太陽能熱水器控制系通畢業(yè)設(shè)計初稿畢業(yè)設(shè)計初稿

1、河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 摘 要隨著人們生活水平的提高，各種熱水器的使用已相當(dāng)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(yuǎn)，消費(fèi)者需要真正的“自動”控制，以實(shí)現(xiàn)使用的最簡單化，就像家用電視機(jī)、電冰箱一樣，接通電源、設(shè)定完畢就不用再操心了。太陽能熱水器作為三大熱水器之一，因其無污染、使用方便、長期投入成本低等特點(diǎn)，而越來越受到人們的青睞，但與之配套的控制器卻還一直處于研究和開發(fā)階段，為解決水溫水位的自動控制問題，而選擇了這個畢業(yè)設(shè)計題目。本設(shè)計的太陽能熱水器控制電路采用AT89S52單片機(jī)作為控制核心，外圍加數(shù)碼顯示電路、水位檢測電路、電

2、機(jī)控制電路、按鍵電路、溫度檢測電路、電加熱電路等。數(shù)碼管實(shí)時顯示當(dāng)前溫度與當(dāng)前液位。一旦水溫達(dá)不到預(yù)設(shè)的水溫要求，便會啟用電加熱模塊，對水進(jìn)行加熱，并將水溫顯示在顯示模塊上。按鍵電路可以對溫度和水位進(jìn)行設(shè)定，當(dāng)液位過低沒有達(dá)到設(shè)定水位時，電機(jī)得電進(jìn)入進(jìn)水過程。本系統(tǒng)設(shè)計簡單，成本低，性能優(yōu)良，具有一定的穩(wěn)定性和實(shí)用性。全文主要內(nèi)容有系統(tǒng)硬件設(shè)計、系統(tǒng)軟件設(shè)計和系統(tǒng)仿真。硬件設(shè)計分別介紹了各模塊的設(shè)計，軟件設(shè)計介紹了系統(tǒng)的工作流程、各模塊的程序如何編寫，仿真包括水位仿真和溫度仿真。關(guān)鍵詞：太陽能熱水器; 單片機(jī); 溫度控制; 水位控制AbstractWith the improvement of

3、 peoples living standard, The use of a variety of water heaters has been quite popular, a matching controller have also come out，However, the current market on the water heater control circuit is ideal for the request falls far short of consumers need to automatic control, in order to achieve the mo

4、st simplistic, just like home television sets, refrigerators, powerthe set is completed will not have to worry about。Solar water heaters as one of the three water heaters, because of its non-polluting, easy to use, long-term investment and low cost, more and more people of all ages, but its accompan

5、ying controller still has been in research and development stage, To solve the problem of the automatic control of temperature and water level, and the choice of a graduation project topic。 The design of the solar water heater control circuit AT89S52 MCU as control core, peripherals and digital disp

6、lay circuit, the water level detection circuit, the motor control circuit, key circuit, the temperature detection circuit, electric heating circuit。Digital tube display the current temperature and the current level. Once the water temperature is less than the preset water temperature requirements, w

7、ill enable the electric heating module, water heating, and the water temperature is displayed on the display module。Button circuit temperature and water level settings, when the level is too low not reached the set level, the motor is energized to enter the water process，The system is designed to be

8、 simple, low cost, excellent performance, stability and practicality。 Main contents of the system hardware design, system software design and system simulation，The hardware design introduces each module design, software design introduces the workflow of the system, how to write the program of each m

9、odule ，a simulation include water level simulation and temperature simulation。Keywords: Solar water heater； Single Chip Microcomputer； Temperature control； water level control目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc326173652 摘 要 PAGEREF _Toc326173652 h 1 HYPERLINK l _Toc326173653 Abstract PAGEREF _Toc32

10、6173653 h 2 HYPERLINK l _Toc326173654 1. 緒論 PAGEREF _Toc326173654 h 4 HYPERLINK l _Toc326173655 1.1 選題背景與意義 PAGEREF _Toc326173655 h 4 HYPERLINK l _Toc326173656 1.2 目前太陽能熱水器研究的現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc326173656 h 5 HYPERLINK l _Toc326173657 1.3 本設(shè)計研究內(nèi)容與主要工作 PAGEREF _Toc326173657 h 5 HYPERLINK l _Toc326173658 2

11、.系統(tǒng)方案設(shè)計 PAGEREF _Toc326173658 h 6 HYPERLINK l _Toc326173659 2.1 系統(tǒng)設(shè)計要求 PAGEREF _Toc326173659 h 6 HYPERLINK l _Toc326173660 2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 PAGEREF _Toc326173660 h 6 HYPERLINK l _Toc326173661 2.3 系統(tǒng)總體硬件框圖 PAGEREF _Toc326173661 h 7 HYPERLINK l _Toc326173662 2.4 系統(tǒng)工作原理 PAGEREF _Toc326173662 h 7 HYPERLINK l

12、_Toc326173663 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 PAGEREF _Toc326173663 h 8 HYPERLINK l _Toc326173664 3.1 電源電路 PAGEREF _Toc326173664 h 8 HYPERLINK l _Toc326173665 3.2 單片機(jī)系統(tǒng) PAGEREF _Toc326173665 h 12 HYPERLINK l _Toc326173666 3.2.1 單片機(jī)AT89S52介紹 PAGEREF _Toc326173666 h 12 HYPERLINK l _Toc326173667 3.2.2 單片機(jī)AT89S52最小系統(tǒng) PAGEREF

13、_Toc326173667 h 15 HYPERLINK l _Toc326173668 3.3 水溫檢測電路 PAGEREF _Toc326173668 h 17 HYPERLINK l _Toc326173669 3.3.1 DS18B20數(shù)字溫度傳感器 PAGEREF _Toc326173669 h 17 HYPERLINK l _Toc326173670 3.3.2 DS18B20的性能 PAGEREF _Toc326173670 h 18 HYPERLINK l _Toc326173671 3.3.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及測溫原理 PAGEREF _Toc326173671 h

14、 18 HYPERLINK l _Toc326173672 3.3.4 DS18B20工作流程 PAGEREF _Toc326173672 h 20 HYPERLINK l _Toc326173673 3.4 水位檢測電路 PAGEREF _Toc326173673 h 21 HYPERLINK l _Toc326173674 3.4.1 水壓傳感器 PAGEREF _Toc326173674 h 21 HYPERLINK l _Toc326173675 3.4.2 ADC0832結(jié)構(gòu)及原理 PAGEREF _Toc326173675 h 22 HYPERLINK l _Toc32617367

15、6 3.5 電機(jī)驅(qū)動接口電路 PAGEREF _Toc326173676 h 24 HYPERLINK l _Toc326173677 3.5.1 繼電器的選型及正確使用 PAGEREF _Toc326173677 h 24 HYPERLINK l _Toc326173678 3.5.2 光電隔離器的原理 PAGEREF _Toc326173678 h 25 HYPERLINK l _Toc326173679 3.5.3 電機(jī)驅(qū)動原理 PAGEREF _Toc326173679 h 27 HYPERLINK l _Toc326173680 3.6 電加熱電路 PAGEREF _Toc32617

16、3680 h 28 HYPERLINK l _Toc326173681 3.7 數(shù)碼管顯示電路 PAGEREF _Toc326173681 h 28 HYPERLINK l _Toc326173682 2.8 按鍵電路 PAGEREF _Toc326173682 h 31 HYPERLINK l _Toc326173683 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 PAGEREF _Toc326173683 h 33 HYPERLINK l _Toc326173684 4.1 系統(tǒng)軟件總框圖 PAGEREF _Toc326173684 h 34 HYPERLINK l _Toc326173685 4.2 各功能模塊的

17、設(shè)計 PAGEREF _Toc326173685 h 34 HYPERLINK l _Toc326173686 4.2.1 初始化模塊的設(shè)計 PAGEREF _Toc326173686 h 34 HYPERLINK l _Toc326173687 4.2.2 溫度模塊的設(shè)計 PAGEREF _Toc326173687 h 35 HYPERLINK l _Toc326173688 4.2.3水位模塊的設(shè)計 PAGEREF _Toc326173688 h 39 HYPERLINK l _Toc326173689 4.2.4 顯示模塊的設(shè)計 PAGEREF _Toc326173689 h 44 HY

18、PERLINK l _Toc326173690 4.2.5 按鍵模塊的設(shè)計 PAGEREF _Toc326173690 h 46 HYPERLINK l _Toc326173691 5 系統(tǒng)仿真 PAGEREF _Toc326173691 h 50 HYPERLINK l _Toc326173692 5.1溫度仿真 PAGEREF _Toc326173692 h 50 HYPERLINK l _Toc326173693 致謝 PAGEREF _Toc326173693 h 51 HYPERLINK l _Toc326173694 附錄 系統(tǒng)總原理圖 PAGEREF _Toc326173694

19、h 52 HYPERLINK l _Toc326173695 附錄 系統(tǒng)源程序 PAGEREF _Toc326173695 h 531. 緒論1.1 選題背景與意義太陽能具有儲量的“無限性”太陽每秒鐘放射的能量大約是1.610 的23 次方kW，一年內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽能總量折合標(biāo)準(zhǔn)煤共約1.89210 的13 次方千億t。太陽能對于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。發(fā)利用時幾乎不產(chǎn)生任何污染。鑒于此，太陽能必將在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中擔(dān)綱重任，成為理想的替代能源。在世界范圍內(nèi)，太陽能熱水器技術(shù)已很成熟，并已形成行業(yè)，正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場和燃?xì)鉄崴魇袌觥?000

20、年太陽能熱水器取代47000 套家用電熱水器；2000 年日本太陽能熱水器的擁有量將翻一番；以色列更是明文規(guī)定，所有新建房屋必須配備太陽能熱水器。目前，我國是世界上太陽能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國家。然而，目前市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復(fù)雜、控制不方便等問題，很多控制器具有溫度和水位顯示功能，卻不具有溫度控制功能，致使熱水器陰天的時候不能方便使用。即使熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費(fèi)電能?，F(xiàn)在太陽能熱水器技術(shù)成熟，對于太陽能的利用率較高，節(jié)省能源損耗，并且以其綠色環(huán)保，安全等優(yōu)異性能，受到了人們的歡迎，選擇太陽能熱水器這個課題，可

21、以讓我更好的認(rèn)知可持續(xù)發(fā)展問題，看清目前的能源現(xiàn)狀，以及各國在節(jié)約能源上的措施，在太陽能革新上運(yùn)用的新技術(shù)。此外，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(yùn)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AT89S52單片機(jī)的太陽能熱水器的控制系統(tǒng)的設(shè)計研究?？刂葡到y(tǒng)是太陽能的核心,作這樣一個設(shè)計,不僅可以考察自己大學(xué)四年的專業(yè)課的理論

22、與動手實(shí)踐能力，產(chǎn)品也具有一定的市場前景。1.2 目前太陽能熱水器研究的現(xiàn)狀在全球能源形勢緊張、氣候變暖嚴(yán)重威脅經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活健康的今天，世界各國都在尋求新的能源替代戰(zhàn)略，以求得可持續(xù)發(fā)展和在日后的發(fā)展中獲取優(yōu)勢地位。太陽能以其清潔、源源不斷、安全等顯著優(yōu)勢，成為關(guān)注重點(diǎn)。在太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，太陽能熱水器的熱利用轉(zhuǎn)換技術(shù)無疑是最為成熟的，其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程也較光伏電池、太陽能發(fā)電等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先一步。太陽能熱水器已成為我國第一個實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的可再生能源產(chǎn)業(yè)。自1998年起，中國就成為太陽能熱水器第一大制造和消費(fèi)的市場，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)展成為一個重要的產(chǎn)業(yè)。目前，太陽能熱水器與電、燃?xì)鉄崴魅譄崴魇袌觥?0

23、07年，我國太陽能熱水器年產(chǎn)量達(dá)2340萬平方米，比2006年同期增長30%；總保有量達(dá)10800萬平方米，比2006年同期增長20%；市場銷售額約為320億元人民幣。目前，中國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國，年產(chǎn)量約為世界各國之和，已有一百多家太陽能熱水器生產(chǎn)廠。但是與之配套的太陽能熱水器控制器卻一直處在研究與開發(fā)階段。市面上絕大多數(shù)的控制器結(jié)構(gòu)簡單，功能單一，智能化程度低下，用戶界面不人性化，只具有液位顯示功能，不具有溫度顯示功能。并且當(dāng)水位下降到一定程度時只能通過手動的方法來增加水位的高度。根據(jù)以上情況，因此有必要對太陽能熱水器的控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，使其更加人性化，使用更加方便。1.

24、3 本設(shè)計研究內(nèi)容與主要工作本設(shè)計主要利用單片機(jī)為核心，選擇適當(dāng)?shù)膫鞲衅髯鳛樾盘柕牟杉瘉碓?，溫度傳感器選擇數(shù)字式的DS18B20。水位信號的檢測采用水壓傳感器，將檢測的信號經(jīng)AD0832轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送入單片機(jī)處理，通過LED數(shù)碼管來顯示溫度和水位。需完成的設(shè)計有：（a）LED數(shù)碼管顯示部分設(shè)計 （b）電源電路部分設(shè)計（c）溫度采集部分設(shè)計（d）液位采集部分設(shè)計（d）控制加熱和自動上水電路設(shè)計從系統(tǒng)需要和研究內(nèi)容可以看出，本設(shè)計需要做的主要工作有：查閱相關(guān)資料，了解各部分功能原理。查閱元器件資料，掌握器件工作原理和硬件實(shí)現(xiàn)方法。利用電腦仿真，對設(shè)計的電路進(jìn)行模擬檢測。2.系統(tǒng)方案設(shè)計2.1 系

25、統(tǒng)設(shè)計要求 能實(shí)現(xiàn)對溫度和水位的實(shí)時監(jiān)測和顯示，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時自動啟動電加熱進(jìn)行加熱，當(dāng)水位低于設(shè)定水位時自動啟動電機(jī)上水，當(dāng)水位加到一定水位時自動停止上水。能通過按鍵修改設(shè)定溫度和水位。2.2 系統(tǒng)總體設(shè)計 采用AT89S51作為控制芯片，通過選用電源模塊、單片機(jī)模塊、鍵盤模塊、數(shù)碼管顯示模塊、水溫、水位檢測模塊、報警輸出模塊、上水控制模塊、電加熱模塊，來實(shí)現(xiàn)本設(shè)計控制的要求。根據(jù)該系統(tǒng)所要達(dá)到的要求，選擇適當(dāng)?shù)脑骷秃线m的芯片來設(shè)計系統(tǒng)，了解各器件的原理和功能。AT89S52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

26、CW7805輸出+5V電壓。溫度采集器件選擇DS18B20數(shù)字溫度傳感器，其采集到的數(shù)據(jù)為數(shù)字量，可以直接送入單片機(jī)處理，電路簡單。水位檢測的方法是采用在水箱中的水壓傳感器測水的壓力從而得到水位的高低，水壓傳感器輸出的是05V的模擬量，要經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量再送入單片機(jī)89S52進(jìn)行處理，在LED數(shù)碼管上顯示水位值。加熱部分采用三極管控制繼電器，通過繼電器控制電熱絲加熱。顯示部分采用LED數(shù)碼管，用LED數(shù)碼管來顯示結(jié)果比較清楚，防水和磨損，是比較好的顯示方式。要實(shí)現(xiàn)溫度穩(wěn)定控制，就需要設(shè)定溫度的標(biāo)準(zhǔn)量，是和當(dāng)前水的溫度進(jìn)行比較的，看當(dāng)前水的溫度有沒有達(dá)到或者大于標(biāo)準(zhǔn)的溫度，然后加以控制，

27、要設(shè)置給定的溫度就要有輸入裝置，采用簡單的按鍵作為輸入是很簡便的，不會帶來復(fù)雜的問題。電機(jī)自動上水部分采用電磁開關(guān)控制，這樣就不用人為的操作，電磁開關(guān)在閉合或打開的時候在電磁線圈上會產(chǎn)生電流，為了防止這樣的電流對前面的電路產(chǎn)生不良效果，與線圈并聯(lián)一個二極管，利用二極管的單項(xiàng)導(dǎo)通性就能阻止電流流回電路，保證電路的安全。為了保證單片機(jī)輸出的控制信號穩(wěn)定而且有足夠大的電流，在單片機(jī)輸出信號后加上正向驅(qū)動器來增大信號強(qiáng)度，再在電磁開關(guān)之前加上光電隔離，會阻隔掉不必要的干擾，通過光電隔離的電壓信號是穩(wěn)定的，這樣的控制系統(tǒng)才能穩(wěn)定可靠的工作。2.3 系統(tǒng)總體硬件框圖根據(jù)對所要設(shè)計的控制系統(tǒng)的功能要求，可以

28、得到系統(tǒng)的總體硬件設(shè)計框圖，如圖2-1所示。溫度顯示單片機(jī)89S52溫度傳感器溫度顯示單片機(jī)89S52溫度傳感器水位顯示水位顯示AD轉(zhuǎn)換信號放大水位傳感器AD轉(zhuǎn)換信號放大水位傳感器按鍵電源電路電機(jī)控制電磁開關(guān)按鍵電源電路電機(jī)控制電磁開關(guān)電磁開關(guān)加熱電路電磁開關(guān)加熱電路圖2-1 系統(tǒng)總體硬件框圖2.4 系統(tǒng)工作原理可以由系統(tǒng)的總框圖看出該系統(tǒng)的工作原理為：單片機(jī)89S52作為控制核心控制整個系統(tǒng)的工作，通過數(shù)字溫度傳感器檢測當(dāng)前水的溫度，由于數(shù)數(shù)字信號就直接送入單片機(jī)89S52內(nèi)，通過單片機(jī)的處理在LED數(shù)碼管上顯示當(dāng)前的溫度值。另外一路是在水箱中的水壓傳感器測水的壓力從而得到水位的高低，信號經(jīng)

29、數(shù)模轉(zhuǎn)換0832送入單片機(jī)89S52進(jìn)行處理，在LED數(shù)碼管上顯示水位值。按鍵用來設(shè)定想要的溫度值，單片機(jī)在內(nèi)部通過比較設(shè)定的溫度和當(dāng)前溫度，當(dāng)前溫度小于設(shè)定值時就會閉合電磁開關(guān)，開啟加熱裝置。自動上水方面是設(shè)置水位的上下限，水位小于下限時就會閉合電磁開關(guān)，就會開始上水，水位到達(dá)上線時就會自動斷開電磁開關(guān)，停止上水。若開機(jī)時水位在上下限之間時，不作任何處理，直到低于下限或超過上限時才處理，溫度和水位值在時時檢測，達(dá)到控制目的。3 系統(tǒng)硬件設(shè)計一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計包含兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROM、RAM、I/O、定時器/ HYPERLINK /tech/

30、qtdz/200010160030.html t _blank 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(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(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(jī)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等，需設(shè)計相應(yīng)的合適的接口電路。對于本設(shè)計在單片機(jī)最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上需設(shè)計按鍵、顯示電路，而單片機(jī)89S51能滿足系統(tǒng)的要求，所以不必對單片機(jī)進(jìn)行擴(kuò)展。 系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心，主要分兩部分：直流穩(wěn)壓電源和熱水器控制電路。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。熱水器控制電路由溫度采集電路、液位檢測電路、電機(jī)自動上水電路、鍵

31、盤電路、顯示接口電路、電加熱電路組成。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，整流電路，濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成。變壓器把市電交流電壓變?yōu)樗枰牡蛪航涣麟姡髌靼呀涣麟娮優(yōu)橹绷麟姡?jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。本設(shè)計主要采用直流穩(wěn)壓構(gòu)成集成穩(wěn)壓電路，通過變壓，整流，濾波，穩(wěn)壓過程將220V交流電，變?yōu)榉€(wěn)定的直流電，并穩(wěn)定輸出直

32、流電壓。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)計框圖如下：穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓電路濾波電路整流電路變壓器濾波電路整流電路變壓器輸入電壓 輸出電壓U2U1各部分介紹：電源變壓器變壓電路相對簡單，僅有一個單相變壓器，變壓器將市電轉(zhuǎn)化為電路能承擔(dān)的電壓。變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理。電源變壓器作用是將電網(wǎng)220V的交流電壓U1變換成整流濾波

33、電路所需的交流電壓U2。（2）整流電路整流電路是把經(jīng)過變壓后的交流電通過具有單向?qū)щ娦阅艿恼髟ㄈ缍O管、晶閘管等），將正負(fù)交替的正弦交流電壓變換為單向的脈動直流電壓。整流電路常見的有單相橋式整流電路、單相半波整流電路和單相全波整流電路。 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(diǎn)，對于電源質(zhì)量要求高的穩(wěn)壓電源，其整流電路一般都選用橋式整流電路。本次設(shè)計為橋式整流濾波電路，就是四個二極管兩兩并聯(lián)后接入輸出電壓分別把正負(fù)電壓整流在輸出時候獲得了正負(fù)輸出的兩次的整流電壓.（3）濾波電路整流電路將交流電壓變成單向脈動的直流電壓，而濾波電路用來濾除整流后

34、單向脈動電壓中的交流成份，合之成為平滑的直流電壓。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。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。 圖3-

35、1 整流濾波電路（4）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(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用。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。其輸出電壓由具體型號中的后兩個數(shù)字代表，有5V、6V、12V、15V等檔次。其額定輸出電流以78或79后面所加字母來區(qū)分。L表示0.1A，M表示0.5A，無字母表示1.5A。如CW7805表示輸出為+5V，額定輸出電流為1.5A。三端固定輸出集成穩(wěn)壓

36、器通用產(chǎn)品有CW7800T系列和CW7900系列。 eq oac(,1)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(hù)，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。 eq oac(,2)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(diǎn)都相同。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)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。電源設(shè)計是電路設(shè)計很重要關(guān)節(jié)，其作用就是給單片

37、機(jī)及其他控制電路提供電源，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，+5V電壓是利用三端穩(wěn)壓集成電路得到的，采用7805芯片。 7805是我們最常用到的穩(wěn)壓芯片，使用方便，用很簡單的電路即可以輸入一個直流穩(wěn)壓電源,他的輸出電壓恰好為5v，剛好是51系列單片機(jī)運(yùn)行所需的電壓，他有很多的系列如ka7805，ads7805，cw7805等，性能有微小的差別,用的最多的還是lm7805,他的3個引腳如圖3-2所示。圖3.2 7805引腳圖其中1接整流器輸出的+電壓，2為公共地(也就是負(fù)極)，3就是我們需要的正5V輸出電壓了，電路圖3-3如下： 圖3-3經(jīng)上述的分析系統(tǒng)所用電源電路

38、原理圖如圖3-4所示：圖3-4 7805三端穩(wěn)壓電源電路3.2 單片機(jī)系統(tǒng)3.2.1 單片機(jī)AT89S52介紹 AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS工藝的8位微控制器，具有8K在線系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。AT89S52 是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。使用Atmel 公司高密度非 易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C

39、51 產(chǎn)品指令和引腳完 全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于 常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng) 可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提 供高靈活、超有效的解決方案。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，2 個數(shù)據(jù)指針，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口， 片內(nèi)晶振及時鐘電路。另外，AT89S52 可降至0Hz 靜態(tài)邏 輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼

40、續(xù)工 作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)， 單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。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存儲器； 3、1000次擦寫周期； 4、全靜態(tài)操作：0Hz-33MHz； 5、三級加密程序存儲器； 6、32個可編程I/O口線； 7、三個16位定時器/計數(shù)器； 8、六個中斷源； 9、全雙工UART串行通道； 10、低功耗空閑和掉電模式； 11、掉電后中斷可喚醒； 12、看門狗定時器； 13、雙數(shù)據(jù)指針； 14、掉電標(biāo)識符 。 單片機(jī)芯片封裝引腳AT89S52引腳定義及功能介紹 P0口：P0口是一個8位漏極開

41、路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，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，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，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P1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部

42、計數(shù)輸入（P1.0/T2）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX），具體如下所示：在FLASH編程和校驗(yàn)時，P1口接收低8位地址字節(jié)。引腳號第二功能：P1.0/T2 （定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出P1.1/T2EX （定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）P1.5 MOSI （在系統(tǒng)編程用）P1.6 MISO （在系統(tǒng)編程用）P1.7 SCK （在系統(tǒng)編程用）P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P2端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由

43、于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時，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)存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在FLASH編程和校驗(yàn)時，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，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A

44、T89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表3-1所示。表3-1：端口引腳第二功能端口號第二功能P3.0RXD（串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INTO(外中斷0)P3.3INT1(外中斷1)P3.4TO(定時/計數(shù)器0)P3.5T1(定時/計數(shù)器1)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一

45、般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。PSEN程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機(jī)器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個

46、脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳加上12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。3.2.2 單片機(jī)AT89S52最小系統(tǒng) 單片機(jī)最小系統(tǒng)，或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng)，是指用最

47、少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。對52系列單片機(jī)來說，最小系統(tǒng)一般應(yīng)該包括：單片機(jī)、晶振電路、復(fù)位電路。52單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路圖如圖3-5 圖3-5 最小系統(tǒng)電路圖復(fù)位電路:由電容串聯(lián)電阻構(gòu)成,由電容電壓不能突變的性質(zhì),可以知道,當(dāng)系統(tǒng)一上電,RST腳將會出現(xiàn)高電平,并且,這個高電平持續(xù)的時間由電路的RC值來決定.典型的52單片機(jī)當(dāng)RST腳的高電平持續(xù)兩個機(jī)器周期以上就將復(fù)位,所以,適當(dāng)組合RC的取值就可以保證可靠的復(fù)位.一般推薦C 取10u,R取8.2K.當(dāng)然也有其他取法的,原則就是要讓RC組合可以在RST腳上產(chǎn)生不少于2個機(jī)周期的高電平. 單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分，當(dāng)電腦在

48、使用中出現(xiàn)死機(jī)，按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到環(huán)境干擾出現(xiàn)程序跑飛的時候，按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動從頭開始執(zhí)行。復(fù)位電路有手動和上電自動復(fù)位電路，電路圖如下： 手動復(fù)位電路 自動復(fù)位電路晶振電路:典型的晶振取11.0592MHz，因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確地得到9600波特率和19200波特率,用于有串口通訊的場合。還有12MHz，能產(chǎn)生精確的uS級時歇,方便定時操作。單片機(jī)的時鐘信號是由外部接的晶振產(chǎn)生，由于控制器采用AT89S52單片機(jī)，機(jī)內(nèi)有一高增益反相放大器，構(gòu)成自激振蕩電路，振蕩頻率取11.0592MHz,外接11.0592MHz晶振，兩個電容C

49、1、C2取22pF，以便于起振蕩的作用。XTAL1為內(nèi)部時鐘工作電路的輸入，XTAL2為來自反向振蕩器的輸出。單片機(jī)晶振電路3.3 水溫檢測電路3.3.1 DS18B20數(shù)字溫度傳感器對溫度信號的采集和轉(zhuǎn)換工作，由DS18B20數(shù)字溫度傳感器及其與單片機(jī)的接口部分組成。DS18B20智能溫度溫度傳感器進(jìn)行溫度采集和轉(zhuǎn)換輸出數(shù)字型的溫度值，然后通過數(shù)據(jù)引腳傳到單片機(jī)的P1.1口，單片機(jī)接受溫度并存儲。DS18B20是美國DALLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種單線智能溫度傳感器，屬于新一代適配微處理器的智能溫度傳感器，它可將溫度信號直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，實(shí)現(xiàn)了與單片機(jī)的直接接口，從而省去了信號調(diào)理和A

50、/D轉(zhuǎn)換等復(fù)雜模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路。DS18B20構(gòu)成的溫度采集模塊電路簡單、功能可靠、測量效率高，很好地彌補(bǔ)了傳統(tǒng)溫度測量方法的不足可廣泛用于工業(yè)、民用、軍事等領(lǐng)域的溫度測量及控制儀器、測控系統(tǒng)和大型設(shè)備中。它具有集成度高、模擬輸入數(shù)字輸出、抗干擾能力強(qiáng)、體積小、接口方便、傳輸距離遠(yuǎn)測溫誤差小等特點(diǎn)。DS18B20有PR-35和SOSI兩種封裝方式，本次設(shè)計采有PR-35式封裝, 如圖3-6所示。 圖（a）PR-35封裝 圖 （b） SOSI封裝 圖3-6 DS18B20 的兩種封裝3.3.2 DS18B20的性能1) 獨(dú)特的單總線接口僅需要一個端口引腳進(jìn)行通信,可以是串行口也可以是其他I/O口，

51、無須變換，直接輸出被測溫度值（9位二進(jìn)制，含符號位）。 多個DS18B20可以并聯(lián)掛接在一條總線上，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)溫度采集檢測功能；2)可測溫度范圍為-55+125，測量分辨率為0.0625；3) 內(nèi)含64位經(jīng)過激光修正的只讀存儲器ROM；4) 內(nèi)含寄生電源，可直接通過數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.05.5V；5) 零待機(jī)功耗；6)用戶可通過編程分別設(shè)定各路的溫度上、下限溫度值來實(shí)現(xiàn)報警功能；7) 適配各種微處理器；8) 報警搜索命令識別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；9) 負(fù)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；10) 可檢測距離遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)測量距離為150

52、m 。3.3.3 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及測溫原理DS18B20主要由4個數(shù)據(jù)部件部分組成：64位光刻ROM，溫度報警觸發(fā)器,溫度傳感器以及高速緩存器。溫度報警觸發(fā)器TH和TL 存儲用戶通過軟件寫入的報警上下限值，高速緩存器由9個字節(jié)組成，其中有2個字節(jié)RAM單元用來存放溫度值，前1個字節(jié)為溫度值的補(bǔ)碼低8位，后1個字節(jié)為符號位和溫度值的補(bǔ)碼高3位。 圖3-7 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)此外，DS18B20內(nèi)部還包括寄生電源、電源檢測、存儲控制邏輯、8位循環(huán)冗余碼生成器（CRC）等部分。DS18B20有兩種供電方式。如圖3-8所示：圖（a）是由外電源供電，圖(b)是I/O口總線和寄生電容配合供電

53、。DS18B20寄生電源由兩個二極管和寄生電容構(gòu)成。電源檢測電路用于判定供電方式。寄生電源供電時，電源端與接地端并聯(lián)接地，器件從總線上獲取電源。在I/O線呈低電平時，改由寄生電容上的電壓繼續(xù)向器件供電。采用寄生電源有兩個優(yōu)點(diǎn)：一是檢測遠(yuǎn)程溫度是無需本地電源；二是缺少正常電源時也能讀ROM。若采用外部電源，則通過二極管向器件供電。 圖(a)使用外部電源供電圖 （b）使用寄生電源供電 圖3-8 供電方式DS18B20的測溫原理如圖3-9所示。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1，高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其震蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號作為減法計數(shù)器2

54、的脈沖輸入，圖中還隱含著計數(shù)門，當(dāng)計數(shù)門打開時，DS18B20就對低溫度系數(shù)振蕩器產(chǎn)生的時鐘脈沖后進(jìn)行計數(shù)，進(jìn)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(yīng)的基數(shù)分別置入減法計數(shù)器1和溫度寄存器中，減法計數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55 所對應(yīng)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(jìn)行減法計數(shù)，當(dāng)減法計數(shù)器1的預(yù)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(yù)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(jìn)行計數(shù)，如此循環(huán)直到減法計數(shù)器2計數(shù)到0時，停止溫度寄存器值的累加，此時溫度寄存器中的數(shù)值即為所測溫度。減

55、法計數(shù)器1減法計數(shù)器1斜坡累加器減到0減法計數(shù)器2預(yù) 置低溫度系數(shù)振 蕩 器高溫度系數(shù)振 蕩 器計數(shù)比較器預(yù) 置溫度寄存器減到0加1圖3-9 DS18B20的測溫原理圖3.3.4 DS18B20工作流程單片機(jī)對DS18B20訪問的工作流程是：先對DS18B20進(jìn)行初始化，再發(fā)ROM操作命令，最后才能對存儲器及數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。由于DS18B20單線通信功能是分時完成的，單線信號包括復(fù)位脈沖,響應(yīng)脈沖,寫“0”,寫“1”,讀“1”,他們有嚴(yán)格的時隙概念，DS18B20每一步操作都在嚴(yán)格的工作時序和通信協(xié)議下進(jìn)行的。系統(tǒng)對DS18B20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行。操作協(xié)議為：初始化DS18B20（發(fā)復(fù)位

56、脈沖）發(fā)ROM功能命令處理數(shù)據(jù)發(fā)存儲器操作命令。3.4 水位檢測電路 3.4.1 水壓傳感器為了完成水位的檢測而采用力學(xué)傳感器中水壓傳感器，力學(xué)傳感器種類繁多如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、電感式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。水壓傳感器采用壓阻式壓力傳感器MPX2100。壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅的壓阻效應(yīng)制成的器件，半導(dǎo)體材料在受力時電阻率發(fā)生變化，這一特性稱為壓阻效應(yīng)。壓阻傳感器的工作原理是基于壓阻效應(yīng)的，在硅片上制造出四個等值的薄

57、膜電阻，并組成電橋電路，當(dāng)不受壓力作用時，電橋處于平衡狀念，無電壓輸出；當(dāng)受到壓力作用時，一對橋臂的電阻值增大R，另一對橋臂的電阻值減少R，電阻變化量R與壓力成正比，即R=KP，電橋輸出電壓Uo=E(R/R)=(EK/R)P，即電橋輸出電壓與壓力P成正比當(dāng)受到壓力作用時，電橋失去平衡，電橋輸出電壓。MPX2100半導(dǎo)體壓力傳感器可以把壓力轉(zhuǎn)換成毫伏級的差模電壓信號，該壓力傳感器具有良好的線性度，它的輸出電壓與所加壓力成精確的正比例關(guān)系。另外，MPX2100所具有的溫度被償特性克服了半導(dǎo)體壓力敏感器件存在溫度漂移問題，MPX2100有4個引腳，1腳接地，3腳加工作壓力，2腳和4腳之間輸出與壓力成

58、正比的差模電壓信號。在水箱的最底部安裝壓力傳感器，水位的不同，傳感器檢測到的壓力值就不同，采集到的模擬量信號經(jīng)過處理和計算，就能換算成水位的高低，水位傳感器輸出的信號為模擬信號，由于輸出量微弱，要經(jīng)過放大器的放大轉(zhuǎn)化為05V的電壓信號，才能送入ADC0832中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，輸出為串行數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，送入單片機(jī)89S52處理，數(shù)值經(jīng)過數(shù)碼管顯示。傳感器和AD轉(zhuǎn)換原理圖如下圖3-10所示：圖3-10 模擬量輸入及AD轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)3.4.2 ADC0832結(jié)構(gòu)及原理ADC0832 是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種 8 位分辨率、雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性強(qiáng)，性價比高而深受單片機(jī)愛好者及企業(yè)歡

59、迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。ADC0832 為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在05V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間僅為32S，據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過DI 數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。圖3-11 ADC0832芯片引腳圖芯片各引腳說明：1） CS_ 片選使能，低電平芯片使能。2） CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。3） CH1 模擬輸入通道1，或作為IN+/-使用。4）

60、 GND 芯片參考0 電位（地）。5） DI 數(shù)據(jù)信號輸入，選擇通道控制。6） DO 數(shù)據(jù)信號輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出。7） CLK 芯片時鐘輸入。8） Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復(fù)用）。ADC0832 具有以下特點(diǎn)8 位分辨率；雙通道 A/D 轉(zhuǎn)換；輸入輸出電平與 TTL/CMOS 相兼容；5V 電源供電時輸入電壓在 05V 之間；工作頻率為 250KHZ，轉(zhuǎn)換時間為 32S；一般功耗僅為 15mW；8P、14PDIP（雙列直插）、PICC 多種封裝；商用級芯片溫寬為0C to +70C，工業(yè)級芯片溫寬為40C to +85C；單片機(jī)對ADC0832 的控制原理：正常情況下ADC08