電熱水器控制器論文

1、融四2院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題名稱電熱水器控制器學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)系、年級(jí)專業(yè) 電氣工程系06級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)教師職 稱2010年 5 月 19 日摘要該系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，輔以鍵盤，顯示電路。利用DS18B20智能數(shù)值溫度傳感器，對(duì)熱水器出口溫度進(jìn)行檢測，并反饋到單片機(jī)，與溫度給定值進(jìn)行比較，對(duì)加熱元件進(jìn)行通斷控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水器溫度的控制。熱水器具有數(shù)字給定， 熱水器給定溫度，實(shí)際溫度實(shí)時(shí)顯示， 低水位報(bào)警等功能。 該系統(tǒng)還具有人機(jī)互交性 好，操作簡單實(shí)用，工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵字：電熱水器控制器單片機(jī)DS18B20溫度傳感器 獨(dú)立式鍵盤AbstractThe system as a mon

2、olithic integrated circuits, with a keyboard, the circuit. the temperature sensors ds18b20 intelligent value of export testing the water temperature, and feedback to monolithic integrated circuits, with the given value for heating element in comparison with the control, water temperature with the co

3、ntrol. the water heater with the figures given, a given temperature is, the actual temperature of real-time, low water level alarm and other features.The system has also man-machine to each other well, and operation simple and practical work. suchKeyword： design of water heater constant temperature

4、controller MCU Ds18b20 temperature sensor singlekeyboard目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 摘要I HYPERLINK l bookmark6 o Current Document Absract n緒論1 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 熱水器概述1 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 燃?xì)馐綗崞?儲(chǔ)水式電熱水器太陽能熱水器電熱水器的發(fā)展前景2硬件電路總設(shè)計(jì)總

5、體方案設(shè)計(jì)AT89C51主控制模塊 17DS18B20與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì) 獨(dú)立鍵盤模塊顯示模塊加熱控制模塊 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 低水位報(bào)警模塊 28 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 3 軟件設(shè)計(jì)30主程序設(shè)計(jì)及流程圖 DS18B20溫度檢測程序設(shè)計(jì)獨(dú)立鍵盤掃描程序設(shè)計(jì)兩位數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)324軟件調(diào)試及系統(tǒng)功能軟件調(diào)試系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)的功能系統(tǒng)功能檢測系統(tǒng)功能分析1刖言熱水器概述熱水器是一種 可供浴室，洗手間及廚 房使用的家用電器。目前市場上熱水器主要品

6、種有 電熱水器、太陽能熱水器、燃?xì)鉄崴?就中國的具體情況而言，由于太陽能熱水器的 使用受 天氣原因的限制，使用范圍狹窄；燃?xì)鉄崴?由于以石油、天然氣為燃 料，而燃料 供應(yīng)量又難 以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，且不利于環(huán)境，因此電熱水器越來越受到消費(fèi)者的青睞.根據(jù)中國商業(yè)聯(lián)合會(huì)前不久的統(tǒng)計(jì)，電熱水器的市場份額在銷售數(shù)量和銷售收入兩個(gè) 方 面都已經(jīng) 超過了長期以來占優(yōu)勢的燃?xì)鉄?水器。該中心預(yù)計(jì)，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(dòng)的帶動(dòng)下，今后幾年我國電熱水器市場將呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長勢 頭。熱水器就是指通過各種物理原理，在一定時(shí)間內(nèi)使冷水溫度升高變成熱水的一種裝置。按 照原理不同可分為電熱

7、水器、燃?xì)鉄崴?、太陽能熱水器三種。電熱水器分為儲(chǔ)水式和即熱式又稱快速式 電熱水器 電熱水器的特點(diǎn)是使 用方便、節(jié)能環(huán)保，能持續(xù)供應(yīng)熱水。儲(chǔ)水 式容量分 有 30L、40L、50L、60L、80L、90L、100L 等。太陽能熱水器太陽能熱水器是利用集熱器吸收太陽光，將光能轉(zhuǎn)化成熱能，并通過儲(chǔ)水箱將熱水儲(chǔ)存。 目前，技術(shù)水平最完善的太陽能熱水器是真空集熱管太陽能熱水器。真空集熱管的內(nèi)、外管之 間是真空夾層，確保冬季管內(nèi)不結(jié)冰，能夠正常使用，內(nèi)管上有一層選擇性吸收鍍膜，膜層能 充分吸收太陽光。真空管里的水，吸收熱量后，通過溫差循環(huán)，加熱儲(chǔ)箱內(nèi)的水。燃?xì)馐綗崴魅細(xì)鉄崴鞯幕竟ぷ髟硎抢渌M(jìn)入熱

8、水器，流經(jīng)水氣聯(lián)動(dòng)閥體在流動(dòng)水的一定壓力差值作用下，推 動(dòng)水氣聯(lián)動(dòng)閥 沖點(diǎn)火器，與此同時(shí)打開燃?xì)廨?點(diǎn)火成功進(jìn)入正常工作狀態(tài)為止, 作過程或點(diǎn)火過程 出現(xiàn)缺水或水 故障現(xiàn)象時(shí)，脈沖 點(diǎn)火器將通過 閥門的缺電供給的 情況下立刻回門，并同時(shí)推 氣電磁閥門， 此過程約連壓不足、缺電檢測感應(yīng)針反復(fù)原來的常閉動(dòng)直流電源微通過脈沖點(diǎn)火續(xù)維持510、缺燃?xì)?、?饋的信號(hào)，自 閥狀態(tài)，也就動(dòng)開關(guān)將電源接通并啟動(dòng)脈 器繼續(xù)自動(dòng)再 次點(diǎn)火，直到 秒時(shí)間，當(dāng)燃?xì)鉄崴髟诠?水溫度過高、意外吹熄火等 動(dòng)切斷電源， 燃?xì)廨敋怆姶?是說此時(shí)已切 斷燃?xì)馔?，關(guān)閉燃?xì)鉄崴髌鸢踩Ｗo(hù)作用。通常一臺(tái)合格的燃?xì)鉄崴鳎父黜?xiàng)性

9、能指標(biāo)符合GB6932-2001家用燃?xì)饪焖贌崴鲊覙?biāo)準(zhǔn)要求的燃?xì)鉄崴?，從點(diǎn)火狀態(tài)到進(jìn)入正常工作狀態(tài)的整個(gè)過程是全自動(dòng)控制，無需人為調(diào)整或附加設(shè)置，只要打開冷水開關(guān) 或接通冷水水源，通過水量調(diào)節(jié)裝置和氣量調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)得到合適的水量與水溫，燃?xì)?熱水器就立刻 在510秒較短 的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，同 時(shí)產(chǎn)出熱水，一旦出現(xiàn)以 上意外故障，燃?xì)鉄崴?器將會(huì)在10秒內(nèi)自動(dòng) 停止工作，并立刻切斷燃?xì)馔?，防止燃?xì)?繼續(xù)流出，且不能 自動(dòng)重新開啟，除非人為地 排除以上故障 后再重新啟動(dòng) 燃?xì)鉄崴? 方能正常工作 狀態(tài)，因此，其工作性能較為安全可靠。儲(chǔ)水式電熱水器儲(chǔ)熱式電熱水器又分為敞開式和封閉式

10、兩類。早期的儲(chǔ)熱式電熱水器多為敞開式或開口式的，具結(jié)構(gòu)簡 適合于人口少，家 內(nèi)膽設(shè)計(jì)承壓性能密封的，水箱內(nèi)水浴，還可用于洗衣單，體積不大 境不很富裕， ,故不能向其 壓很大，其內(nèi) 、洗菜，價(jià)格,靠吊在高處 僅做洗浴使用 他管路多處供膽可耐壓，故相對(duì)較貴，一的壓力噴淋， 的家庭購買。 水，功能有限 可多路供水， 般在千元左右水流量較小， 敞開式電熱水 0封閉式電熱但價(jià)格較低，器由于沒有對(duì)水器的內(nèi)膽是既可用于淋浴0儲(chǔ)熱式電熱,也可用于盆水器可自動(dòng)恒溫保溫，停電 時(shí)可照樣供應(yīng)熱水。熱水器在中國的歷史已經(jīng)有10多年了，期間也經(jīng)歷了數(shù)次起落的過程，在上個(gè)世紀(jì)的最后幾年，隨著國外品牌的進(jìn)入和國內(nèi)一些大家電

11、廠的目光轉(zhuǎn)向 電熱水器，大量先進(jìn)設(shè)備的購置，高品質(zhì)配件廠的建立，以及國家對(duì)電熱水器產(chǎn)品的規(guī)范和強(qiáng) 制性標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，電熱水器快速跨越了產(chǎn)品的低級(jí)技術(shù)階段，達(dá)到了一個(gè)相對(duì)高的技術(shù)水準(zhǔn)， 并因而迅速贏得了較大的市場份額。電熱水器的發(fā)展前景在上，主要的方向是大人機(jī)界面的人性化設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)等方面，集中在更方 便的操作（如各種有線和無線控制技術(shù)）、多種可選控制方式、各類預(yù)約加熱技術(shù)和智能記憶 技術(shù)上，并采市場日益規(guī)范的今天，如何在電熱水器的技術(shù)上實(shí)現(xiàn)新的突破，是各廠家都在思 考的重要問題，目前，各廠家在下一步電熱水器的發(fā)展方向上的目標(biāo)已經(jīng)初現(xiàn)端倪。由于不同于一般的家電產(chǎn)品，涉及到人身安全，所以安全

12、問題一直是各大電熱水器廠家考 慮的重點(diǎn)，隨著現(xiàn)在各種安全技術(shù)在電熱水器設(shè)計(jì)中的普遍應(yīng)用，用電環(huán)境的日益規(guī)范，以及 國家對(duì)電熱水器實(shí)行強(qiáng)制認(rèn)證，對(duì)于正規(guī)廠家經(jīng)過認(rèn)證的產(chǎn)品來說，安全保障是符合要求的， 只是由于商業(yè)的原因，各大廠家都不愿意放棄在安全問題上的炒作和宣傳。但是如何在安全問題上能更進(jìn)一步，在目前看來還沒有什么突破性的技術(shù)問世，雖然有如微波加熱和新型導(dǎo)熱材料絕緣加熱技術(shù)的試驗(yàn)進(jìn)行，但在實(shí)際應(yīng)用上仍需實(shí)現(xiàn)突破，反觀國外，在此也沒有更好的借 鑒，所以，真正實(shí)現(xiàn)在安全技術(shù)上的跨越尚需時(shí)日。止匕外，控制技術(shù)是另一個(gè)發(fā)展方向，目前在控制技術(shù)用大人機(jī)界面來使操作更容易， 但是，嚴(yán)格來說，電熱水器不屬于

13、高技術(shù)門檻的家電產(chǎn)品，在控制技術(shù)上的發(fā)展會(huì)稍滯后于彩 電、冰洗之類的白色家電產(chǎn)品，所以，在控制技術(shù)上目前采用的主要是一些在其它家電類產(chǎn)品 上成熟的技術(shù)，至于網(wǎng)絡(luò)化控制技術(shù)是否是未來主要控制技術(shù)方向，則需要時(shí)間的檢驗(yàn)。另一個(gè)發(fā)展方向是節(jié)能設(shè)計(jì)，應(yīng)該說，節(jié)能技術(shù)是未來電熱水器發(fā)展的重點(diǎn)，在注重環(huán)保 以及能源日益緊張的今天，對(duì)家電產(chǎn)品的節(jié)能要求會(huì)越來越嚴(yán)格，在這一點(diǎn)上，許多白色家電 已有了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，電熱水器的能耗標(biāo)準(zhǔn)也在孕育中，在歐洲，新的針對(duì)家電產(chǎn)品的能耗指標(biāo)提 高了兩個(gè)等級(jí)，對(duì)于大用電量的電熱水器來說，如何節(jié)能不僅對(duì)于有效降低用戶的使用費(fèi)用有 益，而且對(duì)于能源日益緊張的大環(huán)境也是必需的。在節(jié)能設(shè)

14、計(jì)上，主要應(yīng)當(dāng)集中在以下幾個(gè)方面：一是在機(jī)械結(jié)構(gòu)上的保溫節(jié)能上，目前各 廠家的電熱水器在機(jī)械結(jié)構(gòu)上改善保溫效果都或多或少有潛力可挖，我們知道，采用發(fā)泡結(jié)構(gòu)的電熱水器在同等水溫的情況下主要的熱量消耗就在于保溫層厚度、發(fā)泡充分程度、掛架的保溫設(shè)計(jì)和降低維修端面的熱量損耗上，對(duì)于一些采用非圓形結(jié)構(gòu)外型的熱水器來說，就需要考 慮最薄部分的保溫層厚度不可太薄，止匕外，雖然很多廠家采用混合發(fā)泡技術(shù)，但因?yàn)楦鞣N原因， 或是發(fā)泡時(shí)間短，或是發(fā)泡溫度不夠都導(dǎo)致發(fā)泡不充分，影響到發(fā)泡質(zhì)量和保溫效果，而如果 不采取有效措施降低掛架和維修端面的熱損失，則過快的溫度降低也會(huì)導(dǎo)致用電量激增， 當(dāng)然,研發(fā)新的隔熱技術(shù)也是發(fā)

15、展方向之一；二是控制技術(shù)上的定時(shí)加熱或分步加熱技術(shù)，由于在 水溫很高時(shí)熱量流失較快，所以未采用該類技術(shù)的產(chǎn)品需要長時(shí)間在高溫區(qū)反復(fù)加熱，不僅啟動(dòng)頻繁，而且耗電量很大，如果用戶可根據(jù)自己的實(shí)際需要設(shè)定好規(guī)定時(shí)段以進(jìn)行定時(shí)倒計(jì)時(shí) 加熱，則能將保溫耗電降至最低，而采用模糊控制技術(shù)的分步加熱技術(shù)則可利用峰谷電將水溫 加熱至中溫區(qū)，以減少保溫時(shí)的熱損失，并在設(shè)定時(shí)間前將水溫加熱至設(shè)定溫度，從而達(dá)到降 低使用費(fèi)用的目的，只是這種技術(shù)需要大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以歸納出經(jīng)驗(yàn)公式。最后是如何有效提高熱水產(chǎn)率，由于電熱水器結(jié)構(gòu)上的原因以及安裝方式的不同，大多數(shù)橫式壁掛電熱水器在使用時(shí)的熱水利用率一般在60%右，立式機(jī)會(huì)相

16、對(duì)高一些，如果能有效提高熱水利用比率則可以滿足更長時(shí)間洗浴的要求，采用進(jìn)水分流技術(shù)是一個(gè)可選的方向。關(guān)于電熱水器的各種相關(guān)技術(shù)和概念層出不窮，如何區(qū)分和把握概念炒作和真正的技術(shù)方 向是需要企業(yè)關(guān)注的，如果僅注重于前者，則很容易失去在行業(yè)中的地位，曾幾何時(shí)，各種外 延功能的電熱水器（如帶語音功能）在市場上風(fēng)靡一時(shí)，但最終只是曇花一現(xiàn)，今后市場地位 的歸屬還是取決于誰能在關(guān)鍵技術(shù)上取得突破。概念技術(shù)向?qū)嵱眉夹g(shù)的轉(zhuǎn)化速度以及新技術(shù)研 發(fā)和儲(chǔ)備的能力上。2.總體方案設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì)以89C51單片機(jī)為檢測控制中心單元，DS18B2吸字溫度傳感器實(shí)現(xiàn)溫度檢測與數(shù)字 量輸入，MAX721郵行驅(qū)動(dòng)兩位數(shù)碼管

17、顯示溫度，采用三個(gè)按鍵的獨(dú)立式鍵盤進(jìn)行溫度設(shè)置。 通過DS18B20對(duì)水箱里的水溫實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)將采集的溫度數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)溫度進(jìn)行比較而控制MOC304光耦驅(qū)動(dòng)加熱元件從而使水箱的水溫達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的。 另外系統(tǒng)加設(shè)低水位報(bào)警模塊, 對(duì)加熱元件，水箱進(jìn)行保護(hù)?？刂破髟O(shè)計(jì)簡單實(shí)用，使用方便性能穩(wěn)定?？傇O(shè)計(jì)如圖4.1總硬件電路圖見附表。單片機(jī)溫度檢測溫度設(shè)定低水位監(jiān)測AT89C51圖2.1AT89C51主控制模塊. 1 AT89C51單片機(jī)介紹AT89C52主要性能：1、與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容2、4K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器3、1000次擦寫周期4、全靜態(tài)操作：0Hz33Hz5、三級(jí)加密程序

18、存儲(chǔ)器6、32個(gè)可編程I/O 口線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、看門狗定時(shí)器13、雙數(shù)據(jù)指針14、掉電標(biāo)識(shí)符 方框圖：圖3-8 AT89C51內(nèi)部框圖功能特性描述：AT89C51提供以下表中功能：4k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，3 個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量兩級(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?？?閑方式停止CPU勺工作，但允許RAM定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信

19、口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 掉電方 式保存RAW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 是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口，每 位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P0端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng) 訪問外部程序和數(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 也用來接收指令字節(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 是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O 口，P1

20、輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏 輯電平。對(duì)P1端口寫“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 ）。止匕外，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（P1.0/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2.1 P1.0 和P1.1 口的第二功能引腳號(hào)第二功能PL0T2定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的外部計(jì)數(shù)輸入）,時(shí)鐘輸出PL1T2EX （定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P2 口： P2 口是一個(gè)具有

21、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“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 ）。在訪問外部程序存儲(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 MOVDPTR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MOVX RI訪問外部數(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/

22、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“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AT89C51 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2.2 P3 口的第二功能用腳號(hào)第二功能P3.0RXD（小仃輸入）P3,l丁XD托門輸出P3.2INTO（夕卜部41用。）P3.3INTCK外部“四| 0)P3.4TO1定時(shí)需。外部輸入）T1 （定H寸2* 1少卜圖4輸入）P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器叮選通）P3.7RDg卜部

23、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需力選適）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。ALE/PROG地址鎖存控制信號(hào)（ALE）是訪問外部程序存儲(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)，在每次訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE脈沖將會(huì)跳過。如果需要，通過將地址為8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作將無效。這一位置 “1”，ALE僅在執(zhí)行MOVM 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

24、0位） 的設(shè)置對(duì)微控制器處于外部執(zhí)行模式下無效。PSEN外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)（PSEN是外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)。當(dāng)AT89C5縱外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，PSENE每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，而在訪問外 部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSENB不被激活。EA/VPP訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。為使能從0000H到FFFFHB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編程一并行模式：AT89C51帶有用作編程的片上Flas

25、h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)，并且兼容常規(guī)的第三方 Flash或EPROM程器。編程方法：對(duì)AT89C51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：.在地址線上輸入編程單元地址信號(hào).在數(shù)據(jù)線上輸入正確的數(shù)據(jù).激活相應(yīng)的控制信號(hào).把 EA/Vpp 升至 12V5,每給Flash寫入一個(gè)字節(jié)或程序加密位時(shí)，都要給 ALE/PROG-次脈沖。每個(gè)字節(jié)寫入周 期是自身定時(shí)的，通常土勻?yàn)?.5ms。重復(fù)15步驟，改變編程單元的地址和寫入的數(shù)據(jù)， 直到 全部文件編程結(jié)束。.2.2 AT89C51單片機(jī)模塊電路單片機(jī)系統(tǒng)由AT89C51和一定

26、功能的外圍電路組成，包括為單片機(jī)提供復(fù)位電壓的復(fù)位電路，提供系統(tǒng)頻率的晶振。這部分電路主要負(fù)責(zé)程序的存儲(chǔ)和運(yùn)行。上圖中 MCS-51內(nèi)部時(shí)鐘 方式電路外接晶體以及電容 C5和C6構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電 容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、諧振器的穩(wěn)定性、起振 的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶體可在1.2MHz12MH/間任選，電容C5和C6的典型值在20pF 100pF之間選擇，但在60pF70pF時(shí)振蕩器具有較高的頻率穩(wěn)定性。典型值通常選擇為30pF左右，但本電路采用33pF。在設(shè)計(jì)印刷電路板時(shí)，晶體或陶瓷振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝的與 單片機(jī)芯

27、片靠近，以減少寄生電容，更好的保證振蕩器穩(wěn)定和可靠的工作。為了提高溫度穩(wěn)定 性，應(yīng)采用溫度穩(wěn)定性能好的 NPOS頻電容。AT89C52勺復(fù)位是采用的上電自動(dòng)復(fù)位。復(fù)位電 路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式。本設(shè)計(jì)中所用到的是上電自動(dòng)復(fù)位。XTM1叩gCC皿鼎口 + 印加0肛 irawos K3gH istRimor空叩。 F2,WS1D1I12口1i悟Ft JP1 jin.UTXDFl JpjqrtFTTPI 4N5pijsmMJI百FUPSth-LE 前ATOC51口 MO W1HJTaaT- bTFHlbiLJL圖2-3單片機(jī)系統(tǒng)2.3 DS18B20W單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)2.3 .

28、1 DS18B20的工作原理DS18B2O字溫度計(jì)是DALLAS司生產(chǎn)的1 Wire,即單總線器件，具有線路簡單，體積 小的特點(diǎn)。因此用它來組成一個(gè)測溫系統(tǒng)，具有線路簡單，在一根通信線，可以掛很多這樣的 數(shù)字溫度計(jì)，十分方便。DS18B2P品的特點(diǎn)只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信。在DS18B20的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無二的序列號(hào)。實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測溫。測量溫度范圍在55.C到+ 125.C之間。數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從 9位到12位選擇。內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置TC 92封裝的DS18B20勺弓唧排歹1見圖2-3 ,其引腳功能描述見表4-1表2-3 DS18B20詳細(xì)弓I

29、腳功能描述廳p名稱引腳功能描述1GND地信號(hào)2DQ數(shù)字輸入輸出引腳，開漏單總線接口引腳，當(dāng)使用寄生 電源時(shí)，可向電源提供電源3VDD可選擇的VDLSI腳，當(dāng)工作于寄生電源時(shí)，該引腳必須接 地DS18B20勺內(nèi)部框圖如圖2-4所示。64位ROMff儲(chǔ)器件獨(dú)一無二的序列號(hào)。 暫存器包含兩 字節(jié)（0和1字節(jié)）的溫度寄存器，用于存儲(chǔ)溫度傳感器的數(shù)字輸出。暫存器還提供一字節(jié)的上線警報(bào)觸發(fā)（Th）和下線警報(bào)觸發(fā)（TL）寄存器（2和3字節(jié)）,和一字節(jié)的配置寄存器（4字節(jié)），使用者可以通過配置寄存器來設(shè)置溫度轉(zhuǎn)換的精度。暫存器的5、6和7字節(jié)器件內(nèi)部保留使用。第八字節(jié)含有循環(huán)冗余碼（CRC ）DQPARASI

30、TE POWERORCUTIMESWLVx，WEHORY CONTROL LOGICTEUPRAW SENSORDS18B201IVPOWER SUPPLY SENSE詢RMAWfwPORTSCRATCHPADALARM的CONRGJUnw REGISTER(EEPR城4M tfilTCRC GENERATOR圖2-4DS18B2S電后，處在空閑狀態(tài)。要啟動(dòng)溫度測量和模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換，處理器須向其發(fā) 出Convert T 44h命令；轉(zhuǎn)換完后，DS18B2C0到空閑狀態(tài)。溫度數(shù)據(jù)是以帶符號(hào)位的16-bit 補(bǔ)碼存儲(chǔ)在溫度寄存器中的，如圖 2-5所示圖2-5溫度寄存器格式符號(hào)位說明溫度是正值還是

31、負(fù)值，正值時(shí)S=0,負(fù)值時(shí)S=10表4-2給出了一些數(shù)字輸出數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的溫度值的例子。表2-4溫度輸出（2進(jìn)制）輸出（16進(jìn)制）+125C0000 0111 1101 000007D0H+85 C0000 0101 0101 00000550H+20.0625 C0000 0001 1001 00010191H+ 10.125 C0000 0000 1010 001000A2H+0.5 C0000 0000 0000 10000008H0C0000 0000 0000 00000000H-0.5 C1111 1111 1111 1000FFF8H-10.125 C1111 1111 0101

32、1110FF5EH25.0625 C1110 1110 0110 1111EE6FH-55 C1111 1110 1001 0000FE90HDS18B20勺命令序歹U初始化ROMfiT令跟隨著需要交換的數(shù)據(jù)；10 功能命令跟隨著需要交換的數(shù)據(jù)。訪問DS18B2Q2、須嚴(yán)格遵守這一命令序列，如果丟失任何一步或序列混亂，DS18B20不會(huì)響應(yīng)主機(jī)（除了 Search ROMff口 Alarm Search這兩個(gè)命令，在這兩個(gè)命令后，主機(jī)都必須返 回到第一步）。a.初始化：DS18B20所有的數(shù)據(jù)交換都由一個(gè)初始化序列開始。由主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟在其后的 由DS18B20g出的應(yīng)答脈沖構(gòu)成。當(dāng)D

33、S18B20g出響應(yīng)主機(jī)的應(yīng)答脈沖時(shí)， 即向主機(jī)表明它已 處在總線上并且準(zhǔn)備工作。b. ROM命令：RO臉令通過每個(gè)器件64-bit的ROMS,使主機(jī)指定某一特定器件（如果有多個(gè)器件掛在 總線上）與之進(jìn)行通信。DS18B20勺R(shí)OM表2-5所示，每個(gè)RO喻令者B是8 bit長。表2-5指令協(xié)議功能讀ROM33H讀DS18B20中的編碼（即64位地址）符合ROM55H發(fā)出此命令后，接著發(fā)出64位ROM碼，訪問單總線上與該編碼相對(duì)應(yīng)的 DS18B20,使之作出響應(yīng)，為下一步對(duì)該 DS18B20的讀寫作 準(zhǔn)備搜索ROM0F0H用于確定掛接在同一總線上DS18B20的個(gè)數(shù)和識(shí)另1J 64位ROMM:,

34、為操作各器件作好準(zhǔn)備跳過ROM0CCH忽略64位ROMM:,直接向DS18B20V溫度轉(zhuǎn)換命令，適用于單個(gè)DS18B20 工作告警搜索命令0ECH執(zhí)行后，只有溫度超過廟宇值上限或下限的片子才撤出響應(yīng)溫度轉(zhuǎn)換44H啟動(dòng) DS18B20進(jìn)行溫度 轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí) 間最長為500ms（典型為200ms）,結(jié)果豐入內(nèi)部 9字節(jié)RAM中讀暫存器BEH讀內(nèi)部RAM中9字節(jié)的內(nèi)容寫暫存器4EH發(fā)出向內(nèi)部 RAM的第3、4字節(jié)寫上、下溫度數(shù)據(jù)命令，緊該溫度 命令之后，傳達(dá)兩字節(jié)的數(shù)據(jù)復(fù)制暫存器48H將RAM43第3、4字內(nèi)容復(fù)制到 E2PRO腑重調(diào)E2PROM0B8H將EPROMS內(nèi)容恢復(fù)至ij RAM43的第3

35、、4字節(jié)讀供電方式0B4H讀DS18B20的供電模式，寄生供電時(shí)DS18B20發(fā)送“0”，外部供電時(shí) DS18B20發(fā)送 “1”c.功能命令：主機(jī)通過功能命令對(duì)DS18B20!行讀/寫Scratchpad存儲(chǔ)器，或者啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換2.3.2 DS18B20與單片機(jī)接口電路設(shè)計(jì)基于DS18B2夠點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)以AT89C51為中心器件，以KEIL為系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)，用C 語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，以PROTEUS為仿真軟件設(shè)計(jì)而成的。DS18B201智能溫度傳感器，它的輸入/輸出采用數(shù)字量，以單總線技術(shù)，接收主機(jī)發(fā)送的 命令，根據(jù)DS18B2的部的協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的處理，將轉(zhuǎn)換的溫度以用口發(fā)送給主機(jī)。主機(jī)按照11

36、通信協(xié)議用一個(gè)IO 口模擬DS18B20勺時(shí)序，發(fā)送命令（初始化命令、ROM0T令、功能命令）給 DS18B20并讀取溫度值，在內(nèi)部進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)值處理，用圖形液晶模塊顯示各點(diǎn)的溫度。在系統(tǒng)啟動(dòng)之時(shí)，可以通過 4義4鍵盤設(shè)置各點(diǎn)溫度的上限值，當(dāng)某點(diǎn)溫度超過設(shè)置值時(shí)，報(bào)警 器開始報(bào)警，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)各點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。每個(gè)DS18B20t自己的序列號(hào)，因此本系統(tǒng)可以在一根總線上掛接了4個(gè)DS18B20通過燈間J燈MJ噎逐1噎*至啜CRO驗(yàn)，Xt各個(gè)DS18B20勺R(shí)OMS行尋址，地址符合的 DS18B20t作出響應(yīng)，接收主機(jī)的命 令，向主機(jī)發(fā)送轉(zhuǎn)換的溫度。采用這種DS18B20t址技術(shù)，使系統(tǒng)硬件電

37、路更加簡單。如圖2-6K12AD2 聞曲03FQLAD4 的勒ERIWM M向HFZIWQP2,WS *2W r2ii P2.IA12 f2n kW WHSPJlR0 fj yrxi FiiinT FJJliTTPl.iHC piotiKIMWb 切而cmD圖2-6 DS18B20與單片機(jī)接口電路獨(dú)立鍵盤模塊鍵盤可分為兩種：獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。獨(dú)立式鍵盤接法簡單，但是嚴(yán)重浪費(fèi)單片機(jī)的I/O 口資源。當(dāng)按鍵數(shù)目較少、I/O 不是很緊張的情況下可以采用獨(dú)立式接法。控制器的功能選 擇和參數(shù)的設(shè)定都是通過按鍵來完成，本系統(tǒng)中選擇了三個(gè)按鍵來完成以上功能。它包括一個(gè)“ + ”、“- ”、“確定”、前

38、兩鍵用于調(diào)高或調(diào)低設(shè)定溫度 ；“確定”鍵用于確定設(shè)置溫 度。由于按鍵數(shù)量少，所以可選擇獨(dú)立式按鍵。即直接用I/ O 口線構(gòu)成單個(gè)按鍵。每個(gè)獨(dú)立式 按鍵占有一根I/ O 線，每根I/ O線上的按鍵的工作狀態(tài)不會(huì)影響其它I/ O 口線的工作狀態(tài)。 顯示電路可采用MAX7219行輸入靜態(tài)顯示方式來實(shí)現(xiàn)溫度和時(shí)間的顯示。顯示溫度范圍為099 C,。當(dāng)需要修改參數(shù)時(shí)，通過“ + ”、- ”鍵進(jìn)行修改。按下“確定”鍵設(shè)定溫度成 功，自動(dòng)返回到正常顯示測量溫度值。電路圖如圖 2-712曲網(wǎng)mg蹲ra2AD2聞MDJ ms。* Rl&ADSAMTinP2.W丁ALEk*ii2!_前PI fl2 i Flji/

39、neDi n -airra-PSlrTTPI工4HI，15P1 %肛呷P12J&T14MjSnrfO-UIMM5圖2-7顯示模塊MAX7219芯片介紹MAX7219是一種集成化的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器，它連接微處理器與8位數(shù)字 的7段數(shù)字LED顯示，也可以 連接條線圖顯示器或者64個(gè)獨(dú)立的LED。具上包括一個(gè)片上的B 型BCD編碼器、多路掃描回路，段字驅(qū)動(dòng)器，而且還有一個(gè)8*8的靜態(tài)RAM用來存儲(chǔ)每一個(gè)數(shù)據(jù)。只有一個(gè)外部寄存器用來設(shè)置各個(gè) LED的段電流。MAX7221與SPI?、QSPI?以及 MICROWIRE?相兼容，同時(shí)它有限制回轉(zhuǎn)電流的段驅(qū)動(dòng)來減少 EMI （電磁干擾）。一個(gè)

40、方便的四線串行接口可以聯(lián)接所有通用的微處理器。每個(gè)數(shù)據(jù)可以尋址在更新時(shí)不需要改寫所有的顯示。MAX7219同樣允許用戶對(duì)每一個(gè)數(shù)據(jù)選擇編碼或者不編碼。整個(gè)設(shè)備包 含一個(gè)150 pA的低功耗關(guān)閉模式，模擬和數(shù)字亮度控制，一個(gè)掃描限制寄存器允許用戶顯示1-8 位數(shù)據(jù)，還有一個(gè)讓所有LED發(fā)光的檢測模式。管腳配置13TOPVIFWuzLdz區(qū)叵叵區(qū)叵叵叵叵24 DOLFT23 SfGD22 SEG DP 劉沁E20 SEG D 回V+ 回 ISET77 SEGG 畫題E 五SfcGF 回泅A la CLK口 IP 焙。圖2-8功能特點(diǎn)10MH旌續(xù)用行口獨(dú)立的LED段控制數(shù)字的譯碼與非譯碼選擇150仙

41、A的低功耗關(guān)閉模式亮度的數(shù)字和模擬控制高電壓中斷顯示共陰極LED顯示驅(qū)動(dòng)限制回轉(zhuǎn)電流的段驅(qū)動(dòng)來減少 EMI (MAX7221 )SPI, QSPI, MICROWIRE 串行接口( MAX7221 )24腳的DIP和SO封裝分類信息如表2-6表2-6芯片工作溫度范圍管腳封裝MAX7219CNG0 C to +70 C24 Narrow Plastic DIPMAX7219CWG0 C to +70 C24 Wide SOMAX7219C/D0 C to +70 CDice*MAX7219ENG-40 C to +85 C24 Narrow Plastic DIPMAX7219EWG-40 C

42、to +85 C24 Wide SOMAX7219ERG-40 C to +85 C24 Narrow CERDIP14管腳描述表2-7管腳名稱功能1DIN中蘆岐據(jù)粕人mJ 口 。住時(shí)鐘!不儕山域據(jù)被我入內(nèi)口陽勺16位 寄存器。2,3,5-8,10,11DIG 0 - DIG 7八個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)線路置顯小器共陰極為低電平。關(guān)閉時(shí)7219此管腳輸出高電平，7221呈現(xiàn)高阻抗。4,9GND地線（4腳和9腳必須同時(shí)接地）12LOAD (MAX7219)載入數(shù)據(jù)。連續(xù)數(shù)據(jù)的后16位在LOA的的上升沿時(shí)被鎖te。CS (MAX7221)片選端。該端為低電平時(shí)串行數(shù)據(jù)被載入移位寄存器。 連續(xù)數(shù)據(jù)的后16位在C

43、S端的上升沿時(shí)被鎖定。13CLK時(shí)鐘序列輸入端。最人速率為 10MHz.在時(shí)鐘的上升沿,數(shù) 據(jù)移入內(nèi)部移位寄存器。下降沿時(shí)，據(jù)從DOUT端輸出。對(duì) MAX722來說,只有當(dāng)CS端為低電平時(shí)時(shí)鐘輸入才有效。14-17,20-23SEGA- SEG G, DP7段和小數(shù)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，為顯示器提供電流。子-個(gè)段驅(qū)動(dòng)關(guān) 閉時(shí),7219的此端呈低電平，7221呈現(xiàn)高阻抗。18SET通過一個(gè)電阻連接到VD詠提高段電流。19V+正極電壓輸入，+5V24DOUT串行數(shù)據(jù)輸出端口 ，從DIN輸入的數(shù)據(jù)在16.5 個(gè)時(shí)鐘 周期后在此端有效。當(dāng)使用多個(gè)MAX7219/MAX72時(shí)用此端方 便擴(kuò)展。15管腳功能圖SEG A

44、-SEG G.OPI I I I i I I ISKMEfJT DRfJESDIGIT nRIVERSDIGD-DIG I I I I I II/J,時(shí)序圖SEG M EMICURfiENTREFEREU3LOC (CS) 呼羽UNLVRsetHUrDUWNHtEKltF.MODE REGISTERSCAN-UMITFiBMSTEFGODtERt AlIHE江儂ADD 心：. 同劇Q OElOCEH踹 OiJAL-POlil SUMoo | m | ce|ca|J4INTENSITY flEBJlffiDiaPLAY-TESTfiEGlSTERDENSITYFULSE-%FTMUCC4JLAT

45、0HMULTI I LEXcrctirRY時(shí).E -7 四 0? r.ll* Oil D12 Oli nu ri Ji圖2-9* P UTIMSB)圖 2-10串行地址格式對(duì)MAX7219來說，串行數(shù)據(jù)在DIN輸入16位數(shù)據(jù)包,無論LOAD端處于何種狀態(tài)，在時(shí)鐘的上升沿?cái)?shù)據(jù)均移入到內(nèi)部16位移位寄存器。然后數(shù)據(jù)在LOAD/cs的上升沿被載入數(shù)據(jù)寄存器或控制寄存器。LOAD/cs端在第16個(gè)時(shí)鐘的上升沿同時(shí)或之后，下個(gè)時(shí)鐘上升沿之前變?yōu)楦唠娖?否則數(shù)據(jù)將會(huì)16丟失。在DIN端的數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭莆患拇嫫髟?6.5個(gè)時(shí)鐘周期之后出現(xiàn)在DOUT端。在時(shí)鐘的下降沿?cái)?shù)據(jù)將被輸出。數(shù)據(jù)位標(biāo)記為D0-D15（如表

46、2-8表示）。D8-D11為寄存器地址位。 D0-D7為數(shù)據(jù)位。D12-D15為無效位。在傳 輸過程中，首先接收到的是 D15位，是非常重要的一位（MSB）。表2-8:串行數(shù)據(jù)格式D15D14D13D12D11D10D9D8D7D6D5D4D3D2D1D0XXXX地址MSB數(shù)據(jù)LSB數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器圖2-11列出了 14個(gè)可尋址的數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器。數(shù)據(jù)寄存器由一個(gè)在片上的8X8的雙向SRAMft實(shí)現(xiàn)。它們可以直接尋址所以只要在V球于2V的情況下 每個(gè)數(shù)據(jù)都可以獨(dú)立的修改或保存?？刂萍拇嫫靼ň幋a模式、顯示亮度、掃描 限制、關(guān)閉模式以及顯示檢測五個(gè)寄存器。REGISTERADDRES

47、SHEX CODEDIS- 012O11DIOD9D8No-OpXO00oQxXODigit 0X00010 xX1Digit 1X00100 xX2Digit 2X0011QxX3Digit 3X0100OxX4Digit 4X0101QxX5Digit 5X0110CtxXGDiqit 6X0I110 xX7Digit 7X1QQQxX&DecodeModeX100I0 xX9IntensityX1010OxXAScan LimitX1011OxXBShutdownX1100OxXCDisplay TestX1111OxXF表2-11：數(shù)據(jù)寄存器和控制寄存器掉電模式MAX7219掉電后，掃

48、描震蕩器關(guān)閉，所有段電流源和地連接，所要數(shù) 字驅(qū)動(dòng)與 V+相連，所以顯示熄滅。MAX 7221除了數(shù)字驅(qū)動(dòng)呈現(xiàn)高阻抗以外其 他都與MAX7219 一樣。在數(shù)據(jù)和控制寄存器里的數(shù)據(jù)是不變的。停機(jī)模 式可以節(jié)省電 源,當(dāng)有一個(gè)連續(xù) 的警報(bào)使顯示器發(fā)光時(shí),便能離開掉電 模式。為了滿足掉電模式最低的工作電流，邏輯輸入應(yīng)該在GND或17V+（CMOS的邏輯電位）。MAX721隊(duì)以在小于250Ns的時(shí)間內(nèi)離開掉電模式。在掉電模式下，顯示驅(qū)動(dòng)是可 以編程,而且在顯示檢測的時(shí)候不用考慮他是否在掉電模式工作。初始狀態(tài)在初始狀態(tài)下,所有的控制寄存器將被重置，顯示器熄滅,MAX7219進(jìn)入掉電模式。 對(duì)顯示驅(qū)動(dòng)預(yù)先

49、編程為以后顯示而用。否則它將以最初的設(shè)置來掃描每一位數(shù)據(jù)， 不對(duì)數(shù)據(jù)寄存器里的數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描，顯示亮度寄存器設(shè)置為最小值。譯碼模式寄存器用來設(shè)置對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行B型BCD譯碼或者不譯碼。寄存器中的每一位對(duì)應(yīng)一個(gè) 數(shù)據(jù)。邏輯高電平用來選擇譯碼低電平取消譯碼。圖2-12舉例說明了譯碼控制寄 存器的格式。DECODE M0D6REGISTER DATAHEXCODED7wD4D3010000000時(shí)。*命8.*3前后 digit fLj 心.輻 fm dofr. 7-i0oG000(.、:口 8 *8dq3-0di5ft 7 a0D001111M戶E digits W4111111麗圖 2-12當(dāng)選擇譯

50、碼模式時(shí)，譯碼器只對(duì)數(shù)據(jù)的低四位進(jìn)行譯碼（D3-D0）,D4-D6為無效位。D7位用來設(shè)置小數(shù)點(diǎn)，不受譯碼器的控制且為高電平。圖 2-13為B型譯碼的格式。7-SEdNSNT CHARACTERREGISTER DATAON SEGMENTS =1D71D6-D403D2DIDODP1ABcDEFQ0X000G111111101X00a1011000Q2X0Q1a11:111013X001i111110014X010D011Q0115XQ101I0110116XQ110I0111B117X0111111a000aX100I1Iii111QX10a11111011X10iD000a001EX10

51、111o0i111HX1100110111LX11100ii110pX1i1&1100111blahkX111Q00Q000圖 2-13當(dāng)選擇不譯碼時(shí)，數(shù)據(jù)的八位與 MAX7219的各段線上的信號(hào)一致。圖2-11列出 了每個(gè)數(shù)字對(duì)應(yīng)的段位碼。18亮度控制MAX7219通過加在V+和ISET之間的一個(gè)外部電阻來控制顯示亮度。段驅(qū)動(dòng)電流 T殳是流入ISET端電流的100倍。這個(gè)電阻可以是固定的，也可以是可變電阻, 通過前面板來控制以選擇合適的亮度。其最小值為9.53K ,K設(shè)定段電流為40mA o顯示亮度也可以通過亮度寄存器來控制。數(shù)字控制顯示亮度是通過亮度寄存器的低四位來控制的脈寬調(diào)制器來控制。

52、 調(diào)制器將段電流平均分為16個(gè)階次，最大值為由Rset設(shè)置的最大電流的 31/32 ,最小值為電流峰值的1/32 ,圖2-15列出了亮度寄存器的格式，最小數(shù)據(jù)熄滅時(shí)間設(shè)置為時(shí)鐘周期的1/32 。；TGnjcnMCM8DImDCIMJC7210AX72 道CODEbrvn cml1T”作 (nv on)XX 1 XXe0u中款而KXX4091XX00fl?-32K-曜X0:k!1WaJmEinK*-l10flM.KXXXQ11-11券體XX0110X：-q1i14雨j靠眄KXKi1096MBXIXxd0iNXS市后0Xxi0114CMithtXXl,K10111MdKX3(110 J o京市-X

53、Xxi11a | iOdOaXj1 : u訣13mISxX工X11*ii0/圖 2-15掃描控制寄存器掃描控制寄存器用來設(shè)定掃描顯示器的個(gè)數(shù)，從1個(gè)到8個(gè).它們將以800Hz的掃描速率進(jìn)行多路掃描顯示。如果數(shù)據(jù)少的話，掃描速率為198*fosc/N,N 是指需要掃描數(shù)字的個(gè)數(shù)。掃描數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)影響顯示亮度,所以不能將掃描寄存器設(shè)置為空掃描。圖 2-16列出了掃描寄存器的格式。SCAN LMHREGISTER DATAHEX COOED7DDSD*D30j01DO口口口 1卸占肚0XXXXQo0ODlXtOtopiayi*XXXXX001twoOupUr O 0 1 WXXXXX010WK?Dup

54、Uy0 12 3X/KX011OxX3cIqIb Q123 4XXXXX14Q(Wt:Oksplay 明站 0 12 345XXXXX)O1aksOtoploy c*g4s 0123456XXXXX11QOwXfcOkSplay01234567XXXXX110KX7圖 2-16兩位數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)顯示電路該電路只使用AT89C51的三個(gè)I/O 口，配接一塊 MAX7219串行輸入共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器。采用三線制串口技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送,與單片機(jī)直接連接。驅(qū)動(dòng)顯示兩位數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。如圖 2-17工卜 XTflJJ通mm 陽口二 聞3mm PQMlOlrajADT咯“也5R *33*11陞加口 2 隧

55、 14 kTJft幃MMUD FJ.VTXD pjjtrg P33lTrP3.4mi .卬 faaiiBrR沖12二3正XTftURST眸EN ALE 氏H Fl.t NHPl.tPIS PIJ“安劇y 孟 重 工 工 上*-JE 3 T 3* _!LottoE田 DOUT圖 2-1720加熱控制模塊該部分采用了 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芯片是一種集成的帶有光耦合的雙向 可控硅驅(qū)動(dòng)電路，它由輸入和輸出兩部分組成，其內(nèi)部集成了發(fā)光二極管、雙向 可控硅和過零觸發(fā)電路等器件。其工作過程是：當(dāng)單片機(jī)的P2 . 1 口

56、輸出低電平時(shí)，MOC3041輸入部分的發(fā)光二極管導(dǎo)通。發(fā)出足夠強(qiáng)度的紅外光去觸 發(fā)輸出部分，即控制可控硅的導(dǎo)通，從而打開加熱器；同理，當(dāng) P2 . 1 口輸 出為高電平時(shí)，MOC3041輸入部分的發(fā)光二極管截止，可控硅斷開，關(guān)閉加 熱器。該系統(tǒng)具體電路圖如圖2-17FilTTTTJtTH 案一 茨MiVI什療13叩榕存盯rawog 旭f Ri p班源 旭麗g miApi PQSD5 rajM rarwM.W電 股加加 kMH N3Z 幔曲口 hwh I2TJR15H3W油 陽/空 pijimtT pjJHBTTP3.tnn nsmI36iwiir pjt*f圖 2-18低水位報(bào)警模塊該水位報(bào)警

57、模塊主要工作器件采用的一個(gè)水位開關(guān)，水位開關(guān)是一個(gè)空氣壓力開關(guān)，它是由一個(gè)水管，氣囊和一個(gè)觸動(dòng)開關(guān)組成的。當(dāng)熱水器水箱里有水時(shí)上升的水位擠壓水管里的空氣，并將這個(gè)壓力傳給氣囊， 氣囊使微動(dòng)開關(guān)保持?jǐn)嚅_狀態(tài)，當(dāng)水箱水位低于設(shè)計(jì)水位時(shí)，按上述原理微動(dòng)開關(guān)閉合。原理如圖2-1921Bl ,氣茴內(nèi)產(chǎn)生壓力陪的氣K使拜工動(dòng)作圖 2-19通過微動(dòng)開關(guān)接一個(gè)下拉電阻與單片機(jī) P1.3 口相連，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定水位時(shí)單片機(jī) P1.3將輸入低電平，通過單片機(jī)處理，使 P2.1變?yōu)楦唠娖?，?qū)動(dòng)蜂鳴器工作實(shí) 現(xiàn)，低水位控制器蜂鳴報(bào)警。電路圖如下（電路圖用一個(gè)按鍵模擬，水位開關(guān)的 功能。）2-200112-的K1IADI

58、也卻g 口山電酬MK1JMDS 用林MEpoior工P2.1M隙珈的 兩由F23A11出E標(biāo)小葭ET相覿口中加*睚工島1E叫。內(nèi)IWH0pi 1pit/rmPUPJJlilTP! JPJJflSTTPI tP3VTUP1SFJjOTIMl!l36#i5Fa_第豐K，:1BNH圖 2-20223軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及主流程圖本次設(shè)計(jì)主要利用C言編寫程序，根據(jù)功能的需要進(jìn)行編程，其中軟件設(shè) 計(jì)所用的軟件主要是 Keil uVision3 軟件，PROTEUS IS瞰件?？刂破骺刂茻崴?，為用戶提供設(shè)定溫度的熱水，實(shí)時(shí)顯示水箱的熱水溫度， 為用戶使用熱水提供方便。根據(jù)這一要求，控制器軟件采用模塊式設(shè)

59、計(jì)，包括主程序，溫度檢測子程序， 鍵盤掃描子程序,MXA721鳥區(qū)動(dòng)兩位數(shù)碼顯示子程序,報(bào)警子程序,溫度控制子 程序等。系統(tǒng)主要完成溫度和水位的檢測，以及通過加熱元件實(shí)現(xiàn)水溫控制。 系統(tǒng)主流程圖如圖3.1所示圖3.123顯示子程序無論是MAX7219勺初始化，還是2個(gè)七段數(shù)碼管的顯示，均必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行 寫入。16位數(shù)據(jù)包分成2個(gè)8位的字節(jié)進(jìn)行傳送，第一個(gè)字節(jié)是地址，第二個(gè) 字節(jié)是數(shù)據(jù)。在16位數(shù)據(jù)包中，D15-D12可以任意寫，在此均置“ 1”； D11-D8 決定所選通的內(nèi)部寄存器地址；D7-D0為待顯數(shù)據(jù)，2個(gè)LED數(shù)碼管的顯示內(nèi)容 在TABLE中。MAX721%單片機(jī)的連接顯示程序流程圖

60、如圖按鍵掃描程序此控制器采用三個(gè)按鍵的獨(dú)立鍵盤，分別與連接單片機(jī)P1.0,P1.1,P1.2 口。如果有鍵按下，則輸入為低電平，否則為高電平。這樣可以通過掃描以上三口的數(shù)據(jù)來判斷按下的是哪 個(gè)鍵。且本程序帶有消除按鍵抖動(dòng)設(shè)計(jì)，可以防止由于鍵盤抖動(dòng)而引起的誤操作，程序流程圖如圖3-3所示24DS18B20溫度檢測程設(shè)計(jì)根據(jù)DS18B20的通訊協(xié)議，主機(jī)控制 DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過三個(gè)步驟：每一次讀寫之前都要對(duì) DS18B20進(jìn)行復(fù)位，復(fù)位成功后發(fā)送一條ROM指令，最后發(fā)送RAM指令，這樣才能對(duì) DS18B20進(jìn)行預(yù)定的操作。復(fù)位要求主 CPU將數(shù)據(jù)線下拉500 微秒，然后釋放，DS1