電熱水器控制系統(tǒng)

1、電子信息工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目：電熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)由8051MCU組成的電熱水器控制系統(tǒng)。能夠測(cè)量當(dāng)前水溫并顯示；可以設(shè)置燒水溫度，當(dāng)無(wú)水時(shí)要有報(bào)警功能。通過(guò)這個(gè)過(guò)程熟悉溫度傳感器、鍵盤(pán)控制和七段數(shù)碼管的使用，掌握51系列單片機(jī)控制和測(cè)試方法。；用LED顯示測(cè)量得到的水溫值。完成基本要求，可以適當(dāng)發(fā)揮進(jìn)行擴(kuò)展設(shè)計(jì)。1）數(shù)碼管顯示：年月日時(shí)分秒；2）鍵盤(pán)輸入修改時(shí)間、日期設(shè)置；  設(shè)計(jì)步驟一、總體方案設(shè)計(jì)以51系列MCU構(gòu)成核心模塊，合理分配存儲(chǔ)器資源和I/O資源。溫度采集模塊建議采用DS18B20，或采用Pt100再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換；顯示模塊用2位LED可滿(mǎn)足需要；報(bào)

2、警模塊可采用聲光等形式；輸入模塊可選用矩陣式鍵盤(pán)或鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)芯片；可選用8255進(jìn)行I/O擴(kuò)展。二、硬件選型工作對(duì)于每一個(gè)芯片要有具體型號(hào)，對(duì)每個(gè)分立元件要給出其參數(shù)三、硬件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)1. 選擇計(jì)算機(jī)機(jī)型（采用51內(nèi)核的單片機(jī)）；2. 設(shè)計(jì)支持計(jì)算機(jī)工作的外圍電路（EPROM、RAM、I/O端口、鍵盤(pán)、顯示接口電路等）；3. 接口電路；4. 其它相關(guān)電路的設(shè)計(jì)或方案（電源、通信等）四、軟件設(shè)計(jì)1. 分配系統(tǒng)資源，編寫(xiě)系統(tǒng)初始化和主程序模塊；2. 編寫(xiě)相關(guān)子程序；3. 其它程序模塊(顯示與鍵盤(pán)等處理程序)。五、編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，繪制完整的系統(tǒng)電路圖（A3幅面）。目 錄一、設(shè)計(jì)要求1二、設(shè)計(jì)目的

3、1三、設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn) 11.硬件設(shè)計(jì) 21.1.單片機(jī)的選擇 21.2.水位檢測(cè)電路 61.3.溫度檢測(cè)電路 71.4.A/D轉(zhuǎn)換器 91.5.報(bào)警電路102.軟件設(shè)計(jì) 112.1.溫度測(cè)量子程序 122.2.判斷子程序 132.3重要代碼四、結(jié)論與展望14五、心得體會(huì)及建議 14六、附錄14七、參考文獻(xiàn)14電熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告一、設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)由8051MCU組成的電熱水器控制系統(tǒng)。能夠測(cè)量當(dāng)前水溫并顯示；可以設(shè)置燒水溫度，當(dāng)無(wú)水時(shí)要有報(bào)警功能。通過(guò)這個(gè)過(guò)程熟悉溫度傳感器、鍵盤(pán)控制和七段數(shù)碼管的使用，掌握51系列單片機(jī)控制和測(cè)試方法。設(shè)計(jì)以AT89C51單片機(jī)為核心，用LED顯示測(cè)量得

4、到的水溫值。完成基本要求，可以適當(dāng)發(fā)揮進(jìn)行擴(kuò)展設(shè)計(jì)。1）數(shù)碼管顯示：年月日時(shí)分秒；2）鍵盤(pán)輸入修改時(shí)間、日期設(shè)置；  以51系列MCU構(gòu)成核心模塊，合理分配存儲(chǔ)器資源和I/O資源。溫度采集模塊建議采用DS18B20，或采用Pt100再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換；顯示模塊用2位LED可滿(mǎn)足需要；報(bào)警模塊可采用聲光等形式；輸入模塊可選用矩陣式鍵盤(pán)或鍵盤(pán)驅(qū)動(dòng)芯片；可選用8255進(jìn)行I/O擴(kuò)展。二、設(shè)計(jì)目的運(yùn)用我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，采用單片機(jī)為主控芯片設(shè)計(jì)電熱水器控制系統(tǒng)并輔以外圍電路設(shè)計(jì)，既能加深我們對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解，又能培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)踐技能，提高我們分析、解決問(wèn)題的能力。三、設(shè)計(jì)具體實(shí)現(xiàn)電熱

5、水器控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案包括硬件設(shè)計(jì)方案和軟件設(shè)計(jì)方案。硬件是指以微控制器作為核心，由外接溫度測(cè)量電路、鍵盤(pán)、復(fù)位、熱水器加熱開(kāi)關(guān)、LED顯示電路、報(bào)警電路組成。根據(jù)功能需求說(shuō)明，本著節(jié)約開(kāi)發(fā)成本、增加系統(tǒng)可靠性、減小體積等原則進(jìn)行電熱水器控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)采用51系列單片機(jī)AT89C52作為整個(gè)系統(tǒng)的核心，利用AT89C52現(xiàn)有的接口組織外圍硬件模塊。由于環(huán)境的特殊性，溫度測(cè)量主要是由Pt00鉑電阻溫度傳感器、溫度傳感器的信號(hào)調(diào)理電路和基于A(yíng)DC0801的A/D轉(zhuǎn)換電路組成；鍵盤(pán)由三個(gè)按鍵組成：分別為開(kāi)關(guān)和“+”、“-”；水位檢測(cè)電路檢測(cè)是否有水，避免干燒；LED顯示電路主要用于顯

6、示溫度；報(bào)警裝置為單片機(jī)I/O口驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，達(dá)到報(bào)警的效果。鍵盤(pán)顯示電路加熱開(kāi)關(guān)控制水位檢測(cè) 溫度檢測(cè)蜂鳴報(bào)警A/DAT89C52圖1 系統(tǒng)硬件圖1硬件設(shè)計(jì)1.1 單片機(jī)的選擇圖2 AT89C52芯片引腳圖AT89C52 主要性能：1、 與MCS-51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容2、 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash 存儲(chǔ)器3、 1000 次擦寫(xiě)周期4、 全靜態(tài)操作：0Hz33Hz 5、 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器6、 32 個(gè)可編程I/O 口線(xiàn)7、 三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器8、 八個(gè)中斷源9、 全雙工UART 串行通道10、低功耗空閑和掉電模式l1、掉電后中斷可喚醒l2、看門(mén)狗定時(shí)器13、雙數(shù)據(jù)指針l4、掉電

7、標(biāo)識(shí)符功能特性描述：AT89C52提供以下表中功能：8k字節(jié)Flash閃速存儲(chǔ)器，256字節(jié)內(nèi)部RAM，32個(gè)I/O口線(xiàn)，3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C52可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作指導(dǎo)下一個(gè)硬件復(fù)位。VCC : 電源電壓GND: 地P0 口：P0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。作為輸出口，每位能吸收電流

8、的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1 口：P1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0和P1.1分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸（P1.

9、0/T2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。表1 P1.0和P1.1口的第二功能P2 口：P2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)，P2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，P2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MO

10、VX RI）訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3口：P3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)TTL 邏輯電平。對(duì)P3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P3口也接收一些控制信號(hào)。表2 P3口的第二功能RST: 復(fù)位輸入。晶振工作時(shí)，RST腳持續(xù)2 個(gè)機(jī)器周期高電平將使單片機(jī)復(fù)位

11、。ALE/PROG：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，鎖存低8 位地址的輸出脈沖。在flash編程時(shí)，此引腳（PROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下，ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可用來(lái)作為外部定時(shí)器或時(shí)鐘使用。然而，特別強(qiáng)調(diào)，在每次訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過(guò)。如果需要，通過(guò)將地址為8EH的SFR的第0位置 “1”，ALE操作將無(wú)效。這一位置 “1”，ALE 僅在執(zhí)行MOVX 或MOVC指令時(shí)有效。否則，ALE 將被微弱拉高。這個(gè)ALE 使能標(biāo)志位（地址為8EH的SFR的第0位）的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無(wú)效。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器選通信

12、號(hào)（PSEN）是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89C52從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN將不被激活。EA/VPP:訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H 到FFFFH的外部程序存儲(chǔ)器讀取指令，EA必須接GND。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令，EA應(yīng)該接VCC。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。Flash 編程并行模式：AT89C52 帶有用作編程的片上Flash 存儲(chǔ)器陣列。編程接口需要一個(gè)高電壓（12V）編程使能信號(hào)，并

13、且兼容常規(guī)的第三方Flash 或EPROM 編程器。編程方法：對(duì)AT89C52 編程之前，需設(shè)置好地址、數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，可采用下列步驟對(duì)AT89C52 編程：1在地址線(xiàn)上輸入編程單元地址信號(hào)2在數(shù)據(jù)線(xiàn)上輸入正確的數(shù)據(jù)3激活相應(yīng)的控制信號(hào)4把EA/Vpp 升至12V 5每給Flash 寫(xiě)入一個(gè)字節(jié)或程序加密位時(shí)，都要給ALE/PROG 一次脈沖。每個(gè)字節(jié)寫(xiě)入周期是自身定時(shí)的，通常均為1.5ms。重復(fù)15步驟，改變編程單元的地址和寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，直到全部文件編程結(jié)束。1.2.水位檢測(cè)電路在這里我采用排阻式水位傳感器的方法，排阻式水位傳感器的工作原理大致是分別用兩個(gè)根銅針?lè)謩e置于水箱內(nèi)的底部位置。若是無(wú)

14、水，銅針不接觸水面，其輸出為高電平；若銅針與其對(duì)應(yīng)水面接觸時(shí)則輸出為低電平，輸出接至電子開(kāi)關(guān)，接到AT89S52的 P33引腳。單片機(jī)對(duì)引腳進(jìn)行判斷后 ，判斷是否有水，避免干燒。水位傳感器采用電壓跟隨器與電壓比較電路相結(jié)合實(shí)現(xiàn)。圖3 水位檢測(cè)電路1.3.溫度檢測(cè)電路在溫度檢測(cè)電路采用WZP型Pt100溫度傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)，溫度的測(cè)量范圍為0+400之間，分辨率為2，溫度顯示設(shè)置為小數(shù)點(diǎn)后1位數(shù)據(jù)。Pt100是模擬量輸出的溫度傳感器，隨溫度變化的是電阻，所以需要通過(guò)模擬電路將電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷海缓蠼?jīng)放大電路處理后再送入A/D轉(zhuǎn)換器。Pt100熱電阻是利用金屬導(dǎo)體再溫度變化時(shí)自身的電阻值也隨著發(fā)生變化

15、的特性來(lái)測(cè)量溫度的。熱電阻的受熱部分是用細(xì)金屬絲均勻地雙繞在絕緣材料制成的骨架上。當(dāng)被檢測(cè)介質(zhì)中有溫度梯度存在時(shí)，所測(cè)得的溫度是感溫元件所在范圍內(nèi)介質(zhì)層中的平均溫度。Pt100溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如下：1. 測(cè)溫范圍：-200+850；2. 允許偏差值：A級(jí)±(0.15+0.02|t|)，B級(jí)±（0.30+0.05|t|）；3. 最小置入深度：熱電阻的最小置入深度200mm；4. 允許通過(guò)的通電流5mA;5. 另外，Pt100溫度傳感器還具有抗震動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。Pt100的線(xiàn)性好，在0100之間變化時(shí)，最大非線(xiàn)性偏差小于0

16、.5。雖然Pt100的線(xiàn)性度比較好，但是可以從數(shù)據(jù)之間發(fā)現(xiàn)Pt100的電阻與測(cè)量的溫度之間并不是完全的線(xiàn)性關(guān)系。因此在實(shí)際使用Pt100時(shí)，往往需要通過(guò)查表法或線(xiàn)性插值算法來(lái)計(jì)算出測(cè)量的溫度。查表法是指在單片機(jī)的ROM存儲(chǔ)區(qū)間中建立一個(gè)電阻和溫度之間的分度表。當(dāng)測(cè)量溫度時(shí)，通過(guò)軟件先計(jì)算出Pt100的阻值，然后再去查詢(xún)分度表獲得該阻值所對(duì)應(yīng)的溫度值。顯而易見(jiàn)，在檢測(cè)值的范圍內(nèi)對(duì)標(biāo)定的點(diǎn)數(shù)設(shè)置的越多表格越大，占用的的ROM存儲(chǔ)容量也就越大，但是對(duì)Pt100的描述也就越精確。另一種計(jì)算溫度的方法就是采用線(xiàn)性插值算法。這種方法就是通過(guò)已知的Pt100分度表中的數(shù)據(jù)，將溫度的變化曲線(xiàn)分為相應(yīng)的幾段。然

17、后，找一個(gè)最佳的函數(shù)關(guān)系式來(lái)表示各段曲線(xiàn)上Pt100的阻值與被測(cè)溫度之間的函數(shù)關(guān)系式。由于每個(gè)區(qū)間段都是用了一個(gè)函數(shù)解析式來(lái)進(jìn)行描述，因此這種方法在程序設(shè)計(jì)時(shí)十分方便。所以在此我們采用線(xiàn)性插值算法。根據(jù)系統(tǒng)的溫度測(cè)量范圍先將曲線(xiàn)分為四段，每100分為一段。每一段的溫度與阻值之間的關(guān)系如下：當(dāng)0t100時(shí)，t=2.558*Rpt100-256.02當(dāng)100<t200時(shí)，t=2.637*Rpt100-267.01當(dāng)200<t300時(shí)，t=2.721*Rpt100-281.9當(dāng)300<t400時(shí)，t=2.81*Rpt100-300.94圖4 溫度測(cè)量電路圖放大電路采用LM358集成

18、運(yùn)算放大器，為了防止單級(jí)放大倍數(shù)過(guò)高帶來(lái)的非線(xiàn)性誤差，放大電路采用兩級(jí)放大，如圖 3.4所示，前一級(jí)約為10倍，后一級(jí)約為3倍。溫度在0100度變化，當(dāng)溫度上升時(shí)，Pt100阻值變大，輸入放大電路的差分信號(hào)變大，放大電路的輸出電壓Av對(duì)應(yīng)升高。1.4.A/D轉(zhuǎn)換器 ADC0801是一個(gè)8位、單通道、低價(jià)格A/D轉(zhuǎn)換器，主要特點(diǎn)是：摸數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)間大約100us；方便的TTL或CMOS標(biāo)準(zhǔn)接口；可以滿(mǎn)足差分電壓輸入；具有參考電壓輸入端；內(nèi)含時(shí)鐘發(fā)生器；單電源工作時(shí)（0V5V）輸入信號(hào)電壓范圍是0V5V；不需要調(diào)零等等。 CS：片選信號(hào)。低電平有效，高電平時(shí)芯片不工作。 

19、       RD：外部讀數(shù)據(jù)控制信號(hào)。此信號(hào)低電平時(shí)ADC0804把轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)加載到DB口。        WR：外部寫(xiě)數(shù)據(jù)控制信號(hào)。此信號(hào)的上升沿可以啟動(dòng)ADC0804的A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程。        CLK IN：時(shí)鐘輸入引腳。ADC0804使用RC振蕩器作為A/D時(shí)鐘，CLK IN是振動(dòng) 的輸入端。  &#

20、160;     INTR：轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出信號(hào)。ADC0804完成一次A/D轉(zhuǎn)換后，此引腳輸出一個(gè)低脈沖。對(duì)單片機(jī)可以稱(chēng)為中斷觸發(fā)信號(hào)。        Vin（+）：輸入信號(hào)電壓的正極。       Vin（）：輸入信號(hào)電壓的負(fù)極?？梢赃B接到電源地。        AGND：模擬電源的地線(xiàn)。  

21、60;     Vref/2：參考電源輸入端。參考電源取輸入信號(hào)電壓（最大值）的二分之一。例如輸入信號(hào)電壓是0V5V時(shí)，參考電源取2.；輸入信號(hào)電壓是0V4V時(shí)，參考電源取2. 0V。           DGND：數(shù)字電源的地線(xiàn)。       DB8DB0：數(shù)字信號(hào)輸出口，連接單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線(xiàn)。     &

22、#160; CLK R：時(shí)鐘輸入端。        VCC：5V電源引腳。        補(bǔ)充說(shuō)明：CLKI和CLKR：ADC08010805 片內(nèi)有時(shí)鐘電路，只要在外部“CLKI”和“CLKR”兩端外接一對(duì)電阻電容即可產(chǎn)生A/D 轉(zhuǎn)換所要求的時(shí)鐘，其振蕩頻率為fCLK1/1.1RC。其典型應(yīng)用參數(shù)為：R=10K，C=150PF，fCLK640KHz，轉(zhuǎn)換速度為100。若采用外部時(shí)鐘，則外部fCL

23、K 可從CLKI 端送入，此時(shí)不接R、C。允許的時(shí)鐘頻率范圍為100KHz1460KHz。    圖5 A/D轉(zhuǎn)換器電路圖1.5.報(bào)警電路蜂鳴器是采用直流電壓供電的一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，目前廣泛應(yīng)用于我們的生活中，比如說(shuō)在電腦、各種報(bào)警器、汽車(chē)電子設(shè)備、電話(huà)機(jī)、定時(shí)器等常見(jiàn)的電子產(chǎn)品中作為發(fā)聲器。本設(shè)計(jì)采用的蜂鳴器為電磁式蜂鳴器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、磁鐵、電磁線(xiàn)圈、振動(dòng)膜片以及外殼組成，電磁式蜂鳴器基本原理是在電源接通后，在電磁線(xiàn)圈和磁鐵的相互作用下，振蕩膜片周期性地振動(dòng)發(fā)聲。因?yàn)榉澍Q器通常工作電流比較大，但是單片機(jī)I/O口輸

24、出的電流很小驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，所以還得選用的NPN型三極管9013來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。報(bào)警電路設(shè)計(jì)原理：當(dāng)水箱的水位降到一定值時(shí)，輸出的低電平信號(hào)，或者燒水溫度達(dá)到預(yù)置溫度時(shí)，單片機(jī)通過(guò)指令將P1.5置成高電平，三極管Q5導(dǎo)通，揚(yáng)聲器工作，發(fā)出吱吱的聲音。同理當(dāng)水箱的水過(guò)高時(shí)，P1.5為高電平，報(bào)警電路開(kāi)始工作。蜂鳴器報(bào)警電路如圖3.6所示。圖6 電磁式蜂鳴器報(bào)警電路圖2 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)由主程序，鍵掃描子程序及若干功能模塊子程序組成。其中主控制器子程序包括A/D轉(zhuǎn)換子程序（水位、水溫），鍵盤(pán)處理及顯示子程序，加熱控制子程序（使用輸出比較功能）等組成。主程序要先初始化系統(tǒng)的工作參數(shù)，主要是單片機(jī)的定時(shí)

25、器，COP模塊、A/D轉(zhuǎn)換、端口、鍵中斷等的工作模式參數(shù)設(shè)定，之后系統(tǒng)主程序循環(huán)調(diào)用各個(gè)功能模塊子程序，對(duì)相關(guān)事件的處理依靠標(biāo)志位和判斷標(biāo)志位實(shí)現(xiàn)。在本次設(shè)計(jì)中運(yùn)用到了PROTEUS的ISIS電路分析實(shí)物仿真系統(tǒng)和KEIL單片機(jī)編程軟件，通過(guò)對(duì)它們聯(lián)調(diào)可以仿真出本次設(shè)計(jì)的要求。主程序設(shè)計(jì)思路：軟件設(shè)計(jì)采用各個(gè)模塊功能分開(kāi)獨(dú)立設(shè)施的設(shè)計(jì)方式，將各個(gè)功能分成獨(dú)立模塊，有系統(tǒng)和監(jiān)控程序一起管理執(zhí)行。本設(shè)計(jì)的軟件包括主程序，鍵盤(pán)掃描子程序，顯示子程序，水位測(cè)量子程序以及有關(guān)的Pt100的程序。我主要說(shuō)明了兩個(gè)最主要的子程序：溫度測(cè)量、水位測(cè)量的流程和液晶顯示流程。主程序完成功能：系統(tǒng)對(duì)傳感器PT100

26、、顯示器進(jìn)行初始化，并且讀取用戶(hù)通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置的最高燒水溫度信息，隨之系統(tǒng)自動(dòng)讀取當(dāng)前水位，系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)功能，完成后等待下一次的啟動(dòng)命令。當(dāng)檢測(cè)到無(wú)水時(shí)，系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)報(bào)警電路工作，當(dāng)檢測(cè)到超過(guò)設(shè)定的燒水溫度時(shí)，啟動(dòng)報(bào)警電路并關(guān)閉加熱電路。本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)整體流程圖如圖8所示。開(kāi)始初始化測(cè)量當(dāng)前溫度顯示當(dāng)前溫度判斷是否有按鍵 否 是更改設(shè)定溫度開(kāi)電磁閥判斷當(dāng)前是否有水溫度是否低于預(yù)定值 是 否圖7 系統(tǒng)總體程序流程圖2.1溫度測(cè)量子程序溫度測(cè)量由Pt100溫度傳感器來(lái)完成，溫度測(cè)量子程序流程如圖3.8所示。根據(jù)系統(tǒng)的溫度測(cè)量范圍溫度與阻值之間的關(guān)系編寫(xiě)程序，使阻值變換為溫度，進(jìn)行溫度的測(cè)量，送入AT89

27、C51單片機(jī)內(nèi)，之后送入顯示電路進(jìn)行顯示溫度。圖8 Pt100測(cè)溫程序流程圖2.2判斷子程序判斷整個(gè)程序的運(yùn)行，當(dāng)水溫超過(guò)預(yù)定設(shè)置溫度值時(shí)，關(guān)閉加熱電路，如果低于預(yù)定設(shè)置溫度值時(shí)，開(kāi)通加熱電路，進(jìn)行加熱。當(dāng)無(wú)水的時(shí)候，自己斷電避免干燒，并蜂鳴報(bào)警。斷電水溫高于設(shè)定值嗎？水溫低于設(shè)定值嗎？通電加熱報(bào)警斷電無(wú)水嗎？NNYNY開(kāi)始圖9 判斷程序流程圖2.3重要代碼主函數(shù)：void main()TMOD=0x01;TH0=(65536-46000)/256;TL0=(65536-46000)%256;EA=1;ET0=1;TR0=1;zd=0;num=21;aaa=0;bbb=0;num1=21;nu

28、m2=21;num3=21;while(1)uint a;uchar b;changetemp();a=gettemp();b=scanff();numy=gettemp();display(a,b);顯示函數(shù)的分析：void display(uint a,uchar b)uchar i,temp,srtemp,dis4;uint dda;dda=abs(a);numx=dda/1000;num4=dda%1000/100;num5=dda%100/10;num6=dda%10;dis0=numx;dis1=num4;dis2=num5;dis3=num6;dis2+=10; if(dis0=

29、0)&&(dis1=0)dis1=20; if(a<0) dis3+=10;elseif(dis0!=0) dis1=dis1+10;temp=0xfb;for(i=1;i<4;i+)P0=0xff;wei=1;temp=_crol_(temp,1);P0=temp;wei=0;P0=0;duan=1;P0=tabledisi;duan=0;delay(3);duan=1;P0=0x00;duan=0;if(aaa=1&&ccc!=21)bbb+;switch(bbb)case 0:dis1=b;num1=b;dis2=num2;dis3=num3;

30、if(dis2=21)dis2+;elsedis2+=10;srtemp=0xfe;for(i=1;i<4;i+)P0=0xff;wei=1;P0=srtemp; wei=0;srtemp=_crol_(srtemp,1);P0=0x00;duan=1;P0=tabledisi;duan=0;delay(1);duan=1;P0=0x00;duan=0;break;case 1:dis1=num1;dis2=b;num2=b;dis3=num3;if(dis2=21)dis2+;elsedis2+=10;srtemp=0xfe;for(i=1;i<4;i+)P0=0xff;wei=1;P0=srtemp; wei=0;srtemp=_crol_(srtemp,1);P0=0x00;duan=1;P0=tabledisi;duan=0;delay(1);duan=1;P0=0x00;duan=0;中斷加熱子函數(shù)的分析：void timer0() interrupt 1int a;TH0=(65536-46000)/256;TL0=(65536-46000)%256;zd+;if(zd=6)zd=0;a=num1