陰的四位數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 共陽的與之相反 引腳 排列依然是從左下角的那個腳 1 腳 開始 以逆時針方向依次為 1 12 腳 下圖中的數(shù) 字與之一一對應 圖 3 12 位共陽數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1 數(shù)碼管編碼說明 4 位數(shù)碼管編碼說明 如 3 3 表所示 表 3 3 控制命令表 P2 7P2 6P2 5P2 4P2 3P2 2P2 1P2 0 eddpcgbfa 00010100028H 111101011EBH 20011001032H 310100010A2H 411100001E1H 510100100A4H 60010010024H 711101010EAH 80010000020H 910100000A0H H0110000161H 管腳順序 從數(shù)碼管的正面觀看 以第一腳為起點 管腳的順序是逆時針方向排列 12 9 8 6 公 共腳 A 11 B 7 C 4 D 2 E 1 F 10 G 5 DP 3 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 23 L001100013DH 11110111F7H C001111003CH 表 3 3 續(xù) 2 四位數(shù)碼管顯示電路 圖 3 13 數(shù)碼管顯示電路 4 位數(shù)碼管為共陽管 由于單片機輸出電流比較小 故用 4 個 PNP 型的三極管 9015 來驅(qū)動數(shù)碼管 單片機輸出低電平時三極管導通 使數(shù)碼管的 4 各公共端 1 4 5 和 12 腳為高電平 此時數(shù)碼管的數(shù)據(jù)端輸入低電平后數(shù)碼管被點亮 120 歐電阻 R12 到 R19 為 三極管的限流電阻 3 2 3 檢測單元設計 一 溫度傳感器 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 24 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感 器 與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比 它能直接讀出被測溫度 并且可根據(jù)實際要求 通過簡單的編程實現(xiàn) 9 12 位的數(shù)字值讀數(shù)方式 TO 92 封裝的 DS18B20 的引腳排列見圖 3 14 其引腳功能描述見表 3 4 圖 3 14 DS18B20 底視圖 表 3 4 DS18B20 詳細引腳功能描述 序 號 名稱引腳功能描述 1GND 地信號 2DQ 數(shù)據(jù)輸入 輸出引腳 開漏單總線接口引腳 當被用著在寄生電源 下 也可以向器件提供電源 3VDD 可選擇的 VDD 引腳 當工作于寄生電源時 此引腳必須接地 1 DS18B20 的性能特點如下 獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信 多個 DS18B20 可以并聯(lián)在惟一的三線上 實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能 無須外部器件 可通過數(shù)據(jù)線供電 電壓范圍為 3 0 5 5 零待機功耗 溫度以 9 或 12 位數(shù)字 用戶可定義報警設置 報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度 溫度報警條件 的器件 負電壓特性 電源極性接反時 溫度計不會因發(fā)熱而燒毀 但不能正常工作 DS18B20 采用 3 腳 PR 35 封裝或 8 腳 SOIC 封裝 其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖 3 15 所示 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 25 圖 3 15 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 64 位 ROM 的結(jié)構(gòu)開始 8 位是產(chǎn)品類型的編號 接著是每個器件的惟一的序號 共有 48 位 最后 8 位是前面 56 位的 CRC 檢驗碼 這也是多個 DS18B20 可以采用一線進行通信 的原因 溫度報警觸發(fā)器 和 可通過軟件寫入戶報警上下限 DS18B20 溫度傳感器的內(nèi)部存儲器還包括一個高速暫存 和一個非易失性的可電 擦除的 EERAM 高速暫存 RAM 的結(jié)構(gòu)為 8 字節(jié)的存儲器 結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 頭 2 個字節(jié)包 含測得的溫度信息 第 3 和第 4 字節(jié) 和 的拷貝 是易失的 每次上電復位時被 刷新 第 5 個字節(jié) 為配置寄存器 它的內(nèi)容用于確定溫度值的數(shù)字轉(zhuǎn)換分辨率 DS18B20 工作時寄存器中的分辨率轉(zhuǎn)換為相應精度的溫度數(shù)值 該字節(jié)各位的定義如圖 3 16 所示 低 5 位一直為 1 TM 是工作模式位 用于設置 DS18B20 在工作模式還是在測 試模式 DS18B20 出廠時該位被設置為 0 用戶要去改動 R1 和 R0 決定溫度轉(zhuǎn)換的精度 位數(shù) 來設置分辨率 I O C 64 位 ROM 和 單 線 接 口 高 速 緩 存 存儲器與控制邏輯 溫度傳感器 高溫觸發(fā)器 TH 低溫觸發(fā)器 TL 配置寄存器 8 位 CRC 發(fā)生器 Vdd 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 26 TM R1 1R01111 圖 3 16 DS18B20 字節(jié)定義 由表 3 4 可見 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換的時間比較長 而且分辨率越高 所需要的溫度數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換時間越長 因此 在實際應用中要將分辨率和轉(zhuǎn)換時間權(quán)衡考慮 高速暫存 RAM 的第 6 7 8 字節(jié)保留未用 表現(xiàn)為全邏輯 1 第 9 字節(jié)讀出前面所有 8 字節(jié)的 CRC 碼 可用來檢驗數(shù)據(jù) 從而保證通信數(shù)據(jù)的正確性 當 DS18B20 接收到溫度轉(zhuǎn)換命令后 開始啟動轉(zhuǎn)換 轉(zhuǎn)換完成后的溫度值就以 16 位 帶符號擴展的二進制補碼形式存儲在高速暫存存儲器的第 1 2 字節(jié) 單片機可以通過單 線接口讀出該數(shù)據(jù) 讀數(shù)據(jù)時低位在先 高位在后 數(shù)據(jù)格式以 0 0625 LSB 形式表 示 當符號位 S 0 時 表示測得的溫度值為正值 可以直接將二進制位轉(zhuǎn)換為十進制 當符號位 S 1 時 表示測得的溫度值為負值 要先將補碼變成原碼 再計算十進制數(shù)值 表 4 4 是一部分溫度值對應的二進制溫度數(shù)據(jù) 表 3 5 DS18B20 溫度轉(zhuǎn)換時間表 R1R0 分辨率 位溫度最大轉(zhuǎn)換時間 ms 00993 75 0110187 5 1011375 溫度 LSB 溫度 MSB TH 用戶字節(jié) 1 TL 用戶字節(jié) 2 配置寄存器 保留 保留 保留 CRC 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 27 1112750 DS18B20 的測溫原理是這這樣的 器件中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度的影響很 小 用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號送給減法計數(shù)器 高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振 蕩頻率明顯改變 所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器 的脈沖輸入 器件中還有一個計數(shù)門 當計數(shù)門打開時 DS18B20 就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖進行計數(shù)進而完成溫度 測量 計數(shù)門的開啟時間由高溫度系數(shù)振蕩器來決定 每次測量前 首先將 55 所對 應的一個基數(shù)分別置入減法計數(shù)器 溫度寄存器中 計數(shù)器 1 和溫度寄存器被預置在 55 所對應的一個基數(shù)值 減法計數(shù)器 1 對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行減法計數(shù) 當減法計數(shù)器 1 的 預置值減到 0 時 溫度寄存器的值將加 1 減法計數(shù)器 1 的預置將重新被裝入 減法計數(shù) 器 1 重新開始對低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號進行計數(shù) 如此循環(huán)直到減法計數(shù)器計 數(shù)到 0 時 停止溫度寄存器的累加 此時溫度寄存器中的數(shù)值就是所測溫度值 其輸出 用于修正減法計數(shù)器的預置值 只要計數(shù)器門仍未關閉就重復上述過程 直到溫度寄存 器值大致被測溫度值 表 3 6 一部分溫度對應值表 溫度 二進制表示十六進制表示 1250000 0111 1101 000007D0H 850000 0101 0101 00000550H 25 06250000 0001 1001 00000191H 10 1250000 0000 1010 000100A2H 0 50000 0000 0000 00100008H 00000 0000 0000 10000000H 0 51111 1111 1111 0000FFF8H 10 1251111 1111 0101 1110FF5EH 25 06251111 1110 0110 1111FE6FH 551111 1100 1001 0000FC90H 2 DS18B20 溫度傳感器與單片機的接口電路 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 28 DS18B20 可以采用兩種方式供電 一種是采用電源供電方式 此時 DS18B20 的 1 腳接 地 2 腳作為信號線 3 腳接電源 另一種是寄生電源供電方式 如圖 3 4 所示單片機端 口接單線總線 為保證在有效的 DS18B20 時鐘周期內(nèi)提供足夠的電流 可用一個 MOSFET 管來完成對總線的上拉 當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A D 轉(zhuǎn)換操作時 總線上必須有強的上拉 上拉 開啟時間最大為 10us 采用寄生電源供電方式時 VDD 端接地 由于單線制只有一根線 因此發(fā)送接口必須是三態(tài)的 由于 DS18B20 是在一根 I O 線上讀寫數(shù)據(jù) 因此 對讀寫 的數(shù)據(jù)位有著嚴格的時序要求 DS18B20 有嚴格的通信協(xié)議來保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性 和完整性 該協(xié)議定義了幾種信號的時序 初始化時序 讀時序 寫時序 所有時序都 是將主機作為主設備 單總線器件作為從設備 而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機 主動啟動寫時序開始 如果要求單總線器件回送數(shù)據(jù) 在進行寫命令后 主機需啟動讀 時序完成數(shù)據(jù)接收 數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先 圖 3 17 DS18B20 電路 DS18B20 的 1 腳接地 2 腳數(shù)據(jù)端接單片機的 P3 3 3 腳接 VCC 為了確保 DS18B20 工作可靠 2 腳要接 10K 的上拉電阻 2 水位檢測 我們把儲水箱大致分為 3 份 水位由潛入熱水器的儲水箱不同深度的水位電極和潛 入儲水箱底部的公共電極 導線 進行檢測 由單片機依次使各水位電極呈現(xiàn)高電平 由公共電極所接的三極管進行電位轉(zhuǎn)換 水位到達的電極 轉(zhuǎn)換電位為低 0 水位沒 有到達的電極 轉(zhuǎn)換電位為高 1 每檢測一位便得到一位數(shù)據(jù) 3 個電極檢測一遍以后 便得到了 3 個串行數(shù)據(jù) 然后把這 3 個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為字節(jié)一路送發(fā)光二極管 在這里我們 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 29 可以用發(fā)光二極管亮的盞數(shù)來顯示水位的高低 若沒有發(fā)光二極管亮則表示箱內(nèi)沒有水 或者只有少量的水 若有一個發(fā)光二極管燈亮則表示箱內(nèi)有三分之一箱的水 以此類推 若有三個發(fā)光二極管亮 則表示水箱水是滿的 圖 3 18 水位監(jiān)測電路 水位用三根導線 一個是電源負極 當導線接觸到水后 由于水的導電性 使得兩 外兩根導線也是低電平 從而使三極管 9012 導通 P3 6 和 P3 7 是低電平 當兩根導線 不接觸水的時候 輸出是高電平 三 繼電器 繼電器是一種電子控制器件 它具有控制系統(tǒng) 又稱輸入回路 和被控制系統(tǒng) 又 稱輸出回路 通常應用于自動控制電路中 它實際上是用較小的電流去控制較大點流的 一種 自動開關 故在電路中起著自動調(diào)節(jié) 安全保護 轉(zhuǎn)換電路等作用 電磁式繼電器一般由鐵芯 線圈 銜鐵 觸點簧片等組成的 只要在線圈兩端加上 一定的電壓 線圈中就會流過一定的電流 從而產(chǎn)生電磁效應 銜鐵就會在電磁力吸引 的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯 從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點 常開觸點 吸合 當線圈斷電后 電磁的吸力也隨之消失 銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的 位置 使動觸點與原來的靜觸點 常閉觸點 吸合 這樣吸合 釋放 從而達到了在電 路中的導通 切斷的目的 對于繼電器的 常開 常閉 觸點 可以這樣來區(qū)分 繼電 器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點 稱為 常開觸點 處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為 常閉觸點 本設計包含兩個繼電器 兩個繼電器分別是控制加熱裝置和加水裝置 用發(fā)光二極 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 30 管來代替加熱裝置和加水裝置 繼電器用三極管 9012 驅(qū)動 繼電器可以模擬的完成實物 上的自動控制 繼電器控制電路如圖所示 圖 3 19 繼電器控制電路 圖 3 20 繼電器控制電路 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 31 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 4 1 主程序設計 為了保證系統(tǒng)的正常運行 當系統(tǒng)開機后 即單片機上電復位開始運行后 需要對 硬件各部分進行自動檢查 如果正常 系統(tǒng)就可以繼續(xù)往下執(zhí)行 如果不正常就必須出 錯報警 以便人工修正 為系統(tǒng)的正常運行作好準備 主程序流程圖如 4 1 報警 轉(zhuǎn)換并顯示 結(jié)束 N 圖 4 1 主程序流程圖 開始 初始化 水位溫度值 與上下限比較 Y 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 32 4 2 子程序設計 4 2 1 溫度采集 溫度采集子程序的功能是對 DS18B20 進行初始化 查詢溫度采集和轉(zhuǎn)換是否完成 并且完成對溫度數(shù)據(jù)的處理以便送 LED 顯示 其程序流圖如圖所示 檢測 DS18B20 存在 發(fā)送跳過 ROM 指令 溫度轉(zhuǎn)換 等待 N Y 圖 4 2 溫度采集程序 4 2 2 控制按鍵設計 按鍵的確認就是判斷按鍵是否閉合 反映在電壓上就是和按鍵相連的引腳呈現(xiàn)出高 電平還是低電平 如果是低電平 則表示閉合 因此 通過判斷電平的高低 就可以確 讀取溫度數(shù)據(jù) 處理數(shù)據(jù) 返回 開始 初始化 DS18B20 讀 DS18B20 的序列號 北京交通大學海濱學院畢業(yè)設計 論文 33 定是否有鍵按下 但是為了確保一次按鍵動作只確認一次按鍵 必須消除機械開關的抖 動影響 消除按鍵的抖動 通常用軟件消除的方法 在第一次檢測到有按鍵被按下時 執(zhí)行一段 10ms 15ms 的延時子程序 再確認該鍵電平是否仍然為低電平 如果保持為低 電平狀態(tài)就說明有鍵按下 從而消除抖動的影響 再次掃描 如果按鍵為高電平說明按 鍵松開 本報警器按鍵處理子程序流程圖如圖 4 4 所示 4 2 3 讀溫度 N Y N 圖 4 3 讀溫度流程圖 圖 4 4 鍵盤處理子程序 Y 發(fā) DS18B20 復位命令 發(fā)跳過 ROM 命令 發(fā)讀取溫度命令 讀取操作 CRC 校驗 9 字節(jié)完 CRC 校驗正 確 移入溫度暫存器 結(jié)束 N N Y 開始 掃描鍵值 是否有鍵按下 延時 10ms 去抖動 是否有鍵按下 提取鍵值 調(diào)用鍵盤處理子程序 結(jié)束 Y 張勝 基于單片機的電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設計 34 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 5 1 硬件調(diào)試 制造電子產(chǎn)品 可靠性與安全是兩個重要因素 而零件的安裝對于保證產(chǎn)品的安全 可靠是至關重要的 如何疏忽都可能造成整機工作失常 甚至導致更為嚴重的后果 元 件安裝時我們要保證導通與絕緣的電器性能 保證機械強度 抱著那個傳熱的要求和安 裝時接地與屏蔽要充分利用 為達到產(chǎn)品的可靠與安全 安裝時應遵循一些基本的要求 與原則 5 1 1 調(diào)試步驟 對于整個系統(tǒng)制作完成后 調(diào)試工作是非常重要的一個環(huán)節(jié) 它直接關系到系統(tǒng)能 否正常工作 1 首先對電源部分進行調(diào)試 2 檢查印刷電路是否設計正確 元器件位置是否安裝正確 特別是二極管 三極管 電容等極性不要裝錯 觀察有沒有焊接點短路 虛焊 多余的管腳有沒有剪去 保證導通與絕緣的電氣特性 電氣連接的通與斷是安裝的核心這里所說的通與斷 不僅是安裝后簡單的使用萬用表測試的結(jié)果 而且要考慮在振動 長期工作 濕度等自 然條件變化的環(huán)境中 都能保證通者恒通 斷者恒斷 保證機械強度 電子產(chǎn)品在使用過程中 不可避免的需要運輸和搬動 會發(fā)聲各種