設(shè)計課題智能熱水器控制電路完整實用教案

1、智能控制器的設(shè)計(shj)思想 智能控制器主體由51單片機組成。時間由單片機內(nèi)部的定時器計數(shù)器提供。 由溫度傳感器DS18B20讀取外部溫度數(shù)據(jù)并傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)部。 由2位數(shù)碼管顯示溫度、4位顯示時間，聯(lián)合控制開關(guān)輸出想要的數(shù)據(jù)。 輸入(shr)由接口芯片和串并轉(zhuǎn)換芯片74LS165從單片機的串口輸入(shr)。 第1頁/共19頁第一頁，共19頁?？刂破鞯脑?yunl)框圖及說明第2頁/共19頁第二頁，共19頁。第3頁/共19頁第三頁，共19頁?？刂破鞯脑砜驁D(kungt)及說明 1.主體部分由8051單片機組成，單片機外接晶振。作 為內(nèi)部定時器的輸入脈沖。時鐘由內(nèi)部的定時器構(gòu)成。 2 .

2、AD轉(zhuǎn)換由DS18B20實現(xiàn)，這是集AD轉(zhuǎn)換和串行輸出一身的芯片,它能將采集到的溫度直接轉(zhuǎn)換成串行信號輸入到單片機。 3 .輸出通道使用電子開關(guān)配合(pih)光電二極管實現(xiàn)對加熱器的控制。第4頁/共19頁第四頁，共19頁。 5.顯示部分分兩部分。一部分是由于顯示時間一部分是用于顯示溫度。時間和溫度顯示當(dāng)前時間和溫度，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)當(dāng)前時間和設(shè)定時間的轉(zhuǎn)換。溫度也是同理。顯示器由七段數(shù)碼管組成。四個用于顯示時間，兩個用于顯示溫度。六個數(shù)碼管通過一個(y )I/O口擴展芯片8255A與單片機連接。 6. 輸入設(shè)備采用一個(y )I/O接口芯片。使用掃描的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入。輸出的并行數(shù)據(jù)通過

3、一個(y )并行/串行接口芯片實現(xiàn)串口的輸入。 7.控制開關(guān)，由外部的電子開關(guān)直接輸入。硬件上使用I/O引腳直接輸入。在編程上由程序上直接掃描I/O引腳通過引腳電平的變化轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷子程序，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。 8.輸出控制，由電平控制的光電二極管實現(xiàn)。 光電二極管直接接到單片機的輸出引腳。第5頁/共19頁第五頁，共19頁。主要器件(qjin)的選擇一、AD轉(zhuǎn)換器DS18B20 這是一款集溫度傳感器，DA轉(zhuǎn)換以及串行輸出的芯片(xn pin)，能實時的傳遞串行信號到8051的TXD端。 DS18B20的DQ端連接到8051的TXD端。 第6頁/共19頁第六頁，共19頁。主要(zhyo)器件的選擇

4、DS18B20與單片機的引腳連接(linji)第7頁/共19頁第七頁，共19頁。主要(zhyo)器件的選擇 二、輸入設(shè)備 由于要求的是串口通信所以輸入數(shù)據(jù)必須串行的。又由于串行輸入開關(guān)(kigun)比較繁瑣。則采用和一個I/O接口芯片和一個74LS165的并行轉(zhuǎn)串行芯片實現(xiàn)。 8155A的PA口作為輸入口，PB口實現(xiàn)輸出。 PA口輸入接鍵盤，編程通過掃描接口的方法讀取數(shù)據(jù)，把讀取的數(shù)據(jù)儲存到8155A內(nèi)部的的儲存器之中。 再把讀到信號通過PB口輸出到并行轉(zhuǎn)串行芯片。第8頁/共19頁第八頁，共19頁。主要器件(qjin)的選擇 由于P2口輸出的是并行信號，所以還要把并行信號轉(zhuǎn)換為串行信號。使用7

5、4LS165芯片，芯片的輸出口接到8051的rxd，而txd輸出同步的時鐘信號。 8051單片機 的 P0口作為(zuwi)數(shù)據(jù)總線，由P2口作為(zuwi)片選地址。P2.0,P2.2,P2.3作為(zuwi)片選信號分別連接8155A的IO/M,LE,CE口，P2.4接非門連接8155的復(fù)位端。第9頁/共19頁第九頁，共19頁。輸入(shr)設(shè)備的框圖第10頁/共19頁第十頁，共19頁。主要(zhyo)器件的選擇三、顯示設(shè)備 通過8255的端口的拓展實現(xiàn)與七段數(shù)碼管的連接。 由于每個數(shù)碼管的輸出要8跟線相連。因此有數(shù)碼管與輸出通道之間要有譯碼器7447。 8051單片機P0口作為數(shù)據(jù)輸出。

6、8051的P2.1接到8255的片選信號(xnho)，P2.4，WR信號(xnho)作為選通信號(xnho)接CS，rest和wr實現(xiàn)寫信號(xnho)。P2.3和P2.5作為口選擇信號(xnho)裂解8051的A0，A1口。 8255的PA，PB，PC口接到八段代碼管。第11頁/共19頁第十一頁，共19頁。主要(zhyo)器件的選擇顯示(xinsh)設(shè)備與8051的連接圖。第12頁/共19頁第十二頁，共19頁。主要(zhyo)器件的選擇四、電子開關(guān)和晶振 晶振從外部(wib)接入一般6MHz，輸出的是高低電平控制光電二極管控制輸出。（即控制電阻絲的加熱） 輸入電平開關(guān)在8051I/O接口直接

7、接入閘刀開關(guān)。 在P1口的六個管腳接入六個閘刀開關(guān)，P1.0，P1.1，P1.2 實現(xiàn)溫度1，溫度2的顯示以及當(dāng)前溫度的改變。由程序在檢測到有電平變化時就轉(zhuǎn)向相應(yīng)的中斷子程序。同理P1.3，P1.4，P1.5控制時間的顯示和轉(zhuǎn)換。第13頁/共19頁第十三頁，共19頁?？刂崎_關(guān)(kigun)與8051的連接圖第14頁/共19頁第十四頁，共19頁。軟件(run jin)劃分及主流程圖 根據(jù)(gnj)設(shè)計要求，采用定時器0作為時鐘數(shù)據(jù)源，定時器0每100mS中斷一次，需計數(shù)600個方為1分鐘。每記滿600的輸出一脈沖同時采用定時器計數(shù)器1作為計數(shù)器計數(shù)脈沖為定時器0的出處脈沖。設(shè)定時間和溫度通過軟件

8、預(yù)設(shè)放入單片機的存儲單元。 顯示和加熱子程序全部放在主程序中實現(xiàn) 。 除主程序以外包括一個串行通信的子程序，用來實現(xiàn)顯示控制與外部的數(shù)據(jù)通信。第15頁/共19頁第十五頁，共19頁。開始(kish)8051及計數(shù)器設(shè)置(shzh)溫度設(shè)置(shzh)時間顯示時間和溫度清空溫度緩存?zhèn)鞲衅髯x取溫度并顯示水溫比較加熱加熱到最高溫水溫低設(shè)定時間掃描輸入開關(guān)有無控制開關(guān)輸入啟用串口通信NYYYNN主程序第16頁/共19頁第十六頁，共19頁。串口通信(tng xn)子程序開始(kish)保護(boh)現(xiàn)場讀取顯示溫度2讀取顯示溫度1串口送入單片機并顯示恢復(fù)現(xiàn)場從鍵盤讀入數(shù)據(jù)從P1.0到P1.7讀取數(shù)據(jù)讀取并顯示時間1P1.0高電平P1.1高電平P1.2高電平P1.4高電平P1.3高電平讀取并