太陽能熱水器的智能控制器-畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場(chǎng)競爭分析1</p><p>　　1.2太陽能熱水器的應(yīng)用及意義2</p><p>　　2 系統(tǒng)組成及工作原理4</p><

2、p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求4</p><p>　　2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.3太陽能熱水器組成及原理6</p><p>　　2.4 系統(tǒng)的組成框圖7</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)9</b></p><p>　　3.1 最小系統(tǒng)板設(shè)計(jì)9<

3、;/p><p>　　3.2 按鍵及顯示電路11</p><p>　　3.3 溫度采集模塊電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.5 報(bào)警電路模塊16</p><p>　　3.6 繼電器控制加熱電路17</p><p>　　3.7 水位檢測(cè)接口電路18</p><p>　　3.8

4、水位控制電路19</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1 軟件設(shè)計(jì)分析20</p><p>　　4.2 軟件程序設(shè)計(jì)要求20</p><p>　　4.3主程序模塊22</p><p>　　4.4中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.5子程序模塊

5、23</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試30</b></p><p><b>　　6 結(jié)論32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致 謝34</b></p><p&g

6、t;　　附錄A 電路原理圖35</p><p>　　附錄B PCB圖36</p><p>　　附錄C 程序代碼37</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場(chǎng)競爭分析</p><p>　　目前，中國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)

7、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。這種控制器只具有溫度和液位顯示功能， 而且為分段顯示，溫度顯示誤差為10%，水位顯示誤差為25%。這種顯示器(還稱不上控制器)不具有溫度控制功能，當(dāng)由于天氣原因而光強(qiáng)不足時(shí)，就會(huì)給熱水器用戶帶來不便；即使熱水器具有輔助加熱功能，由于加熱時(shí)間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費(fèi)大量的電能。本文設(shè)計(jì)的太陽能熱水器控制器以80C51單

8、片機(jī)為檢測(cè)控制核心，采用DS12887 實(shí)時(shí)時(shí)鐘，不僅實(shí)現(xiàn)了時(shí)間、溫度和水位三種參數(shù)實(shí)時(shí)顯示和FUZZY控制功能，而且具有時(shí)間設(shè)定、溫度設(shè)定與控制功能。溫度控制采用模糊控制， 控制器可以根據(jù)天氣情況利用輔助加熱裝置使蓄水箱內(nèi)的水溫在設(shè)定時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度，從而達(dá)到24小時(shí)供應(yīng)熱水的目的。太陽能熱水器是太陽能利用中最常見的一種裝置，經(jīng)濟(jì)效益明顯，正在迅速的推廣應(yīng)用，太陽能熱水器能夠?qū)⑻栞椛淠苻D(zhuǎn)換熱能，供生產(chǎn)和生活使用。他主要由平板集

9、熱器、蓄水器和連接管道等部件組成，可分循環(huán)式、直流式和悶曬式。</p><p>　　當(dāng)今社會(huì)發(fā)展日新月異，人們衣食住行也在不斷的提高?，F(xiàn)有電熱型熱水器費(fèi)用昂貴及燃?xì)庑偷牟话踩?，且排放二氧化碳污染大氣，北方用煤氣取暖造成城市空氣環(huán)境污染，這些都是太陽能熱水器良好的外部生存環(huán)境。太陽能熱水器 克服了上述缺點(diǎn)，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。它使用簡單、方便。太陽能熱水器順呼時(shí)代發(fā)展的要求，滿足人們對(duì)環(huán)保綠色產(chǎn)品的需求。在人類文明

10、程度日益提高的今天，它是現(xiàn)代文明社會(huì)的最佳選擇。應(yīng)該注意到，集體單位對(duì)太陽能熱水器的用量很大。新建商住樓安裝熱水器，已是房屋開發(fā)公司計(jì)劃之內(nèi)的事，配套熱水器的商品房銷勢(shì)更好[5]。</p><p>　　此款熱水器包括主、從兩大系統(tǒng)：主系統(tǒng)的特點(diǎn)是在晴好的天氣利用太陽光能為熱水器加熱；從系統(tǒng)相當(dāng)于電熱水器，它在無光照的情況下利用電輔助加熱。它充分利用太陽能的豐富的免費(fèi)的資源的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)考慮到在陰天及夜間無法利用太陽

11、能的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮太陽能熱水器和電熱水器的各自優(yōu)勢(shì)，這是世面上大部分熱水器所不能比擬的。</p><p>　　1.2太陽能熱水器的應(yīng)用及意義</p><p>　　當(dāng)電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸時(shí)，越來越多的國家開始實(shí) 行“陽光計(jì)劃”，開發(fā)太陽能資源，尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。太陽能作為一種可再生的新能源，越來越引起人們的關(guān)注。中國蘊(yùn)藏著豐富

12、的太陽能資源，太陽能利用前景廣闊。 </p><p>　　太陽能（Solar Energy），一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進(jìn)一步發(fā)展。太陽能的利用有被動(dòng)式利用（光熱轉(zhuǎn)換）和光電轉(zhuǎn)換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。廣義上的太陽能是地球上許多

13、能量的來源，如風(fēng)能，化學(xué)能，水的勢(shì)能等。</p><p><b>　　利用太陽能的優(yōu)缺點(diǎn)</b></p><p><b>　　優(yōu)點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)沒有地域的限制無論陸地或海洋，無論高山或島嶼，都處處皆有，可直接開發(fā)和利 用，且無須開采和運(yùn)輸。 　　</p><p>　　

14、(2)開發(fā)利用太陽能不會(huì)污染環(huán)境，它是最清潔能源之一，在環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天，這一點(diǎn)是極其寶貴的。 　　</p><p>　　(3)每年到達(dá)地球表面上的太陽輻射能約相當(dāng)于130萬億噸煤，其總量屬現(xiàn)今世界上可以開發(fā)的最大能源。 　　</p><p>　　(4)根據(jù)目前太陽產(chǎn)生的核能速率估算，氫的貯量足夠維持上百億年，而地球的壽命也約為幾十億年，從這個(gè)意義上講，可以說太陽的能量是用之不竭的

15、。 </p><p><b>　　缺點(diǎn)：</b></p><p>　　(1)分散性：到達(dá)地球表面的太陽輻射的總量盡管很大，但是能流密度很低。在利用太陽能時(shí)，想要得到一定的轉(zhuǎn)換功率，往往需要面積相當(dāng)大的一套收集和轉(zhuǎn)換設(shè)備，造價(jià)較高。</p><p>　　(2)不穩(wěn)定性：由于受到晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨機(jī)

16、因素的影響，所以，到達(dá)某一地面的太陽輻照度既是間斷的，又是極不穩(wěn)定的，這給太陽能的大規(guī)模應(yīng)用增加了難度。</p><p>　　(3)效率低和成本高：目前太陽能利用的發(fā)展水平，有些方面在理論上是可行的，技術(shù)上也是成熟的。但有的太陽能利用裝置，因?yàn)樾势停杀据^高，總的來說，經(jīng)濟(jì)性還不能與常規(guī)能源相競爭。</p><p>　　2 系統(tǒng)組成及工作原理</p><p>　

17、　本系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部份協(xié)調(diào)完成，硬件部分主要完成信號(hào)的采集、轉(zhuǎn)換及各種信息的顯示等；軟件主要完成功能計(jì)算和控制功能等。</p><p>　　2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求</p><p>　　本課題以51單片機(jī)為檢測(cè)控制核心，采用實(shí)時(shí)時(shí)鐘，不僅實(shí)現(xiàn)了時(shí)間﹑溫度﹑</p><p>　　水位三種參數(shù)實(shí)時(shí)顯示，而且具有時(shí)間設(shè)定，溫度設(shè)定與控制功能。</p>

18、<p>　　系統(tǒng)要求：1.采用傳感器對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，溫度誤差≤0.1℃</p><p><b>　　水位顯示誤差≤5%</b></p><p>　　2.有數(shù)據(jù)和狀態(tài)顯示功能。</p><p>　　2.2系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　排氣管</b></p>&l

19、t;p><b>　　不銹鋼保溫水箱</b></p><p>　　圖2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2.1為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)圖，該圖的系統(tǒng)控制原理圖如下圖2.2：</p><p><b>　　C3</b></p><p><b>　　C2</b></p>

20、<p><b>　　F3</b></p><p>　　熱 集</p><p>　　水 熱 太陽光</p><p><b>　　F1</b></p><p>

21、;　　箱 器</p><p><b>　　C1</b></p><p>　　D </p><p><b>　　自來水</b></p><p><b>　　F2</b><

22、/p><p>　　圖2.2 系統(tǒng)控制原理圖</p><p>　　注釋：C1：熱水箱的溫度傳感器</p><p>　　C2：循環(huán)水管中的溫度傳感器</p><p>　　C3：集熱器中的溫度傳感器</p><p><b>　　F1：循環(huán)水閥門</b></p><p><b&g

23、t;　　F2：冷水閥門</b></p><p><b>　　F3：熱水閥門</b></p><p>　　此款熱水器利用微機(jī)控制主要有以下幾種控制功能：晨水加熱控制、溫水循環(huán)控制、冷水集熱控制、水箱加熱控制。</p><p><b>　　早晨水溫控制</b></p><p>　　由于清晨太

24、陽光較弱，所以太陽能熱水器從系統(tǒng)發(fā)揮作用。為了提供溫度不低于30攝氏度的水，熱水器在清晨4-7點(diǎn)之間對(duì)水箱進(jìn)行電加熱，具體控制過程如下：</p><p>　　首先，關(guān)閉冷水閥門F2和循環(huán)水閥門F1，然后微機(jī)開始進(jìn)行水箱的溫度采集，同時(shí)進(jìn)行溫度的比較，當(dāng)水箱的溫度小于30攝氏度時(shí)，電熱器D接通進(jìn)行加熱，同時(shí)微機(jī)繼續(xù)對(duì)熱水箱的溫度進(jìn)行采集。當(dāng)溫度加熱到大于30攝氏度時(shí)電熱器斷開，如此反復(fù)循環(huán)保證了溫度的穩(wěn)定。<

25、/p><p><b>　　循環(huán)水集熱過程</b></p><p>　　早晨水溫控制之后（7～9點(diǎn)），設(shè)定當(dāng)日的水箱溫度N（由兩位BCD次齒輪開關(guān)設(shè)定），輸入微機(jī)，再利用微機(jī)控制系統(tǒng)，通過太陽光能對(duì)熱水箱加熱以達(dá)到理想溫度N。具體控制過程如下：</p><p>　　打開循環(huán)閥門F1，關(guān)閉冷水進(jìn)水閥門F2，熱水閥門F3處于空控狀態(tài)。然后開始比較溫度，若

26、（T3-T1>5攝氏度，T2>T1）為止。如若T1=N，那么循環(huán)水集熱過程結(jié)束，進(jìn)入冷水集熱控制過程。</p><p><b>　　冷水集熱控制</b></p><p>　　此時(shí)熱水箱溫度已達(dá)到了N，冷水要進(jìn)入太陽能集熱器，這時(shí)溫度為T3，和當(dāng)日的設(shè)定溫度值相比較，若T3>N則將已加熱的水送入熱水箱，每天的控制時(shí)段大概為9點(diǎn)～20點(diǎn)。具體控制過程如下

27、：</p><p>　　關(guān)閉循環(huán)水閥門F2，打開冷水閥門F2，熱水閥門F3處于可控狀態(tài)。若T3>N，打開熱水閥門F3并將保持一段時(shí)間，若T3<N，關(guān)閉F3繼續(xù)給太陽能集熱器加熱，知道溫度答應(yīng)N，當(dāng)打開F3時(shí)此時(shí)比較水管水溫T2與N的值，若T2>N閥門F3繼續(xù)保持打開狀態(tài)，否則關(guān)閉F3。可見，次過程充分利用太陽光能轉(zhuǎn)化為熱能，方便快捷。</p><p><b>　

28、　水箱加熱控制</b></p><p>　　此時(shí)，也許你會(huì)問如果沒有日照或者日照較弱時(shí)，到了晚上我們是否還能洗上熱水澡嗎？答案是肯定的，不要忘了這款熱水器還有一個(gè)從系統(tǒng)，這時(shí)它就要發(fā)揮作用了。熱水箱溫度為T1，將它和設(shè)定值N相比較，從而控制是否打開電加熱，控制時(shí)段為下午。</p><p>　　2.3太陽能熱水器組成及原理</p><p>　　5

29、 6</p><p><b>　　4</b></p><p><b>　　7</b></p><p><b>　　2</b></p><p><b>　　1</b></p>&l

30、t;p><b>　　3</b></p><p>　　圖2.3 熱水器裝置簡圖</p><p>　　注釋：1-集熱器；2-下降水管；3-循環(huán)水管；4-補(bǔ)給水箱 ；5-上升水管 ；6-自來水管；7-熱水出水管</p><p>　　熱水器主要由集熱器、循環(huán)管道和水箱等組成，圖中為典型的熱水器裝置圖。圖中集熱器1按最佳傾角放置，下降水管2的一端與

31、循環(huán)水箱3的下部相連，另一端與集熱器1的下集管接通。上升水管5與循環(huán)水箱3上部相連，另一端與集熱器1的上集管相接。補(bǔ)給水箱4供給循環(huán)水箱3所需的冷水。</p><p>　　當(dāng)集熱器吸收太陽輻射后，集熱器內(nèi)溫度上升，水溫也隨之升高。水溫升高后，水的比重減輕，便經(jīng)上升水管進(jìn)入循環(huán)水箱上部。而循環(huán)水箱下部的冷水比重較大，就由水箱下流到集熱器下方，在集熱器內(nèi)受熱后又上升。這樣不斷對(duì)流循環(huán)，水溫逐漸提高，直到集熱器吸收的熱

32、量與散失的熱量相平衡時(shí)，水溫不再升高。這種熱水利用循環(huán)加熱的原理，因此又稱循環(huán)熱水器。</p><p>　　集熱器是一種利用溫室效應(yīng)，將太陽能輻射轉(zhuǎn)換為熱能的裝置，該裝置與一般熱水交換器不一樣，熱交換器通常只是液體到液體，或是液體到氣體的熱交換過程，而平板行集熱器時(shí)直接將太陽輻射傳給液體或氣體，是一個(gè)復(fù)雜的傳熱過程。平板型集熱器結(jié)構(gòu)形式很多，世界上已實(shí)用的集熱器就有直管式、瓦楞式、扁管式、鋁翼式等二十多種。<

33、;/p><p>　　2.4 系統(tǒng)的組成框圖</p><p>　　本次太陽能熱水器系統(tǒng)是一種新型的智能溫控系統(tǒng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以AT89C51為核心，將傳感器檢測(cè)技術(shù)、智能控制相結(jié)合，整個(gè)系統(tǒng)可分為單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、DS18B20檢測(cè)溫度模塊，報(bào)警模塊、檢測(cè)水位模塊、控制水位模塊和7279鍵盤顯示模塊。</p><p>　　1.具體原理框圖如圖2.2</p>

34、;<p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)控制要求，采用80C51單片機(jī)的智能控制器結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。由于本系統(tǒng)運(yùn)算量不是很大， 沒有太多的中間數(shù)據(jù)需要處理、保存，因此不再外擴(kuò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。僅使用STC80C51 內(nèi)部RAM已完全能夠滿足要求。系統(tǒng)的硬件接口電路包括：控制器實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口電路，蓄水箱溫度和水位檢測(cè)接口電路、設(shè)定鍵和串行顯示接口電路、看門狗和

35、復(fù)位接口電路以及繼電器輸出接口電路等。</p><p>　　3.1 最小系統(tǒng)板設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的技術(shù)要求和總體設(shè)計(jì)方案,設(shè)計(jì)中用了最小系統(tǒng)板。最小系統(tǒng)板的主要芯片為STC89C52單片機(jī)和HD7279A，STC89C52單片機(jī)是主要程序控制芯片，HD7279A是顯示電路的主要芯片。STC89C52單片機(jī)是E2PROM型單片機(jī)，可尋址64KB字節(jié)的程序存儲(chǔ)器和64

36、KB字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。以單片機(jī)為核心，配以一定的外圍電路和軟件，實(shí)現(xiàn)某些功能，就組成了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。STC89C5單片機(jī)是一個(gè)低功耗、高性能、帶FLASH存儲(chǔ)器的8位微處理器。由于STC89C52帶有FLASH閃爍存儲(chǔ)器，可以進(jìn)行多次的程序?qū)懭牒托薷模奖?、?shí)用。本系統(tǒng)用一片STC89C52單片機(jī)代替了8031單片機(jī)和2764程序存儲(chǔ)器兩塊芯片，達(dá)到了簡化電路的效果。</p><p>　　圖 3.1單片機(jī)最

37、小系統(tǒng)</p><p>　　3.1.1 復(fù)位電路</p><p>　　圖 3.1.1復(fù)位電路圖</p><p>　　3.1.2 時(shí)鐘振蕩電路</p><p>　　時(shí)鐘電路是為系統(tǒng)產(chǎn)生所需要的時(shí)鐘信號(hào)，是計(jì)算機(jī)的心臟，控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。其電路圖如下圖3.5所示，片內(nèi)電路與片外器件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘發(fā)生電路，CPU 的所有操作均在時(shí)鐘脈沖同步下進(jìn)

38、行，片內(nèi)振蕩器的震蕩頻率 f 0 非常接近晶振頻率，一般多在1.2MHz～12MHz 之間選取，這次畢設(shè)用的時(shí)鐘頻率是12MHz 。STC89C52 內(nèi)部都有一個(gè)反相放大器，XTAL1 、XTAL2 分別是反相放大器輸入和輸出端，外接定時(shí)反饋元件就組成震蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘送至單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)部件。圖3.2中C1、C2 是反饋電容，其值在5pF～30pF 之間選擇，典型值是30Pf 。作用有兩個(gè)：其一是使振蕩器起振，其二是對(duì)振蕩器的頻率f 起

39、微調(diào)（C1、C2 大，f 變?。?。</p><p>　　圖3.1.2 時(shí)鐘振蕩電路</p><p>　　3.2 按鍵及顯示電路</p><p>　　圖3.2 7279按鍵顯示電路</p><p>　　最小系統(tǒng)板采用HD7279A芯片來控制數(shù)據(jù)的數(shù)碼管的顯示。數(shù)碼管的作用是顯示檢測(cè)的溫度和水位，共用8個(gè)數(shù)碼管來顯示溫度和水位，前三位顯示溫度值

40、，后三位顯示水位值，超過所設(shè)定的最大溫度值或水位值時(shí)將觸發(fā)報(bào)警電路。本模塊由按鍵和顯示器兩部分組成，是人機(jī)對(duì)話的窗口，主要作用是輸入操作命令和觀察系統(tǒng)的工作狀態(tài)。由于系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，所以本系統(tǒng)的人機(jī)對(duì)話并不是很多，大部分功能都是系統(tǒng)按照軟件設(shè)置進(jìn)行。共有16個(gè)按鍵，一個(gè)是確定按鍵、一個(gè)溫度閾值的上翻鍵和下翻鍵，一個(gè)是時(shí)間的校時(shí)鍵，一個(gè)是頁面的切換鍵，其余十個(gè)是0-9數(shù)字按鍵。具體電路圖如圖3.2所示。</p><p

41、>　　3.3 溫度采集模塊電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1溫度采集方案設(shè)計(jì)比較</p><p>　　在設(shè)計(jì)溫度采集電路時(shí)，主要是通過一個(gè)溫度傳感器，將采集到的溫度信號(hào)經(jīng)過一系列的處理之后，最終送入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理，從而達(dá)到顯示的目的。</p><p>　　方案一：利用PT-100溫度傳感器通過電橋電路把溫度轉(zhuǎn)換成模擬電壓，經(jīng)由放大電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，

42、最終將數(shù)字量送入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。</p><p>　　方案二：采用集成數(shù)字化溫度傳感器DS18B20，將數(shù)字溫度信號(hào)直接送入單片機(jī)內(nèi)進(jìn)行處理。</p><p>　　分析：考慮到PT-100價(jià)格比較昂貴，硬件設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，并且很容易受到外界的干擾，適合反應(yīng)較慢的測(cè)溫場(chǎng)合，而集成數(shù)字化溫度傳感器DS18B20具有很多優(yōu)點(diǎn)：它能直接將溫度轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，測(cè)量精度較高，集成度高，外圍電路少，所以最

43、終選擇DS18B20。</p><p>　　3.3.2 DS18B20的介紹及其主要特性</p><p>　　數(shù)字化溫度傳感器DS18B20，是美國DALLAS半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的可組網(wǎng)數(shù)字溫度傳感器芯片，在其內(nèi)部使用了在板（ON-BOARD）專利技術(shù)。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一支三極管的集成電路內(nèi)，支持“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，具有較強(qiáng)的抗干擾性，適合于惡劣環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量。&l

44、t;/p><p>　　適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。</p><p>　　獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊</p><p>　　DS18B20支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫</p><p

45、>　　4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一支三極管的集成電路內(nèi)</p><p>　　5）溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時(shí)精度為±0.5℃</p><p>　　可編程的分辨率為9～12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫</p><p>

46、;　　7）在9位分辨率時(shí)最多在93.75ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快。</p><p>　　測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給CPU，同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力</p><p>　　負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。</p><p>　　

47、3.3.3 DS18B20的引腳定義及內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3.3.3 DS18B20的引腳圖</p><p>　　DS18B20引腳定義： </p><p>　　DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端</p><p><b>　　GND為電源地端</b></p><p>　　VDD為外接供電電源

48、輸入端（在寄生電源接線方式時(shí)接地）</p><p>　　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)：主要由64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器四部分組成。</p><p>　　3.3.4 DS18B20的工作原理</p><p>　　DS18B20測(cè)溫原理如圖所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。

49、高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩頻率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在－55℃所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。圖中的斜率累加器用于補(bǔ)償和

50、修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。</p><p>　　圖3.3.4 DS18B20測(cè)溫原理圖</p><p>　　3.3.5 DS18B20與單片機(jī)的接口電路設(shè)計(jì) </p><p>　　圖3.3.5 DS18B20與單片機(jī)接口電路圖</p><p>　　如圖采用外接電源供電方式，在外接電源供電方式下，DS18B20

51、從單線信號(hào)線上吸取能量,在信號(hào)線DQ處于高電平期間把能量儲(chǔ)存在內(nèi)部電容里，在信號(hào)線處于低電平期間消耗電容上的電能來繼續(xù)工作，直到高電平到來再給寄生電源（電容）充電。獨(dú)特的寄生電源方式有三個(gè)好處，分別是在進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)溫時(shí)，無需本地電源；可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM；電路更加簡潔，僅用一根I/O口實(shí)現(xiàn)測(cè)溫。要想使DS18B20進(jìn)行精確的溫度轉(zhuǎn)換，I/O線必須保證在溫度轉(zhuǎn)換期間獲得足夠的能量。該電路只適應(yīng)于單一溫度傳感器測(cè)溫情況下，不

52、適宜于電池供電系統(tǒng)中工作，并且工作電源VCC必須保證在5V，當(dāng)電源電壓下降時(shí)，寄生電源能夠汲取的能量也降低，會(huì)使溫度誤差變大。單片機(jī)的P1.4口接DQ,當(dāng)DS18B20處于寫存儲(chǔ)器操作和溫度A/D轉(zhuǎn)換操作時(shí)，總線上必須有強(qiáng)的上拉，上拉開啟時(shí)間最大為10us。由于單線制只有一根線，因此發(fā)送接收口必須是三態(tài)的。主機(jī)控制DS18B20完成溫度轉(zhuǎn)換必須經(jīng)過3個(gè)步驟：初始化、ROM操作指令、存儲(chǔ)器操作指令。本次單片機(jī)系統(tǒng)所用的晶振頻率為11.05

53、92 MHz，根據(jù)DS18B20的初始化時(shí)序、寫時(shí)序和讀時(shí)</p><p><b>　　注意事項(xiàng)：</b></p><p>　　DS1820雖然具有測(cè)溫系統(tǒng)簡單、測(cè)溫精度高、連接方便、占用P口線較少等優(yōu)點(diǎn)，但在實(shí)際應(yīng)用中也應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題：</p><p>　　較小的硬件開銷需要相對(duì)復(fù)雜的軟件進(jìn)行補(bǔ)償，由于DS1820與微處理

54、器間采用串行數(shù)據(jù)傳送，因此，在對(duì)DS1820進(jìn)行讀寫編程時(shí)，必須嚴(yán)格的保證讀寫時(shí)序，否則將無法讀取測(cè)溫結(jié)果。在使用PL/M、C等高級(jí)語言進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)DS1820操作部分最好采用匯編語言實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　在DS1820的有關(guān)資料中均未提及單總線上所掛DS1820數(shù)量問題，容易使人誤認(rèn)為可以掛任意多個(gè)DS1820，在實(shí)際應(yīng)用中并非如此。當(dāng)單總線上所掛DS1820超過8個(gè)時(shí)，就需要解決微處理器的總線

55、驅(qū)動(dòng)問題，這一點(diǎn)在進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要加以注意。</p><p>　　在DS1820測(cè)溫程序設(shè)計(jì)中，向DS1820發(fā)出溫度轉(zhuǎn)換命令后，程序總要等待DS1820的返回信號(hào)，一旦某個(gè)DS1820接觸不好或斷線，當(dāng)程序讀該DS1820時(shí)，將沒有返回信號(hào)，程序進(jìn)入死循環(huán)。這一點(diǎn)在進(jìn)行DS1820硬件連接和軟件設(shè)計(jì)時(shí)也要給予一定的重視。測(cè)溫電纜線建議采用屏蔽4芯雙絞線，其中一對(duì)線接地線與信號(hào)線，另一組接VCC和地線，屏

56、蔽層在源端單點(diǎn)接地。溫度傳感器DS18B20匯編程序，采用器件默認(rèn)的12位轉(zhuǎn)化,最大轉(zhuǎn)化時(shí)間750毫秒；可以將檢測(cè)到的溫度直接顯示到STC89C52開發(fā)實(shí)驗(yàn)板的兩個(gè)數(shù)碼管上；顯示溫度00到99度，很準(zhǔn)確無需校正。</p><p>　　連接DS1820的總線電纜是有長度限制的。試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長度超過50m時(shí)，讀取的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤。當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離可達(dá)150m，當(dāng)采

57、用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通訊距離進(jìn)一步加長。這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形產(chǎn)生畸變?cè)斐傻摹Ｒ虼?，在用DS1820進(jìn)行長距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。</p><p>　　3.5 報(bào)警電路模塊</p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　9011的基極為高電平且兩個(gè)三極

58、管均導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器工作，即報(bào)警。否則輸出低電平，不報(bào)警。報(bào)警電路如圖所示：</p><p>　　圖3.5.1 報(bào)警電路圖</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　該方案中采用簡單的放大電路，信號(hào)通過7407驅(qū)動(dòng)器后即送給蜂鳴器，且報(bào)警聲音響亮，適合于報(bào)警，所以也實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。報(bào)警電路如圖所示。</p>

59、<p>　　圖3.5.2報(bào)警電路二</p><p>　　兩種方案都各有優(yōu)勢(shì)，此次設(shè)計(jì)采用方案一。</p><p>　　3.6 繼電器控制加熱電路</p><p>　　圖3.6 繼電器加熱電路</p><p>　　加熱控制電路由單片機(jī)P1口的P1.4控制。通過單片機(jī)送給加熱執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行加熱，電路驅(qū)動(dòng)電磁鎖吸合與打開，從而達(dá)到加熱

60、的目的。光耦可以隔離輸入量與輸出量，在本設(shè)計(jì)中起到隔離單片機(jī)與電磁繼電器的作用。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出開鎖信號(hào)時(shí)，P1.4口為低電平，此時(shí)光耦內(nèi)部的的發(fā)光二極管導(dǎo)通，接收三極管吸收光而導(dǎo)通，因此使繼電器處于常開端即加熱。當(dāng)輸入密碼錯(cuò)誤時(shí)，輸入端為高電平，電磁繼電器的中心抽頭由“常開”接到“常閉”，此時(shí)不加熱。加熱電路如圖3.6所示：</p><p>　　3.7 水位檢測(cè)接口電路</p><p>　

61、　蓄水箱水位和溫度檢測(cè)部分是實(shí)現(xiàn)溫度智能控制的重要環(huán)節(jié)，只有準(zhǔn)確地檢測(cè)出水位和溫度，才能通過軟件計(jì)算提前開始輔助加熱的預(yù)加熱時(shí)間。要實(shí)現(xiàn)輔助加熱提前時(shí)間的精確計(jì)算，最好是采用連續(xù)液位傳感器，但考慮系統(tǒng)成本，本設(shè)計(jì)仍采用分段式液位傳感器(通過軟件來提高精度)，在水位顯示上也仍采用分段顯示。水位檢測(cè)部分的硬件連接如圖所示。</p><p>　　圖3.7 水位檢測(cè)電路圖</p><p>　　檢測(cè)

62、原理如下：當(dāng)水箱中無水時(shí)，8個(gè)非門均由1M歐姆電阻上拉成高電平， 所以圖中各“非”門(CD4069) 輸出均為低電平，LED1～ LED8 均不亮。當(dāng)水位高于“非”門1 的輸入探針時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用，使“非”門1 的輸入變?yōu)榈碗娖剑云漭敵鲎優(yōu)楦唠娖?，LED點(diǎn)亮，依此類推。隨著水位的上升，各“非”門輸出相繼為高電平，LED依次點(diǎn)亮。這里要注意的是上拉電阻不能選擇太小，因?yàn)樗碾娮柙?00k8 左右，所以上拉電阻選擇太小的話，將在水位

63、升高時(shí)，無法把“非”門輸入端拉成低電平。實(shí)驗(yàn)表明， 上拉電阻選擇在500k～1M歐姆左右能很好地滿足電路的工作要求。為了使80C51 隨時(shí)能夠讀出當(dāng)前的水位情況，這里選用74L S244 作為狀態(tài)輸入緩沖器。蓄水箱溫度檢測(cè)電路采用DS18B20芯片使其換成脈沖信號(hào)，送到80C51的I/O 口(編程為計(jì)數(shù)器工作模式)，通過測(cè)量輸出脈沖頻率的大小來換算成水溫高低信號(hào)。</p><p>　　3.8 水位控制電路<

64、;/p><p>　　該水位控制電路是控制水閥的打開與閉合來實(shí)現(xiàn)放水和停止放水，本次設(shè)計(jì)采用一個(gè)發(fā)光二極管的亮與滅來模擬水閥的開與合。具體原理圖如下：</p><p>　　圖3.8 水位控制電路圖</p><p><b>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 軟件設(shè)計(jì)分析</p><p

65、>　　軟件是系統(tǒng)的指揮中心，由它來配合控制完成各種預(yù)定功能。為了充分發(fā)揮STC89C52優(yōu)越的性能價(jià)格比，在設(shè)計(jì)上盡量做到硬件“軟化”，進(jìn)一步體現(xiàn)軟件編程的靈活性，使系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)得到簡化。系統(tǒng)軟件采用MCS-51單片機(jī)匯編語言編寫，采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，對(duì)那些偶然事件采用中斷方式處理，主程序主要用于系統(tǒng)的控制和管理。</p><p>　　軟件設(shè)計(jì)時(shí)，首先是做好準(zhǔn)備工作，即讀出每個(gè)按鍵的鍵

66、值，并檢查數(shù)碼管是否可以正確顯示所有數(shù)字。電路設(shè)計(jì)時(shí)是按模塊設(shè)計(jì)的，軟件設(shè)計(jì)也一樣，采用中斷子程序方式，首先編寫大概的主程序，然后理出所需設(shè)計(jì)的子程序并逐個(gè)分析和設(shè)計(jì)子程序，編寫出子程序后應(yīng)給予編譯檢查錯(cuò)誤，若有錯(cuò)誤再更正直到通過編譯即沒有語法錯(cuò)誤，等每個(gè)子程序編寫完以后，再修改主程序完成整體的程序編寫，最后在將程序進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　4.2 軟件程序設(shè)計(jì)要求</p><p>

67、　　熱水器不論在什么樣的天氣里，都能夠在設(shè)定的時(shí)間向用戶提供設(shè)定溫度的熱水，從而給用戶帶來便利。當(dāng)控制器在設(shè)定的時(shí)間使水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，將通過聲光報(bào)警提醒用戶。</p><p>　　根據(jù)這一要求，控制器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、鍵盤子程序、T0中斷子程序、LED顯示子程、溫度檢測(cè)子程序等。系統(tǒng)主程序主要完成溫度和水位的檢測(cè)和一些初始化功能。</p><p>　　4.2.1 HD

68、7279串行接口</p><p>　　HD7279采用串行方式與微處理器通信，串行數(shù)據(jù)從DATA引腳送入芯片，并由CLK端同步。當(dāng)片選信號(hào)變?yōu)榈碗娖胶?，DATA引腳上的數(shù)據(jù)在CLK的上升沿被寫入HD7279的緩沖寄存器中。</p><p>　　HD7279的指令結(jié)構(gòu)有三種類型：1、不帶數(shù)據(jù)的純指令，指令的寬度為8個(gè)bit，即微處理器需發(fā)送8個(gè)CLK脈沖。2、帶有數(shù)據(jù)的指令，指令寬度為16b

69、it，即微處理器需發(fā)送16個(gè)CLK指令。3、讀取鍵盤指令，寬度為16bit，前8個(gè)位微處理器發(fā)送到HD7279的指令，后8個(gè)bit為HD7279返回的鍵盤代碼。執(zhí)行此指令時(shí)，HD7279的DATA端在第九個(gè)CLK脈沖的上升沿變?yōu)檩敵鰻顟B(tài)，并與第十六個(gè)脈沖的下降沿恢復(fù)為輸入狀態(tài)，等待接受下一個(gè)指令。</p><p>　　串行接口的時(shí)序如下圖：</p><p><b>　　1）純指令

70、</b></p><p><b>　　2）帶數(shù)據(jù)指令</b></p><p><b>　　3）讀鍵盤指令</b></p><p><b>　　4.3主程序模塊</b></p><p>　　主程序主要完成初始化、顯示處理、送7279顯示、鍵盤掃描以及鍵處理等功能，其中

71、初始化又涉及內(nèi)存單元，顯緩區(qū)，堆棧，定時(shí)器賦初值，及各寄存器的初始化，流程圖如圖4.3所示：</p><p>　　4.4中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.4.1 實(shí)時(shí)時(shí)鐘定時(shí)器中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　該部分用來實(shí)時(shí)時(shí)鐘顯示的中斷服務(wù)程序：在中斷服務(wù)程序中，計(jì)時(shí)初值采用50ms，最小系統(tǒng)所用的晶振為12MHz，所以每個(gè)機(jī)器周期為2us，具體的初值

72、計(jì)算如下：</p><p>　　50ms=（FFFFH+1-初值）*2us</p><p><b>　　初值=3CB0H</b></p><p><b>　　4.5子程序模塊</b></p><p>　　子程序是指能完成某一確定的任務(wù)并能被其他程序反復(fù)調(diào)用的程序段。有時(shí)把調(diào)用子程序的程序稱為主調(diào)程序

73、，被調(diào)用的子程序稱為被調(diào)程序。采用子程序結(jié)構(gòu)可使程序簡化，便于調(diào)試，并可實(shí)現(xiàn)程序模塊化。但子程序在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有通用性和獨(dú)立性。</p><p>　　4.5.1 DS18B20溫度檢測(cè)子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4.5.1溫度檢測(cè)流程圖</p><p>　　4.5.2 水位檢測(cè)子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.5.3 7279發(fā)送

74、接收子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4.5.3 7279發(fā)送接收子程序流程圖</p><p>　　4.5.4 DA18B20溫度轉(zhuǎn)換子程序流程圖</p><p>　　圖4.5.4 溫度轉(zhuǎn)換子程序流程圖</p><p>　　1820數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序：將TEMPER_L高四位和TEMPER_H低四位送TEMPER_NUM，將TEMEPR

75、_L低四位送TEMPER_d，判斷TEMPER_d是否到十，到則TEMPER_NUM加一，然后查表將二進(jìn)制轉(zhuǎn)化成十進(jìn)制。</p><p>　　4.5.5 鍵盤掃描子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤處理主要是不斷的掃描7279模塊中的鍵盤，若有鍵按下時(shí)，則根據(jù)得到的鍵值查表求出其鍵號(hào)，將鍵號(hào)存放于寄存器ACC中供主程序處理。流程圖如圖3.7所示：</p><p>

76、　　4.5.6 顯示處理子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　顯示處理子程序主要完成:查表得到所要顯示的字符的字形碼，然后將字形碼送到7279顯示模塊顯示出來。7279采用串行接口，每發(fā)送一位都要延時(shí)，且要對(duì)其初始化后才可能正確地顯示。流程圖如圖3.6所示：</p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試分為硬件電路調(diào)試和

77、系統(tǒng)調(diào)試。硬件電路調(diào)試的主要任務(wù)是檢查硬件電路是否有問題，也就是檢查硬件電路是否能工作；系統(tǒng)調(diào)試的主要任務(wù)是在這種硬件條件下是否可以完成設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　在制作好PCB之后，緊接著就是插上元件調(diào)試硬件系統(tǒng)。為了減少硬件調(diào)試的難度，在系統(tǒng)的硬件調(diào)試中采用分塊調(diào)試方法，這樣可以減少問題的積累，更加容易發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。</p><p>　　調(diào)試單片機(jī)的最小配置時(shí)發(fā)現(xiàn)，不能正常

78、下載程序，首先檢查串口到單片機(jī)電路部分，用萬用表檢測(cè)發(fā)現(xiàn)是串口電路有短路現(xiàn)象。去除錯(cuò)誤后，發(fā)現(xiàn)仍然不能夠下載，刷程序時(shí)無論怎么改變單片機(jī)的I/O口狀態(tài)，單片機(jī)的各I/O始終為高，即單片機(jī)沒有工作，可能是單片機(jī)的晶振沒有起振，單片機(jī)沒有穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)。仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，接在晶振旁邊的瓷片電容是0.01uf的104，還有單片機(jī)的EA端懸空未接。對(duì)于接在旁邊的電容，電容大有利于晶振的穩(wěn)定，但不容易起振，電容小容易使晶振起振但穩(wěn)定性差，104的電容

79、顯然過大，晶振沒有起振，因此筆者將0.01uF的兩個(gè)電容改換成了20pF的兩個(gè)起振電容。對(duì)于內(nèi)部有8K字節(jié)程序存儲(chǔ)器的STC89C52來說，若電壓引腳VCC接＋5V，程序計(jì)數(shù)器PC的值在0至1FFFH之間時(shí)，CPU讀取指令時(shí)訪問內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器；PC值大于1FFFH時(shí)，則訪問外部的程序存儲(chǔ)器。如果EA接VSS（地），則內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器被忽略，CPU總是從外部的程序存儲(chǔ)器中取指令。此時(shí)，EA腳懸空說明CPU不訪問內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器，所以寫入

80、它的程序不能正常運(yùn)行。當(dāng)把EA腳接VCC后，系統(tǒng)工作正常。</p><p>　　5.1.1 鍵盤顯示電路的調(diào)試</p><p>　　在調(diào)試此部分之前先檢查器件，四腳開關(guān)鍵按下后是否會(huì)自動(dòng)彈起，不會(huì)彈起說明是壞的要及時(shí)更換。對(duì)數(shù)碼管首先判斷數(shù)碼管的極性是共陰還是共陽。將萬用表打到測(cè)試是否導(dǎo)通的端，同時(shí)將黑表筆接COM端，紅表筆接其他任一端，相應(yīng)的段位會(huì)亮則表示數(shù)碼管是好的，且是共陰的；否則將

81、表筆對(duì)換再測(cè)量有相應(yīng)的段位有顯示則是共陽的數(shù)碼管。之后便是對(duì)整個(gè)鍵盤顯示電路的導(dǎo)通性進(jìn)行測(cè)量，以防止在焊接時(shí)出現(xiàn)慮焊的情況，經(jīng)測(cè)量，電路的導(dǎo)通性良好，沒有出現(xiàn)慮焊的情況。對(duì)電路檢測(cè)好之后，筆者打開電源，數(shù)碼管顯示全0，說明電路及數(shù)碼管沒有問題。</p><p>　　5.1.2 溫度采集模塊的調(diào)試</p><p>　　對(duì)于溫度采集模塊，因?yàn)椴捎玫氖菙?shù)字化溫度傳感器DS18B20，硬件電路較

82、為簡單，只需要對(duì)電路的導(dǎo)通性進(jìn)行測(cè)量即可。經(jīng)筆者用萬用表對(duì)電路的導(dǎo)通性測(cè)量得知，并不存在慮焊的情況，電路是導(dǎo)通的。 </p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　該控制器和以往顯示儀相比具有性能價(jià)格比高、溫度控制與顯示精度高、使用方便和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)控制系統(tǒng)具有低價(jià)、智能的優(yōu)勢(shì)，能夠根據(jù)需求的不同而作相應(yīng)的調(diào)整，更加個(gè)性化。同時(shí)，使用單片

83、機(jī)控制系統(tǒng)能夠節(jié)約能源，保護(hù)設(shè)備，延長設(shè)備的使用時(shí)間。</p><p>　　該熱水器具備以下特點(diǎn)：</p><p>　　結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、操作維護(hù)簡便。</p><p>　　熱源取之不盡用之不竭，不需要運(yùn)輸，節(jié)省燃料。</p><p>　　無污染，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成任何影響。</p><p>　　熱水產(chǎn)量受季節(jié)、地區(qū)

84、緯度、采熱面積、采熱器類型、環(huán)境溫度、供水溫度、風(fēng)速、日照實(shí)際等因素影響較大。</p><p>　　該系統(tǒng)加裝減壓閥后可與鍋爐配套使用，解決冬季用水。</p><p>　　不用考慮玻璃蓋的防凍裝置。</p><p>　　該熱水器裝置置于浴室屋訂占地面積較大，同時(shí)增加了建筑物的載荷。</p><p>　　在試制和安裝過程中我們體會(huì)到只有注意以下

85、幾個(gè)方面才能保證熱水器的正常運(yùn)行，第一是循環(huán)管道水流方向不允許有反坡現(xiàn)象，拐彎要和緩，管道內(nèi)要清潔無阻塞。第二是冷水箱、熱水箱、集熱器及熱水保溫的相對(duì)位置及標(biāo)高合理，符合水流規(guī)律，第三是補(bǔ)充給熱水箱的水流不允許沖擊，第四是電磁閥的選擇及安裝位置要合理，保證動(dòng)作靈敏可靠。</p><p>　　總之，無論從市場(chǎng)或技術(shù)抑或價(jià)格的角度來說，此款熱水器具有很大的優(yōu)勢(shì)。它市場(chǎng)前景廣闊、技術(shù)先進(jìn)、價(jià)格合理、高度智能化，方便省事

86、，是當(dāng)前市面上熱水器的升級(jí)產(chǎn)品。它不但適合于城鄉(xiāng)民宅需求，還適用于寫字樓、餐飲、娛樂、商業(yè)服務(wù)浴室、理發(fā)店、旅館、招待所、托兒所、敬老院及外貿(mào)出口等各種需求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張大明.單片機(jī)控制實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)及綜合應(yīng)用實(shí)例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007.3</p><p>　　[2] 張俊.

87、匠人手記——一個(gè)單片機(jī)工作者的實(shí)踐與思考.北京航空航天大學(xué)出版社.2008.4</p><p>　　[3] 邊春遠(yuǎn).MCS-51單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序.人民郵電出版社.2005.9</p><p>　　[4] 周航慈. 單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)技術(shù). 北京航空航天大學(xué)出版社，1998. 2005</p><p>　　[5]. 姚磊等．一種改進(jìn)的PID參數(shù)整定方法[J]．

88、空軍雷達(dá)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，6(2)</p><p>　　[6]. 黃　瑋,葉勁松. 單片機(jī)水溫控制系統(tǒng)[J]. 武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),1999</p><p>　　[7].陸坤. 單片機(jī)測(cè)速儀器的設(shè)計(jì) [J].水道港口; 1988年01期; 28-33</p><p>　　[8].張西. 基于MCS-51單片機(jī)的測(cè)溫系統(tǒng) [J].電子工程師; 2002年06期

89、; 31-33</p><p>　　[9]. 陳偉.基于單片機(jī)的測(cè)速儀[J]. 2008年 10期 </p><p>　　[10]. 吳天佑. 基于溫度傳感器的PC散熱解決方案 [J].世界電子元器件; 2001年12期; 14-15</p><p>　　[11]. He S Z．Fuzzy Self-tuning of PID Controller. Fuzzy

90、and System，1993(1)</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　四年的讀書生活在這個(gè)季節(jié)即將劃上一個(gè)句號(hào)，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號(hào)，我將面對(duì)又一次征程的開始。四年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻(xiàn)給

91、一位平凡的人，我的導(dǎo)師劉清平。我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營造了一種良好的精神氛圍。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟,常常讓我有“山重水復(fù)疑無路,柳暗花明又一村”。 感謝我的爸爸媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)

92、育之恩，無以回報(bào)，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠摯謝意！</p><p><b>　　附錄A 電路原理圖</b></p><p><b>　　附錄B PCB圖</b></p><p>&

93、lt;b>　　附錄C 程序代碼</b></p><p>　　TEMPER_L EQU 36H</p><p>　　TEMPER_H EQU 35H</p><p>　　TEMPER_d EQU 34H ;小數(shù)位</p><p>　　TEMPER_NUM EQU 33H</p><p>　　FLAG1

94、 BIT 06H</p><p>　　DQ BIT P1.5</p><p>　　bai_c equ 37h</p><p>　　sh_c equ 38h</p><p>　　g_c equ 39h</p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p&g

95、t;<b>　　LJMP MAIN</b></p><p><b>　　ORG 000BH</b></p><p>　　LJMP INT_T0</p><p><b>　　ORG 001BH</b></p><p>　　LJMP INT_T1</p><p&

96、gt;　　MAIN: CLR 05H</p><p><b>　　CLR P1.6</b></p><p><b>　　CLR P0.0</b></p><p><b>　　CLR P0.7</b></p><p><b>　　CLR P0.1</b>&

97、lt;/p><p>　　MOV SP,#70H</p><p>　　MOV TMOD,#11H</p><p>　　MOV TL1,#0B0H</p><p>　　MOV TH1,#3CH</p><p>　　MOV TL0,#0B0H</p><p>　　MOV TH0,#3CH</p>

98、;<p>　　MOV IE,#8AH</p><p><b>　　SETB TR1</b></p><p>　　LCALL INITH </p><p>　　MOV R7,#49H ;循環(huán)次數(shù)</p><p>　　MOV R0,#20H ;建立指針</p>

99、<p>　　; MOV DPTR,#1000H</p><p>　　M_0:CLR A ;目標(biāo)單元清零</p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p><p>　　INC R0 ;修改指針</p><p>　　DJNZ R7,M_0</p

100、><p>　　MOV 60H,#05H</p><p>　　MOV 61H,#02H</p><p>　　LCALL DIS_INITI</p><p><b>　　LCALL DIR</b></p><p><b>　　MOV R5,#7</b></p><

101、p><b>　　ZYXS: </b></p><p><b>　　LCALL DEL</b></p><p>　　LCALL ZYZL</p><p>　　DJNZ R5,ZYXS</p><p><b>　　SETB TR0</b></p><p&

102、gt;　　DD:JB P0.7, DD_3</p><p><b>　　CLR P0.1</b></p><p><b>　　SJMP DD_4</b></p><p>　　DD_3:SETB P0.1</p><p>　　DD_4: LCALL INIT_1820 ;初始化程序</p

103、><p>　　LCALL RE_CONFIG</p><p>　　LCALL GET_TEMPER</p><p>　　LCALL TEMPER_COV</p><p>　　JNB 05H,DD_2 </p><p>　　ACALL DIR_0</p><p>　　DD_2: LCALL DI

104、R ;顯示子程序，將顯緩區(qū)數(shù)據(jù)查表后送顯</p><p>　　LCALL KEY;健盤處理，掃描鍵盤后查鍵號(hào)</p><p>　　CJNE A,#0FFH,M_1 ;判斷是否有鍵按下</p><p><b>　　SJMP DD</b></p><p>　　M_1:CJNE

105、A,#0AH,M_2 </p><p>　　M_2:JNC M_3 </p><p>　　ACALL SKEY ;數(shù)字鍵處理子程序</p><p><b>　　SJMP DD</b></p><p>　　M_3:CJNE A,#0AH,M_4</p><p>　　ACALL

106、MKEY_1 ;</p><p><b>　　SJMP DD</b></p><p>　　M_4:CJNE A,#0BH,M_5</p><p>　　ACALL MKEY_2 ;</p><p><b>　　SJMP DD</b></p><p>

107、;　　M_5:CJNE A,#0CH,M_6</p><p>　　ACALL JIESHU ;結(jié)束</p><p><b>　　SJMP DD</b></p><p>　　M_6:CJNE A,#0DH,M_7</p><p>　　ACALL QIDONG ;開始</p>&

108、lt;p><b>　　SJMP DD</b></p><p>　　M_7:CJNE A,#0EH,M_8</p><p>　　ACALL DOWN_1 ;DOWN翻</p><p><b>　　SJMP DD</b></p><p>　　M_8:CJNE A,#0FH,DD&l

109、t;/p><p>　　ACALL UP_1 ;UP翻</p><p>　　DD1:SJMP DD</p><p>　　DIR_0: JNB 05H,D_1</p><p>　　JB 01H,D_1</p><p>　　JNB 02H,D_1</p><p><b

110、>　　CLR 02H</b></p><p>　　MOV R0,#40H</p><p><b>　　MOV A,50H</b></p><p>　　ACALL A_R0</p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　

111、　MOV A,51H</b></p><p>　　ACALL A_R0</p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　MOV A,52H</b></p><p>　　ACALL A_R0</p><p>　　MOV 42H,#20&

112、lt;/p><p>　　MOV 45H,#20</p><p><b>　　D_1:RET</b></p><p>　　A_R0:MOV R2,A</p><p><b>　　SWAP A</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p>

113、<b>　　MOV @R0,A</b></p><p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　MOV A,R2</b></p><p>　　ANL A,#0FH</p><p><b>　　MOV @R0,A</b></p&g

114、t;<p><b>　　INC R0</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;**********************************************</p><p>　　SKEY:JNB 05H,S_2</p><p>　　JNB

115、 01H,S_2</p><p>　　MOV R0,28H</p><p>　　CJNE R0,#41H,S_0</p><p><b>　　INC 28H</b></p><p>　　S_0:CJNE R0,#44H,S_4</p><p><b>　　INC 28H</b>

116、;</p><p>　　S_4:MOV @R0,A</p><p>　　S_3:INC 28H</p><p><b>　　MOV A,28H</b></p><p>　　CJNE A,#48H,S_1</p><p>　　S_1:JC S_2</p><p>　　MOV

117、28H,#40H</p><p><b>　　S_2:RET</b></p><p>　　;********************************</p><p>　　JIESHU:CPL 05H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　;

118、*********************************</p><p>　　DOWN_1:JNB 04H,DOWN_1_5</p><p><b>　　MOV A,60H</b></p><p>　　CJNE A,#00H,DOWN_1_2</p><p>　　MOV 60H,#09H</p>

119、<p><b>　　DEC 61H</b></p><p><b>　　MOV A,61H</b></p><p>　　CJNE A,#0FFH,DOWN_1_2</p><p>　　MOV 61H,#09H</p><p>　　SJMP DOWN_1_5</p><