51單片機智能家用電熱水器設(shè)計

1、畢業(yè)論文（設(shè)計）基于51單片機家用智能電熱水器設(shè)計學(xué) 生 姓 名： 王亮指導(dǎo)教師： 楊帆專業(yè)名稱： 機械設(shè)計制造及其自動化所在學(xué)院： 機電工程學(xué)部2015年06月目 錄摘要IAbstractII第一章 緒論11.1 選題的背景、目的及意義11.2 國內(nèi)外研究狀況和成果21.3 研究設(shè)想和實驗設(shè)計3第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計42.1 系統(tǒng)設(shè)計要求52.2 系統(tǒng)研究思路52.3 系統(tǒng)設(shè)計圖5第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計63.1 電源電路73.2 鍵盤接口電路93.3 報警電路103.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路113.5 溫度檢測電路123.6 水位檢測電路13第四章 元器件介紹及功能144.1 AT89C51單片機144

2、.2 數(shù)字式溫度傳感器DS18B20174.3壓力傳感器194.4模數(shù)轉(zhuǎn)化器204.5點陣字符型液晶顯示器LCD1602204.6繼電器22第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計235.1 PROTEUS(ISIS)和KEIL簡介235.2程序設(shè)計245.3 PROTEUS(ISIS)仿真30第六章 結(jié)論32參考文獻(xiàn)33致謝34附錄35摘要本設(shè)計采用ATEML公司生產(chǎn)的AT89C51單片機為核心來設(shè)計智能電熱水器。本設(shè)計也對單片機控制電熱水器實現(xiàn)智能化的可能性進行了分析，利用溫度傳感器、水位檢測裝置、及模數(shù)轉(zhuǎn)換器等來完成本設(shè)計。在硬件設(shè)計方面，主要對單片機系統(tǒng)及其擴展、電源電路、鍵盤顯示及接口電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路

3、、水位及水溫檢測電路、報警電路進行了詳細(xì)介紹。還詳細(xì)介紹了設(shè)計中應(yīng)用到的主要芯片的性能和特點，包括AT89C51、DS18B20、ADC0809等。在軟件設(shè)計方面，采用匯編語言編程，是由于其易于為單片機所識別，執(zhí)行速度快。最后對軟件調(diào)試進行了誤差分析。該智能電熱水器設(shè)計完善，實現(xiàn)方案簡單易行。采用軟件設(shè)計來控制，可以實現(xiàn)智能檢測水位及水溫，智能加熱，并且提高了整機的可靠性及準(zhǔn)確性,簡單易行，成本低，安全實用等特點，符合住宅、辦公室用水要求，具有推廣價值。關(guān)鍵詞：智能溫度控制，家用熱水器，單片機，液晶顯示.Abstract This design uses ATEML company's

4、 AT89C51 microcontroller as the core to design the Smart electric water heater. The design of intelligent MCU control the possibility of electric water heaters were analyzed using temperature sensors, water level detection device, and the ADC, etc. to complete the design. In the hardware design, the

5、 main system and its extension to the microcontroller, power supply circuit, keyboard, display and interface circuits, analog to digital conversion circuit, the water level and water temperature detection circuit, alarm circuit is described in detail. It also details the design applied to the main c

6、hip in the performance and features, including AT89C51, DS18B20, ADC0809 and so on. In software design, the use of assembly language programming, microcontroller because of its easy for the identification, execution speed. Finally, the error analysis software debugging.朗讀顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音 字典 The Sma

7、rt electric water heater designed to achieve the program is simple. To control the use of software design, can detect the water level and water temperature smart, intelligent heating, and improve the overall reliability and accuracy, simple, low cost, safe and practical features, consistent with res

8、idential, office water requirements, with the promotion of Value.Keywords: Intelligent temperature control, home water heaters, MCU, LCD display.第一章 緒論 隨著人們生活水平的提高，熱水器在人們的生活中扮演著越來越重要的角色，越來越受到人們的青睞。由于燃?xì)鉄崴饕资芩畨合拗?，而且安全性較差。每年使用燃?xì)鉄崴髟斐傻谋?、中毒等事故也屢有所聞。消費者對燃?xì)鉄崴鲬延幸欢ǖ膽峙赂?，所以燃?xì)鉄崴鳚u漸淡出市場。而智能電熱水器越來越受到人們的認(rèn)可。電熱水器在

9、中國的歷史已經(jīng)有10多年了，期間也經(jīng)歷了數(shù)次起落的過程，在上個世紀(jì)的最后幾年，隨著國外品牌的進入和國內(nèi)一些大家電廠的目光轉(zhuǎn)向電熱水器，智能儲水式電熱水器能適應(yīng)任何天氣變化，普通家庭可直接安裝使用，長時間通電可以大流量供熱水。使用時不產(chǎn)生廢氣，既安全又衛(wèi)生。目前市場上銷售的電熱水器多數(shù)還帶有防觸電裝置。干凈衛(wèi)生，不必分室安裝，調(diào)溫方便。在電熱水器發(fā)展到如今的水平，已經(jīng)可以基本滿足生產(chǎn)生活中的需求。但為求精益求精，當(dāng)今學(xué)者將目光放在了更好的調(diào)節(jié)控制水溫水位上，盡可能得使其更智能化，能夠做到更加的安全穩(wěn)定舒適。我國在對電熱水器水溫水位系統(tǒng)的研究已取得很大的成就，并在不斷地完善之中。智能電熱水器水溫水

10、位檢測器是采用數(shù)字化測量技術(shù)，把連續(xù)的模擬量（電信號）轉(zhuǎn)換成不連續(xù)、離散的數(shù)字形式并加以顯示的儀表儀器。傳統(tǒng)的電熱水器水溫水位檢測器功能單一、精度低，不能滿足數(shù)字化時代的需求，然而采用單片機的電熱水器水溫水位檢測器功能多樣化、精度高、抗干擾能力強。本文所研究的電熱水器水溫水位檢測器是以AT89C51單片機作為主控制元件來能實現(xiàn)熱水器里的水溫和水位并顯示在數(shù)碼管（或液晶屏），并在水位達(dá)不到要求時發(fā)出低水位和超水位的報警信號以提醒用戶打開或關(guān)閉進水閥。更進一步的采用繼電器實現(xiàn)自動控制進水和和停止進水，是單片機應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)藥、衛(wèi)生等各行各業(yè)中的一個典型而普通的例子，隨著科學(xué)技術(shù)的進一步

11、發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，只能電熱水器越來越受人們的青睞，同時節(jié)安全、節(jié)能、易操作也是不可缺少的。在本設(shè)計中，研究智能電熱水器的水溫水位檢測器非常有意義。1.1 選題的背景、目的及意義據(jù)不完全統(tǒng)計，我市城鎮(zhèn)居民家庭以電熱水器為主，占總量的60以上；從前風(fēng)光無限的燃?xì)鉄崴鳚u漸地黯然失色，市場份額僅剩不足20；新興的太陽能熱水器雖然受到安裝條件的限制，但其安全、環(huán)保的性能廣受消費者青睞，發(fā)展態(tài)勢迅猛，市場占有率已達(dá)到15左右。于安全方面的考慮是城鎮(zhèn)居民更多選擇電熱水器和太陽能熱水器的主要原因。時下的商品房通風(fēng)效果并不好，燃?xì)猱a(chǎn)生的污染無法及時消除，而電熱水器和太陽能熱水器則基本沒有這方面的憂

12、慮。三大熱水器：燃?xì)鉄崴髁H老矣；電熱水器風(fēng)頭正勁；太陽能熱水器后勁十足。電熱水器的優(yōu)點：易安裝，不受天氣的影響，不受樓層和供水管道的限制，投入小。隨著技術(shù)進步和新品的開發(fā)，下置式、嵌入式等多種安裝形式的電熱水器先后上市，徹底擺脫了房間空間的限制。中央供水和數(shù)碼智能的電熱水器也已進入市場。電熱水器的安全問題涉及到消費者的生命，又加上近些年的能源危機，人們生活節(jié)奏的加快，智能化電熱水器越來越受到消費者的青睞。在當(dāng)今社會，科技日新月異，熱水器技術(shù)飛速發(fā)展，越來越多的科技成果被運用到熱水器的制造中。如今的熱水器產(chǎn)品已經(jīng)絕對不是一個簡單的加熱器，而是科技含量高的現(xiàn)代化家電產(chǎn)品。隨著我國人民生活水平的

13、逐漸提高，其生活條件有了很大的改善，智能化電器在人們?nèi)粘Ｉ钪姓加斜戎卦絹碓酱?，與家庭生活密切相關(guān)的熱水器品種層出不窮，花樣翻新。正是在這樣的背景下，本設(shè)計選擇基于AT89C51單片機的智能電熱水器的設(shè)計研究。本選題目的是基于人們對現(xiàn)代家庭舒適、便利、安全以及多元化信息服務(wù)的需要，基于AT89C51單片機設(shè)計具有智能特征的電熱水器控制器。選用AT89C51單片機作為控制芯片，就是為了實現(xiàn)電熱水器的智能化，持續(xù)穩(wěn)定的熱水供應(yīng)，自動斷電的安全功能，使人們洗浴時能放心享受，利于人們的身體健康，其務(wù)實性能快速滿足人們對現(xiàn)代生活快節(jié)奏的需求。1.2 國內(nèi)外研究狀況和成果據(jù)了解，熱水器內(nèi)膽最關(guān)鍵，如果內(nèi)膽

14、損壞就意味著整臺機器報廢。與其他家用產(chǎn)品不同的是，電熱水器沒有必要頻繁升級換代，出于安全性和經(jīng)濟性的考慮，熱水器的耐用性才是廠商需要絞盡腦汁的。對于熱水器來說內(nèi)膽是最關(guān)鍵的，從一定意義來說，內(nèi)膽的品質(zhì)就代表熱水器的品質(zhì)。目前的內(nèi)膽技術(shù)紛 繁復(fù)雜，但究其本質(zhì)目標(biāo)都是一樣的：保溫、耐壓、不生銹、無水垢、不滲水是內(nèi)膽的基本要求。市場上常見的類型有搪瓷內(nèi)膽、不銹鋼內(nèi)膽、鈦金內(nèi)膽、金圭內(nèi)膽等，搪瓷內(nèi)膽抗疲勞性差，不銹鋼內(nèi)膽焊縫容易漏水，目前比較先進的內(nèi)膽主要是鈦金內(nèi)膽。 除了對耐用性的不懈追求，智能化技術(shù)運用是今后技術(shù)發(fā)展的一個普遍趨勢。燃?xì)鉄崴髟O(shè)有自動恒溫控制，停氣自動關(guān)機，超水溫泄壓等安全保護功能

15、，即使臨時停氣，仍有儲存的熱水使用。智能化技術(shù)的運用有兩個好處，一是更方便，二是更節(jié)能，按照用戶的使用習(xí)慣提前預(yù)先加熱，讓使用者隨心享用熱水。而在非用水時間則啟動中溫保溫方程式，根據(jù)設(shè)定溫度計算出最節(jié)能的保溫溫度，減小熱水器內(nèi)外溫差，因而大大減少保溫加熱次數(shù)，真正做到不拔插頭更省電。在節(jié)能上冰箱等家電產(chǎn)品已經(jīng)走在了前面，熱水器這種用電量很大的產(chǎn)品更加應(yīng)該推進節(jié)能技術(shù)的普及。對于傳統(tǒng)的電熱水器行業(yè)而言，要想出現(xiàn)本質(zhì)性的突破幾乎是不可能的，而在功能上不斷提升，抓住人性化需求，卻是一條可行之路。而事實正是如此。阿里斯頓、比利奇、史密斯、海爾、美的爭先恐后推出了超大液晶屏、電子線控、超薄時尚、雙管加熱

16、、漏電保護器、防電墻、多口出水等新技術(shù)，尤其是海爾，甚至在電熱水器上增加了按摩功能，專門的噴霧按摩噴嘴，讓消費者可以足不出戶就感受按摩的快樂。國外對智能電熱水器的主要研究成果有：西門子智能電熱水器，采用德國新電腦溫控技術(shù)，確保出水溫度均勻恒定，使沐浴成為真正的享受。西門子家電集團采用西門子在電站技術(shù)上的強大防漏電安全技術(shù)為基礎(chǔ)，開發(fā)出獨有的ELCB德國安全專家模式功能。除具有正常的防漏電裝置外，還具備安全電流自我檢測功能，隨時檢測防漏電系統(tǒng)是否正常工作，雙重保險將個體與電源完全分開，杜絕意外發(fā)生。櫻花IMES智能記憶節(jié)能系統(tǒng)，突破了傳統(tǒng)單時段節(jié)能模式，提供了獨一無二的三時段定時預(yù)熱和七種供水模

17、式，其工作過程“聰明伶俐”，它不斷自動存儲、分析主人近一個月用水的具體數(shù)據(jù)，以最經(jīng)濟的模式提前為主人準(zhǔn)備熱水，真正實現(xiàn)全天候節(jié)能供水。特別是還具備體貼的停電數(shù)據(jù)保留功能，就算停電48小時，也能自動記憶所有參數(shù)，讓主人毫無后顧之憂。全新的智能中溫保溫功能，徹底彌補了傳統(tǒng)中溫保溫的缺陷，根據(jù)設(shè)定水溫、環(huán)境、季節(jié)的不同，自動選擇最節(jié)能的保溫狀態(tài)，避免固定中溫技術(shù)大幅度溫差造成不必要的浪費，縮短加熱時間，切實做到省電節(jié)能。配合特有超厚高密度聚氨脂發(fā)泡層，節(jié)能指標(biāo)全面達(dá)到國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然倍受信賴。完美的節(jié)能系統(tǒng)整合，把IMES智能記憶作為系統(tǒng)節(jié)能的核心，將各種節(jié)能的細(xì)節(jié)整合到盡善盡美，智能記憶與自動加

18、熱技術(shù)的融合應(yīng)用，自動加熱、實時加熱、定時加熱三種工作模式任意選擇。 就中國的具體情況而言, 其研究成果雖稍遜于國外，但是學(xué)者們也在努力尋求技術(shù)的突破，比如海爾就走在了同行的前面。近日，海爾推出了一款全新產(chǎn)品銀海象A6智能專家，成為國內(nèi)第一款具備記憶和計算能力雙重智能的熱水器。能記是A6的最大特色。它獨有的斷電自動記憶功能，即使突然停電，系統(tǒng)也會將之前設(shè)置的參數(shù)自動保存，從而在來電開機時仍保持原有設(shè)計，無需重新設(shè)置，方便簡單。  會算是A6的又一特色。許多熱水器也有預(yù)約功能，但預(yù)約的都是加熱時間。用戶一般不知道該提前多長時間加熱，因此不是早了就是晚了。而A6產(chǎn)品只需設(shè)定好你的洗浴時間

19、即可。它會自動根據(jù)當(dāng)前的室溫及水溫計算好所需的加熱時間，并自動提前加熱，從而可以最大限度的減少用電損耗。 除了能記會算， A6的外觀也獨具一格。它使用LED超大顯示屏，清晰明了；同時，A6引入無線智能遙控技術(shù)，不僅使熱水器安裝徹底擺脫了高度的限制，操作更自由方便。另外，A6采用了下傾式控制面板，實現(xiàn)半隱藏式安裝，使浴室裝修更完美。此外，A6的節(jié)能效果同樣出色，智能預(yù)約、中溫保溫、分層加熱等讓您省錢到家。實驗證明，僅中溫保溫一項技術(shù)，就能在24小時內(nèi)節(jié)能約0.33度。如深圳市明佳實業(yè)發(fā)展有限公司獲得了19項熱水器發(fā)明專利的授權(quán)。在熱水器研發(fā)中模擬大自然中的負(fù)離子功效，利用熱水

20、器的電能、空氣氣壓、水壓形成的勢能和動能，作用于空氣或水中的水分子使其發(fā)生破裂，使空氣中帶負(fù)電荷的氧分子和微小的水分子結(jié)合，生成大量的負(fù)離子。1.3 研究設(shè)想和實驗設(shè)計AT89C51單片機是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能單片機，片內(nèi)4kb的可系統(tǒng)編程Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)8051指令系統(tǒng)及引腳。它集合了Flash程序存儲器，既可在線編程（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進行編程及通用8位微處理器于單片機芯片中，功能很強大，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。基于此，我采用AT89C51作為智能電熱水器的控制芯片，通過選用電源模塊、單片機模塊

21、、ISP在線編程接口、鍵盤模塊、數(shù)碼管及指示燈顯示模塊、水溫、水位檢測模塊、報警輸出模塊，來實現(xiàn)智能控制的要求。具體實驗設(shè)計：AT89C51采用+5V電源供電，設(shè)計要求制作一直流穩(wěn)壓電源，采用220V市電供電，經(jīng)橋式整流后送入濾波電路，再經(jīng)穩(wěn)壓芯片CW7805輸出+5V電壓。單片機容易受外界環(huán)境干擾，因此要求供電電源單獨設(shè)計制作。單片機硬件部分由單片機最小系統(tǒng)配以按鍵、顯示器件構(gòu)成。限于單片機型號采用12MHz晶振和兩個33F陶瓷平衡電容組成振蕩電路。為使硬件具有通用性，復(fù)位電路采用上電與按鍵復(fù)位結(jié)合設(shè)計，獨立式按鍵通過P3口掃描查詢，分別執(zhí)行功能查詢、增值、減值功能。系統(tǒng)工作時，首先檢測功能

22、按鍵，進行溫度范圍設(shè)置。其次檢測加減按鍵，進行溫度范圍調(diào)節(jié)，然后運行程序，由傳感器經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，檢測水溫，當(dāng)檢測溫度低于預(yù)設(shè)溫度1時，開始加熱；檢測溫度高于預(yù)設(shè)溫度1時，停止加熱。當(dāng)溫度超過65時，蜂鳴器報警。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計目前市場上的電熱水器有連續(xù)水流式，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。而且市場上傳統(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，因此電熱水器的智能化成為必然趨勢。采用單片機來實現(xiàn)電熱水器的智能化，主要是因為其采用面向控制的指令系統(tǒng)，實時控制功能特別強。CPU可以直接對I/O口進行輸入、輸出操作及邏輯運算，并且具有很強的

23、位處理能力，能有針對性的解決由簡單到復(fù)雜各類控制任務(wù)。單片機做為嵌入式應(yīng)用的微型計算機，由于其出色的性價比，極強的實用性，它取得了巨大的發(fā)展。本課題是基于AT89C51單片機的智能電熱水器的控制器的設(shè)計，要達(dá)到的控制要求有：（1）用兩位數(shù)碼管顯示水溫，兩位數(shù)碼管顯示預(yù)設(shè)溫度。（2）水溫檢測顯示范圍為0099，精度為±1。（3）溫度預(yù)設(shè)范圍為3060，當(dāng)檢測溫度低于預(yù)設(shè)溫度1時，開始加熱；檢測溫度高于預(yù)設(shè)溫度1時，停止加熱。（4）設(shè)置3個程序按鍵。電源開關(guān)鍵：電源關(guān)閉時，4個數(shù)碼管熄滅，加熱元件斷電，但單片機系統(tǒng)正常工作，熱水器面板上的電源指示燈點亮。電源開啟后，根據(jù)上次設(shè)定的溫度（2

24、20V總電源不能關(guān)閉）自動進入工作狀態(tài)。如220V總電源關(guān)閉后再開機，預(yù)設(shè)溫度自動定為40。溫度+鍵：每按一次該鍵，預(yù)設(shè)溫度加1，長按該鍵（時間超過1秒以上），預(yù)設(shè)溫度快速增加，當(dāng)預(yù)設(shè)溫度加到60時，按該鍵不起作用。溫度鍵：每按一次該鍵，預(yù)設(shè)溫度減1，長按該鍵（時間超過1秒以上），預(yù)設(shè)溫度快速減小，當(dāng)預(yù)設(shè)溫度減到30時，按該鍵不起作用。（5）設(shè)置3個面板指示燈。電源指示燈（紅）：接通220V電源，該指示燈點亮。加熱指示燈（綠）：加熱元件工作時，該指示燈被點亮。報警指示燈（黃）：當(dāng)熱水器出現(xiàn)異常情況時，該指示燈被點亮。（6）報警設(shè)置。高溫報警：當(dāng)檢測溫度高于65時，自動報警。低溫報警：當(dāng)檢測溫度

25、低于0時，自動報警。缺水報警：當(dāng)儲水箱內(nèi)缺水時，自動報警。漏電報警：當(dāng)熱水器發(fā)生漏電情況時，自動報警。（7）設(shè)置一個蜂鳴器，當(dāng)熱水器出現(xiàn)異常情況而報警時，由蜂鳴器發(fā)出報警聲，并自動切斷加熱元件的供電。2.1 系統(tǒng)設(shè)計要求 本次課題的設(shè)計要求和技術(shù)指標(biāo)： 1、以51系列單片機為核心器件組成一個智能的水位水溫檢測系統(tǒng)。 2、系統(tǒng)具有水溫和水位的高分辨率顯示。 3、系統(tǒng)具有自檢水溫傳感器的功能。4、系統(tǒng)具有控制繼電器功能實現(xiàn)自動上水、加熱2.2 系統(tǒng)研究思路根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求，從而要解決水位水溫的顯示和上水控制以及電加熱的切換問題。直流穩(wěn)壓電源由整流橋，濾波電路，穩(wěn)壓電路組成。穩(wěn)壓電路采用CW780

26、5芯片，輸出+5V。智能電熱水器控制電路時鐘電路，復(fù)位電路，單片機，按鍵，數(shù)碼管，漏電檢測電路，傳感器，蜂鳴器，繼電器等部分組成。軟件編寫時，首先檢測功能按鍵，先進行溫度范圍設(shè)置，其次檢測加減按鍵，進行溫度范圍調(diào)節(jié)，然后運行程序，由傳感器經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換，檢測水溫，水溫在小于設(shè)置溫度范圍1°時，單片機控制繼電器對電熱水器加熱，當(dāng)水溫超過溫度設(shè)置范圍1°是，單片機控制繼電器斷電斷電，停止加熱。當(dāng)溫度超過99°時，蜂鳴器報警。以上查詢功能有比較電路指令完成。2.3 系統(tǒng)設(shè)計圖 根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計要求和設(shè)計思路，采用單片機作為控制器件，本次設(shè)計的系統(tǒng)包括信號檢測、處理、顯示和繼

27、電器控制幾個模塊，系統(tǒng)框圖如圖2.1所示 ：漏電、短路、水位、溫度、干燒測量電路A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809電源繼電器輸出報警輸出電加熱指示單片機AT89C51基于82C55的現(xiàn)實和鍵盤電路實時時鐘DS12887圖2.1 系統(tǒng)原理框圖系統(tǒng)組成的電路原理圖如圖2.2所示圖（2.2）第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計根據(jù)設(shè)計思路、設(shè)計要求和原理框圖，檢測器的功能是有一下幾塊模塊實現(xiàn)的：信號檢測、處理、顯示和繼電器控制幾個模塊。其中AT89C51為核心控制器件，DS18B20和MPX4115為水溫水位的信號采集器件，數(shù)碼管為顯示器件，紅綠燈為信號檢測器件，繼電器為控制器件。單片機應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含兩部分內(nèi)容

28、：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(yīng)用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計相應(yīng)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(shè)備，如鍵盤、顯示器、打印機、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計合適的接口電路。本設(shè)計中只用最小系統(tǒng)加上鍵盤、顯示、ISP接口電路，單片機本身資源可以滿足設(shè)計要求，所以不必對單片機進行擴展。系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)以AT89C51單片機為核心，主要分兩部分：直流穩(wěn)壓電源和智能電熱水器控制電路。直流穩(wěn)壓電源由變壓器、整流橋、濾波電路、穩(wěn)壓電路組成。智能電熱水器系統(tǒng)由時鐘電路、復(fù)位電路、報警電路、ISP

29、在線編程接口電路鍵盤、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和顯示接口電路組成。3.1 電源電路電源電路按元件類型可分為電子管穩(wěn)壓電路、三極管穩(wěn)壓電路、可控硅穩(wěn)壓電路、集成穩(wěn)壓電路等。根據(jù)調(diào)整元件與連接方法，可分為并聯(lián)型和串聯(lián)型；根據(jù)調(diào)整元件工作狀態(tài)不同，可分為線性和開關(guān)穩(wěn)壓電路。本設(shè)計中采用了線性工作狀態(tài)的線性集成穩(wěn)壓電源。直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，設(shè)計框圖：電源變壓器整流濾波電路穩(wěn)壓電路輸入電壓U1輸出電壓U2圖3.1 直流穩(wěn)壓電源各部分簡介：（1）電源變壓器電源變壓器作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓V1變換成整流濾波電路所需的交流電壓V2。變壓器副邊與原邊的功率比P2/P1=，式中

30、為變壓器的效率。（2）整流濾波電路整流電路將交流電壓變成單向脈動的直流電壓。濾波電路用來濾除整流后單向脈動電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。常用的整流電路有全波整流電路、半波整流電路、橋式整流電路及倍壓整流電路。小功率直流電源因功率比較小，通常采用單相交流供電。由于橋式整流電路克服了半波整流的缺點，在橋式整流電路中，由于每兩只二極管只導(dǎo)通半個周期，故流過每個二極管的平均電流僅為負(fù)載電流的一半，與半波整流電路相比較，其輸出電壓提高，脈動成分減少。整流電路將交流電變?yōu)槊}動直流電，但其中含有大量的交流成分（稱為紋波電壓）。為了獲得平滑的直流電壓，應(yīng)在整流電路的后面加接濾波電路，以濾去交流成分

31、。濾波電路常見的有電容濾波電路、電感濾波電路及型濾波電路。本設(shè)計采用電容濾波電路。電容濾波電路主要利用電容兩端電壓不能突變的特性，使負(fù)載電壓波形平滑，故電容應(yīng)與負(fù)載并聯(lián)。橋式整流電路帶電阻負(fù)載時的輸出直流電壓U0=0.9V，接上電容濾波后，空載時的輸出直流電壓U0=UC=U2。所以，接上負(fù)載時的橋式整流電容濾波電路的輸出電壓介于上述兩者之間，其大小與放電時間常數(shù)RLC有關(guān)，RLC越大，U0越大。（3）穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)輸入交流電源電壓波動、負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直流電壓的穩(wěn)定。由于三端式穩(wěn)壓器只有三個引出端子，具有應(yīng)用時外接元件少、使用方便、性能穩(wěn)定、價格低廉等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用。

32、三端式穩(wěn)壓器有兩種，一種稱為固定輸出三端穩(wěn)壓器，另一種稱為可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器。它們的基本組成及工作原理都相同，均采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路。（4）三端固定輸出集成穩(wěn)壓器通用產(chǎn)品有CW7800T系列和CW7900系列。正壓系列：CW7800系列，該系列穩(wěn)壓塊有過流、過熱和調(diào)整管工作保護，以防過載而損壞。一般不需要接元件即可工作，有時為改善性能也會加少量元件。負(fù)壓系列：CW7900系列與CW7800系列相比，除了輸出電壓極性、引腳定義不同外，其它特點都相同。(5)穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)分為兩種：一是特性指標(biāo)，包括允許的輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標(biāo)，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)

33、定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調(diào)整流器率）、輸出電阻、溫度系數(shù)及紋波電壓等。（6）電路目的：給單片機及其他控制電路提供電源。電源設(shè)計是電路設(shè)計很重要關(guān)節(jié)。它的穩(wěn)定與否涉及到電路是否能穩(wěn)定工作。按要求需要一個+5V電壓，一個+12V左右可調(diào)電壓。于是采用可調(diào)壓芯片LM317，它是穩(wěn)壓芯片。LM317是三端穩(wěn)壓集成電路，最大輸出電流為2.2A，輸出電壓范圍為1.25V37V。它具有輸出電壓可變、內(nèi)藏保護功能、體積小、性價比高、工作穩(wěn)定可靠等特點。用它制作輸出電壓可變穩(wěn)壓電源，調(diào)節(jié)可變電阻R2，便可從LM317輸出端獲得UO(可變輸出電壓)。從電路中可以看出，LM317的輸出電壓(也就是穩(wěn)壓電源的輸出

34、電壓)U0為兩個電壓之和，也就是R1兩端電壓與R2兩端電壓之和。而IR2實際上是兩路電流之和，一路是經(jīng)R1流向R2的電流IRI，其大小為URI/Rl。因URI為恒定電壓1.25V，Rl是一個固定電阻，小于240歐姆。所以IRl是一個恒定的電流。另一路是LM317調(diào)整端流出的電流ID，ID的平均值是50A左右，最大值一般不超過100A。而且在LM317穩(wěn)定工作時，ID的值基本上是一個恒定的值。調(diào)節(jié)R2阻值即可調(diào)節(jié)LM317輸出電壓UO。既然ID和IRl對調(diào)節(jié)輸出電壓UO都起到了一定作用，并且IR1是由R1提供，IRI大小也沒有任何限制，LM317輸出電壓服從1.25+IDR2=UO關(guān)系?？烧{(diào)穩(wěn)壓

35、電路原理圖如圖所示。圖3.2 可調(diào)穩(wěn)壓電路原理圖+5V電壓也是利用三端穩(wěn)壓集成電路得到的，采用7805芯片。其用法和LM317差別不大，如下圖所示。LM7805的1端是電源的輸入端，3端是輸出端，2端是接地端。圖3.3 7805三端穩(wěn)壓電源電路3.2 鍵盤接口電路本畢業(yè)設(shè)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)。獨立式按鍵的典型應(yīng)用如圖：AT89C51P1.0P1.1P1.2ABC+5V圖3.4 獨立式按鍵 圖3.5 七段數(shù)碼管按鍵輸入均采用低電平有效，此外，上拉電阻保證了按鍵斷開時，I/O

36、口線有確定的高電平。當(dāng)I/O口線內(nèi)部有上拉電阻時，外電路不可接上拉電阻。獨立式按鍵的軟件常采用查詢式結(jié)構(gòu)。先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認(rèn)該I/O口線所對應(yīng)的按鍵已按下，然后，再轉(zhuǎn)向該鍵的功能處理程序，具體編程見程序清單。3.3 報警電路熱水器工作環(huán)境潮濕，為了保證使用者安全，控制器應(yīng)具備漏電檢測功能。在正常情況下，流過磁環(huán)的電流大小相等，方向相反，磁環(huán)檢測線圈無感應(yīng)電流信號，漏電檢測集成電路輸出低電平。當(dāng)出現(xiàn)漏電電流時，由于流過磁環(huán)的電流不平衡，于是磁環(huán)檢測線圈感應(yīng)出漏電信號，經(jīng)集成電路M54123L放大輸出高電平，經(jīng)三極管倒相后輸出至單片機。單片

37、機接收到漏電信號，則停止加熱、保溫及鍵盤操作，結(jié)束程序并發(fā)出報警信號，蜂鳴器連續(xù)嗚響。在漏電保護及自檢不合格情況下，只有關(guān)閉電源及排除故障后，重新接通電源才能工作。R6R3R4U1BELLD1YELLOWQ1NPN-12VP2.0(A8)21AT89C51 圖3.6 報警電路3.4 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 ADC0809的管腳分布及其與AT89C51的主要接口示意圖： 圖3.7 ADC0809引腳及與AT89C51連接示意圖由上圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進行

38、轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。IN0IN7為8條模擬量輸入通道，ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 數(shù)字量輸出及控制線：11條ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸

39、出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（），VREF（）為參考電壓輸入。地址輸入和控制線：4條ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表所示： 表3.1 ADC0809通道選擇表CBA選擇的通道000IN00

40、01IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7ADC0809應(yīng)用說明：（1） ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89C51單片機直接相連。 （2） 初始化時，使ST和OE信號全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的那一通道的地址到A，B，C端口上。 （4） 在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。 （6） 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖?，這時給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。3.5 溫度檢測電路本文采用溫度傳感器DS18B20采集電熱水器的實時溫度, 提供給AT89C51的P3.2口作為數(shù)據(jù)輸入。在本

41、次設(shè)計中我們所控的對象為水溫。其電路原理框圖如下：GND9DQ8VDD7DS18B20P3.3AT89C51VCCR5.7KVCC 圖3.8 溫度檢測電路DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO92小體積封裝形式；溫度測量范圍為55125,可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0.0625，被測溫度用符號擴展的16位數(shù)字量方式串行輸出，支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較

42、少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點溫度檢測系統(tǒng)。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20使電壓、特性有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)。如圖2所示DS18B20的2腳DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；1腳GND為電源地；3腳VDD為外接供電電源輸入端。當(dāng)傳感器工作時，如果水溫超過60，將溫度傳給單片機，蜂鳴器報警，并斷電；如果水溫低于30，熱水器開始工作，加熱指示燈亮。3.6 水位檢測電路水位檢測為三個并聯(lián)的不同阻值的電阻，電路的電極電流較小(幾個微安)，電腐蝕小，適用水電阻變化范圍大(幾K一10

43、0K歐)。某電阻所在水位未到達(dá)，電阻截止；水位到達(dá)，電阻導(dǎo)通，組成并聯(lián)電路。將不同阻值所分得的電壓經(jīng)PTB1轉(zhuǎn)換后，可判斷出水位信息（高、中、低、干燒）。第四章 元器件介紹及功能4.1 AT89C51單片機4.1.1功能特性描述AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，

44、ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。主要功能特性：·與MCS-51 兼容·4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫/擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級程序存儲器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個16位定時器/計數(shù)器·5個中斷源·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 4.1.2管腳描述 圖4.1 AT89C51邏輯引腳圖VCC：供電電壓。GND：接地。

45、P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，

46、P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下

47、拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能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（記時器0外部輸入）P3.5 T1（記時器1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）P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖

48、存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。4.1.

49、3引腳功能1、主電源引腳Vcc（40腳）：接+5V電源正端。Vss（20腳）：接+5V電源地端。2、外接晶體引腳XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）：接外部晶振的兩個引腳。3、MCS-51 輸入/輸出引腳MCS-51單片機有4個I/O端口，共32根I/O線，4個端口都是準(zhǔn)雙向口。每個口都包含一個鎖存器，即專用寄存器P0-P3，一個輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器。為方便起見，我們把4個端口和其中的鎖存器都統(tǒng)稱P0-P3。 在訪問片外擴展存儲器時，低8位地址和數(shù)據(jù)由P0口分時傳送，高8位地址由P2口傳送。在無片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，這4個口的每一位均可作為雙向的I/O口使用。P0口：可作為一般的I/

50、O口用，但應(yīng)用系統(tǒng)采用外部總線結(jié)構(gòu)時，它分時作低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)總線用。P1口：每一位均可獨立作為I/O口。P2口：可作為一般I/O口用，但應(yīng)用系統(tǒng)采用外部系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)時，它分時作為高8位地址線。P3口：雙功能口。作為第一功能使用時同P1口，每一位均可獨立作為I/O口。另外，每一位均具有第二功能，每一位的兩個功能不能同時使用。4、控制線RST/Vpd（9腳）：RST即為RESET，Vpd為備用電源。該引腳為單片機的上電復(fù)位或掉電保護端。當(dāng)單片機震蕩工作時，該引腳上將出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，這時可實現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機回復(fù)到初始狀態(tài)。當(dāng)Vcc發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，

51、該引腳上可接備用電源Vpd（+5V）為內(nèi)部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。ALE/PROG（30腳）：地址鎖存有效信號輸出端。ALE在每個機器周期內(nèi)輸出兩個脈沖。在訪問片外程序存儲器期間，下降沿用于控制鎖存P0輸出端的低八位地址；在不訪問片外程序存儲器期間，可作為對外輸出的時鐘脈沖或用于定時目的。 PSEN（29腳）：片外程序存儲器選通信號輸出端，低電平有效。在從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期內(nèi)該信號有效兩次，并通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器期間，該信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP（31腳）： EA為片外程序存儲器選通斷。該引腳有效（低電平）時，只選

52、用片外程序存儲器，否則單片機上電或復(fù)位后選用片內(nèi)程序存儲器。對于片內(nèi)還有EPROM的機型，在編程期間，此引腳用作12V編程電源Vpp的輸入端。4.2 數(shù)字式溫度傳感器DS18B204.2.1功能特性描述 DALLAS最新單線數(shù)字溫度傳感器DS18B20簡介新的“一線器件”體積更小、適用電壓更寬、更經(jīng)濟 Dallas 半導(dǎo)體公司的數(shù)字化溫度傳感器DS1820是世界上第一片支持 “一線總線”接口的溫度傳感器。一線總線獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念?，F(xiàn)在，新一代的“DS1820”體積更小、更經(jīng)濟、更靈活。使您可以充分發(fā)揮“一線總線”的長處。 DS18B

53、20、 DS18B22 “一線總線”數(shù)字化溫度傳感器 同DS18B20一樣，DS18B20也 支持“一線總線”接口，測量溫度范圍為 -55°C+125°C，在-10+85°C范圍內(nèi),精度為±0.5°C。DS1822的精度較差為± 2°C ?，F(xiàn)場溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場溫度測量，如：環(huán)境控制、設(shè)備或過程控制、測溫類消費電子產(chǎn)品等。與前一代產(chǎn)品不同，新的產(chǎn)品支持3V5.5V的電壓范圍，使系統(tǒng)設(shè)計更靈活、方便。而且新一代產(chǎn)品更便宜，體積更小。 DS18B20、 DS182

54、2 的特性 DS18B20可以程序設(shè)定912位的分辨率，精度為±0.5°C?？蛇x更小的封裝方式，更寬的電壓適用范圍。分辨率設(shè)定，及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在EEPROM中，掉電后依然保存。DS18B20的性能是新一代產(chǎn)品中最好的！性能價格比也非常出色！ DS1822與 DS18B20軟件兼容，是DS18B20的簡化版本。省略了存儲用戶定義報警溫度、分辨率參數(shù)的EEPROM，精度降低為±2°C，適用于對性能要求不高，成本控制嚴(yán)格的應(yīng)用，是經(jīng)濟型產(chǎn)品。 繼“一線總線”的早期產(chǎn)品后，DS1820開辟了溫度傳感器技術(shù)的新概念。DS18B20和DS1822使電壓、特

55、性及封裝有更多的選擇，讓我們可以構(gòu)建適合自己的經(jīng)濟的測溫系統(tǒng)。4.2.2管腳描述 DS18B20可編程溫度傳感器有3個管腳，如圖3.2所示。GND為接地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過一個較弱的上拉電阻與單片機相連。VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍3.O5.5V。本文使用外部電源供電。 圖4.2 DS18B20管腳圖1、 測溫功能：當(dāng)DSI8B20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0，1字節(jié)。單片機可通過單線接口讀到該數(shù)據(jù)，讀取時低位在前，高位在后，數(shù)據(jù)格式以00625LSB形式表示。溫度值格式表4.1示:表4.1 溫度格式LS ByteMS ByteBit723Bit15SBit622Bit14SBit521Bit13SBit420Bit12S