屆本科畢業(yè)論文基于AT89C52的太陽能熱水器控制系統(tǒng)THECONTROLSYSTEMOFTHESOLARENERGYWATERHEATERBASEDONAT89C52論文作者姓名作者學(xué)號(hào)所在學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院所學(xué)專業(yè)自動(dòng)化導(dǎo)師姓名職稱）論文完成時(shí)間2010年5月20日2010年5月20日2010屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）開題報(bào)告（由學(xué)生本人認(rèn)真填寫）學(xué)號(hào)姓名導(dǎo)師姓名職稱（副教授）開題時(shí)間2009年12月1日課題題目基于AT89C52的太陽能熱水器控制系統(tǒng)課題來源導(dǎo)師指定自定其他來源課題的目的、意義以及和本課題有關(guān)的國內(nèi)外現(xiàn)狀分析1、目的近些年來，太陽能的開發(fā)和利用已越來越受到人們的重視和青睞，因?yàn)楣?jié)能、環(huán)保、使用方便等因素，太陽能熱水器發(fā)展速度更是迅猛。安裝太陽能熱水器已成為房產(chǎn)開發(fā)商售房的誘人條件之一。在農(nóng)村，隨著農(nóng)民生活水平的提高，太陽能熱水器漸漸成為必備的家用裝置。所以，普通太陽能熱水器每次使用前需排水；不可缺水，空曬情況下上水會(huì)爆炸；冬天水溫不夠，需用電等問題急需解決。本設(shè)計(jì)通過單片機(jī)AT89C52控制A/D轉(zhuǎn)換芯片、發(fā)光二極管、LED驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn)熱水器液位及溫度檢測和顯示，并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)控制。使用戶省心，使用方便，智能運(yùn)行，用戶不必做任何操作。2、意義解決太陽能熱水器現(xiàn)存的一些問題，實(shí)現(xiàn)一定程度的智能控制，方便用戶，安全高效。3、現(xiàn)狀進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的要求越來越高。而隨著新型電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用與普及,單片機(jī)控制系統(tǒng)以其控制精度高,性能穩(wěn)定、可靠,設(shè)置操作方便,造價(jià)低等特點(diǎn),被應(yīng)用到太陽能熱水器的控制中來，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可視性,使得溫度及液位檢測和顯示系統(tǒng)更加智能化、人性化。研究目標(biāo)、研究內(nèi)容和準(zhǔn)備解決的問題1目標(biāo)通過設(shè)計(jì)一個(gè)基于AT89C52的太陽能熱水器的溫度和液位顯示及簡單的控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)一定程度的智能控制，方便用戶使用。2內(nèi)容利用集成溫度傳感器DS18B20和液位傳感器LM1042分別進(jìn)行溫度檢測和液位檢測后，將檢測到的信息傳送給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過相應(yīng)的處理控制電磁閥的開啟及溫度和液位的顯示。3準(zhǔn)備解決的問題如何實(shí)現(xiàn)溫度及液位的顯示，如何實(shí)現(xiàn)智能上水、缺水上水和手動(dòng)上水的功能，如何實(shí)現(xiàn)輸水管道排空水控制，在水箱上水或洗浴完畢后自動(dòng)把上水管道內(nèi)的水排出。擬采取的方法、技術(shù)或設(shè)計(jì)（開發(fā)）工具軟件環(huán)境單片機(jī)端的程序開發(fā)環(huán)境采用KEILUVISION3，開發(fā)語言是KEILC51。硬件環(huán)境硬件電路原理圖用PROTEL99SE繪制。預(yù)期成果1畢業(yè)設(shè)計(jì)成果太陽能熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2畢業(yè)論文進(jìn)度計(jì)劃2009121201035查找資料、搜集相關(guān)素材2010362010326完成需求分析2010327201047完成概要設(shè)計(jì)2010482010415完成詳細(xì)設(shè)計(jì)20104162010428完成編碼2010429201054完成軟件測試2010552010515整理資料、撰寫畢業(yè)論文20105162010520根據(jù)導(dǎo)師要求，完善畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文指導(dǎo)教師對(duì)選題報(bào)告的意見指導(dǎo)教師簽名2009年12月1日2010屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)、創(chuàng)作）任務(wù)書題目名稱基于AT89C52的太陽能熱水器控制系統(tǒng)學(xué)生姓名學(xué)院計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院學(xué)號(hào)所學(xué)專業(yè)自動(dòng)化畢業(yè)論文設(shè)計(jì)、創(chuàng)作要求1可行性分析完成系統(tǒng)的技術(shù)可行性分析2系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)中用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)3程序開發(fā)與調(diào)試具體進(jìn)行項(xiàng)目的開發(fā)4撰寫論文完成論文撰寫畢業(yè)論文設(shè)計(jì)、創(chuàng)作進(jìn)度安排2009121201035查找資料、搜集相關(guān)素材2010362010326完成需求分析2010327201047完成概要設(shè)計(jì)2010482010415完成詳細(xì)設(shè)計(jì)20104162010428完成編碼2010429201054完成軟件測試2010552010515整理資料、撰寫畢業(yè)論文20105162010520根據(jù)導(dǎo)師要求，完善畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文需收集的資料和指導(dǎo)性參考文獻(xiàn)1鄭郁正單片機(jī)原理及應(yīng)用四川大學(xué)出版社20032求是科技單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航第2版人民郵電出版社20083王慶PROTEL99SEAUTOMATICEMPTYINGPIPELINEROWBETWEENTANKANDSHOWERMACHINETOSAVEWATERTHEINTELLIGENCEPROCESSINGANDMAKINGUSEOFTHEWATERAGAINTHESEIMPROVETHEPERFORMANCEOFTHESOLARENERGYWATERHEATERGREATLYTHESYSTEMSOLVESSOMEPROBLEMSWHICHACOMMONSOLARENERGYWATERHEATEREXISTSSUCHAS,OVERFLOWINGWHENTHETANKISFULLTHEPIPELINENEEDAHEATPRESERVATIONNEEDTOLETOUTINGREATQUANTITIESCOLDWATERINTHEPIPELINEBEFOREUSEKEYWORDSSOLARENERGYLIQUIDCONTROLTEMPERATUREDISPLAYPIPELINEROWEMPTY第1章緒論11開發(fā)背景及意義近些年來，太陽能的開發(fā)和利用已越來越受到人們的重視和青睞，因?yàn)楣?jié)能、環(huán)保、使用方便等因素，太陽能熱水器發(fā)展速度更是迅猛。安裝太陽能熱水器已成為房產(chǎn)開發(fā)商售防的誘人條件之一，隨著人們的消費(fèi)意識(shí)、消費(fèi)層次和消費(fèi)要求的提高，普通太陽能熱水器上水時(shí)水滿溢出；冬天太陽能水溫偏低；上（下）水管道需要保溫；使用前需要放出管道中大量冷水等諸多弊病需要解決。針對(duì)上述問題，本文設(shè)計(jì)了以AT89C52單片機(jī)為核心的太陽能熱水器智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了水箱中水位及溫度的智能控制與顯示；自動(dòng)排空水箱至淋浴器（上下水共用）管道間的存水；為了使排空管道時(shí)的水不浪費(fèi)掉，在浴室內(nèi)部又設(shè)置了一個(gè)室內(nèi)水箱，以備他用。同時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)上水，使用方便。使太陽能熱水器系統(tǒng)的操作性能、利用功能、擴(kuò)展范圍、產(chǎn)品檔次等諸多方面實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。使用戶省心、智能運(yùn)行。12本文研究的內(nèi)容本文經(jīng)過調(diào)研及收集相關(guān)技術(shù)資料，提出如下技術(shù)方案。以AT89C52為核心，利用液位傳感器LM1042、測溫元件DS18B20、發(fā)光二極管及數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)以下性能水溫?cái)?shù)碼顯示，測溫范圍099，精度05；水位分五檔顯示（缺水、20、50、80、100）；智能上水控制、具有缺水上水和手動(dòng)上水等功能；輸水管道排空水控制，在水箱上水或洗浴完畢后自動(dòng)把上水管道內(nèi)的水排出。系統(tǒng)控制和主要結(jié)構(gòu)框圖如圖11所示圖11系統(tǒng)組成框圖第2章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)21系統(tǒng)總體功能概述該系統(tǒng)以AT89C52作為核心控制部件，外加液位傳感器、測溫元件、一片A/D轉(zhuǎn)換芯片、五個(gè)發(fā)光二極管、兩個(gè)數(shù)碼管及驅(qū)動(dòng)芯片來達(dá)到系統(tǒng)的性能要求。LM1042外接的熱阻探針溫度的變化依賴于周圍材料的熱阻的大小，而空氣和液體的熱阻大小有很大差別，從而可以根據(jù)探針在液體中的深度不同時(shí)電阻的不同檢測出液位的深度信息，由LM1042內(nèi)部轉(zhuǎn)換電路網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換為與液位成線性關(guān)系的電壓信號(hào)，再由8位逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0804將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，實(shí)現(xiàn)液位信息的輸入。AT89C52從ADC0804讀取液位信息后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，結(jié)合DS18B20測得的溫度進(jìn)行液位和溫度的顯示及閥門的控制。圖21為系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖圖21系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖AT89C52LEDADDS18B20各部分功能1電源部分提供5V電壓供系統(tǒng)使用。2按鍵部分用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)上水。3LM1042實(shí)現(xiàn)液位信息到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。4ADC0804將液位傳感器輸出的電壓信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送到單片機(jī)。5DS18B20實(shí)現(xiàn)溫度檢測。6AT89C52為處理器，實(shí)現(xiàn)液位信息和溫度信息的接收、數(shù)據(jù)處理和輸出到發(fā)光二極管和數(shù)碼管顯示。22核心芯片選擇核心控制系統(tǒng)采用ATMEL公司89系列的一款單片機(jī)AT89C52，此單片機(jī)包含一個(gè)8位CPU、256字節(jié)的片內(nèi)RAM和片內(nèi)FLASH存儲(chǔ)器、4個(gè)8位的雙向可尋址I/O口、1個(gè)全雙工UART的串行接口、3個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器、多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)（8級(jí)中斷，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套）、一個(gè)片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。在AT89C52單片機(jī)結(jié)構(gòu)中，顯著的特點(diǎn)是內(nèi)部含有FLASH存儲(chǔ)器，使用戶在開發(fā)過程中十分容易修改程序，縮短系統(tǒng)的開發(fā)周期。同時(shí)，它繼承了CMOS產(chǎn)品低功耗的特點(diǎn)，有兩種產(chǎn)生低功耗的方式空閑方式和掉電方式。在空閑方式下，CPU停止工作，RAM和其他片內(nèi)的部件繼續(xù)工作，此時(shí)的電流大約是正常工作方式下的15。在掉電方式下，電流可降到15UA以下。AT89C52單片機(jī)有多種封裝方式PDIP封裝、方形的PLCC和PQFP/TQFP封裝，使用方便。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖22圖22AT89C52引腳圖23液位檢測231液位傳感器本次設(shè)計(jì)液位傳感器選用集成芯片LM1042，實(shí)現(xiàn)液位信號(hào)到電壓信號(hào)的轉(zhuǎn)換。LM1042是用于液位檢測的專用集成電路，它內(nèi)部集成了所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針的短路和開路所需的監(jiān)控電路，具有很強(qiáng)的功能。LM1042使用熱阻探針技術(shù)來測量非可燃性液體的液面高度，它能提供一正比于液位高度的輸出，可進(jìn)行單次或重復(fù)測量，所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針的短路和開路所需的監(jiān)控電路都集成在LM1042芯片內(nèi)部。此外該芯片還可采用其它傳感器信號(hào)或線性輸入作為輸入信號(hào)。該器件采用16腳DIP封裝。芯片的主要特點(diǎn)如下可以選擇熱阻或線性信號(hào)作為輸入；集成有熱阻探針的控制電路；可單次測量或重復(fù)測量；在復(fù)位時(shí)切換，延時(shí)功能可避免瞬態(tài)信號(hào)的影響；具有探針短路、開路檢測功能；電源或控制輸入端具有50V的瞬態(tài)電壓保護(hù)電路；電源范圍7518V；內(nèi)部有電源調(diào)節(jié)器；可在4080的工作溫度范圍內(nèi)工作。熱阻探針工作的基本原理是基于功率在探針上耗散，探針溫度的變化依賴于周圍材料的熱阻的大小，由于空氣和其它氣體相對(duì)于水和油來說是熱的不良導(dǎo)體，利用這一點(diǎn)有可能測量探針等浸入液體媒介的深度。其原理如圖23所示圖23測溫原理圖在測量周期中，一固定的驅(qū)動(dòng)電流I施加到探針上，在測量的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻探針兩端的電壓被采樣，得到電壓差V0由于空氣的熱阻RTHA大于油的熱阻RTHO，由它們引起的溫度變化分別為T1和T2，相應(yīng)的探針電阻也會(huì)隨著改變?yōu)镽1和R2差值，在每單位長度上產(chǎn)生相應(yīng)的電壓變化V1和V2。電壓差V由下式給出VLAV1/LLLAV1/L由于V1V2，RTHARTHO，V會(huì)隨著探針在空氣中長度的增加而增大。在實(shí)際應(yīng)用中，為獲得最佳效果，探針需要具有高的溫度系數(shù)和低的熱阻時(shí)間常數(shù)，為避免誤觸發(fā)探針短路開路檢測器，探針電壓必須介于07V和53V之間，對(duì)于200MA的電流容許的探針阻值范圍是35到24。在圖24中，7腳和10腳是用于探針2的調(diào)整，由于本系統(tǒng)只用到探針1，故只需將7腳和10腳接地即可；1腳是熱阻探針輸入端；5腳是探針故障檢測端；6腳是電源端；3、4腳分別接PNP管的發(fā)射極和集電極用于給探針提供200MA的固定電流；16腳為模擬電壓輸出端，輸出與液位成正比的模擬電壓；12、13腳用來調(diào)整探針的測量周期；9、14腳外接兩個(gè)電容作為探針的記憶電容，記憶探針的電壓值。圖24LM1042電路圖232AD轉(zhuǎn)換電路由于LM1042輸出的是模擬信號(hào)，須經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片機(jī)可處理的數(shù)字信號(hào)，且考慮到該裝置是應(yīng)用于太陽能熱水器中，無需高精度，故選用8位AD轉(zhuǎn)換器ADC0804進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換即可。ADC0804型8位全MOSA/D轉(zhuǎn)換器是中速廉價(jià)型產(chǎn)品之一。片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，與微處理器兼容，輸入方式為單通道，轉(zhuǎn)換時(shí)間約為100S。它的非線性誤差為1LSB。電源電壓為5V。其引腳圖如圖25所示圖25ADC0804引腳圖被轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)從VIN和VIN輸入。允許此信號(hào)是差動(dòng)的或不共地的電壓信號(hào)，模擬地和數(shù)字地分別設(shè)置引入端，使數(shù)字電路的地電流不影響模擬信號(hào)回路，以防止寄生耦合造成的干擾。VREF/2端不必外接電源，懸空即可。/CS是片選端，/WR是控制芯片啟動(dòng)的輸入端；/INTR是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸入端，輸出電平由高跳低則表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可作為中斷或查詢信號(hào)。ADC0804片內(nèi)有時(shí)鐘電路，只要在外部“CLKR”和“CLK”兩端外接一對(duì)電阻和電容即可產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)鐘，其振蕩頻率為FCLK1/11RC。本次設(shè)計(jì)選用R10K，C150PF，此時(shí)FCLK640KHZ。其與單片機(jī)的接口電路如圖26所示24溫度檢測對(duì)水箱水溫的測定，采用了較為先進(jìn)的DS18B20集成模塊溫度傳感器，該傳感器將溫度信號(hào)以數(shù)字量傳給單片機(jī)，無需其他的外圍電路，一條口線，電路簡單，使用穩(wěn)定，可以方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)溫度參量的讀取。DS18B20采用3腳PR_35封裝或8腳SOSI封裝，管腳排列如圖27所示。圖27DS18B20封裝圖DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖28所示，主要由4部分組成64位ROM；溫度傳感器；溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL；配置寄存器。考慮到系統(tǒng)功能的限制，傳感器的報(bào)警功能沒有使用。圖28DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖單總線即只有一根數(shù)據(jù)線，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)交換、控制都由這根線完成。其基本的通信過程如下主機(jī)通過拉低單總線至少480US產(chǎn)生復(fù)位脈沖。然后由主機(jī)釋放總線，并進(jìn)入接收模式。主機(jī)釋放總線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一由低電平跳變?yōu)楦唠娖降纳仙亍慰偩€器件檢測到該上升沿后，延時(shí)1560US。單總線器件通過拉低總線60240US來產(chǎn)生應(yīng)答脈沖。主機(jī)接收到從機(jī)的應(yīng)答脈沖后，說明有單總線器件在線，然后主機(jī)就可以開始對(duì)從機(jī)進(jìn)行ROM命令和功能命令操作。所有的讀、寫時(shí)序至少需要60US，且每兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)序之間至少需要1US的恢復(fù)時(shí)間。在寫時(shí)序中，主機(jī)將在拉低總線15US之內(nèi)釋放總線，并向單總線器件寫1；若主機(jī)拉低總線后能保持至少60US的低電平，則向單總線器件寫0。單總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時(shí)序時(shí)才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)，所以，當(dāng)主機(jī)向單總線發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時(shí)序，以便于單總線器件能傳輸數(shù)據(jù)。DS18B20可以使用外部電源VDD，也可以使用內(nèi)部的寄生電源，無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電，I/O口線要接5K左右的上拉電阻。本系統(tǒng)選用外部電源，即在VDD端口接5V的電壓。故單片機(jī)與DS18B20的連接圖如圖29所示圖29AT89C52與DS18B20的連接圖25顯示電路251溫度顯示電路常用的LED顯示器有7段或8段，有共陰極和共陽極種。本次設(shè)計(jì)選用的是7段共陰極。由于單片機(jī)I/O的電氣特性決定了單片機(jī)的端口的驅(qū)動(dòng)能力有限，一般的，單片機(jī)的端口只是驅(qū)動(dòng)TTL電平，不提供或者提供很小的驅(qū)動(dòng)電流，所以在帶負(fù)載時(shí)，單片機(jī)應(yīng)當(dāng)在I/O口加上驅(qū)動(dòng)芯片。本次設(shè)計(jì)選用ICM7218數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)芯片。ICM7218是INTERSIL公司生產(chǎn)的一種性能價(jià)格比較高的通用8位LED數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，28腳雙列封裝，可與多種單片機(jī)接口使用。ICM7218的輸出可直接驅(qū)動(dòng)LED顯示器，不需外接驅(qū)動(dòng)電路，其構(gòu)成的顯示電路結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。ICM7218A顯示電路如圖210所示圖210溫度顯示電路本系統(tǒng)顯示用的2位七段數(shù)碼管由數(shù)碼管專用驅(qū)動(dòng)芯片ICM7218A驅(qū)動(dòng)，27、3、1、25、2、24、26腳分別接數(shù)碼管的AG，15、16腳為位選，分別控制2位數(shù)碼管的亮滅，ID07為數(shù)據(jù)線，接單片機(jī)P0口，/WRITE、MODE是寫控制位和模式控制位，分別接單片機(jī)P25、P26。252液位顯示電路考慮到熱水器的液位顯示只需給人以直覺上水量的多少（即當(dāng)前水量占總?cè)莘e百分比），而不必給出當(dāng)前液位的具體數(shù)值。故選用5個(gè)發(fā)光二極管，用它們的亮滅來顯示水位的五種狀態(tài)。發(fā)光二極管、按鍵與單片機(jī)連線如圖211所示圖211發(fā)光二極管、按鍵與單片機(jī)連線圖1發(fā)光二極管發(fā)光二極管在兩端的電壓差超出其導(dǎo)通壓降時(shí)開始工作，發(fā)光二極管的導(dǎo)通壓降一般約為1719V。此外，工作電流要滿足該二極管的工作電流，滿足電流和電壓的要求，二極管就可以發(fā)光了。單片機(jī)系統(tǒng)中往往是數(shù)字信號(hào)，其電源不是5V就是0V，所以只要將二極管的正負(fù)極和電源對(duì)應(yīng)上就可以了。在發(fā)光二極管前面要接一個(gè)電阻，這個(gè)電阻的作用在于限制二級(jí)管的電流，從而達(dá)到減少功耗或者滿足端口對(duì)最大電流的限制。一般二極管的點(diǎn)亮電流為5MA10MA，在5V電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，廠家多采用470。限流電阻，在該設(shè)計(jì)中選用510，這樣既不會(huì)超出單片機(jī)的I/O口最大限流，二極管也比較明亮。使用五個(gè)發(fā)光二極管來表示液位的五種狀態(tài)全亮?xí)r對(duì)應(yīng)水滿，全滅時(shí)對(duì)應(yīng)缺水，僅D1亮?xí)r對(duì)應(yīng)20，僅D1和D2亮?xí)r對(duì)應(yīng)40，D1、D2、D3亮?xí)r對(duì)應(yīng)60，僅D5滅時(shí)對(duì)應(yīng)80。2按鍵當(dāng)有按鍵被按下時(shí)說明用戶要手動(dòng)上水。按鍵使用上拉電阻方式接入單片機(jī)。未按下時(shí)對(duì)單片機(jī)輸入一個(gè)高電平，按下后輸入一個(gè)低電平。鍵的閉合與否，反映在行線輸出電壓上就是呈現(xiàn)出高電平或低電平，如果高電平表示斷開的話，那么低電平則表示閉合，所以通過對(duì)行線電平的高低狀態(tài)的檢測，便可以確認(rèn)按鍵按下與否。為了確保CPU對(duì)一次按鍵動(dòng)作只確認(rèn)一次按鍵，必須消除抖動(dòng)的影響。3電磁閥電磁閥在本次設(shè)計(jì)中是輸出設(shè)備，用來控制上下水，24V三極管電磁閥驅(qū)動(dòng)電路圖如圖212所示。系統(tǒng)中用到三個(gè)電磁閥控制水箱和水管的連接。圖212電磁閥與單片機(jī)的連接目前市場上的太陽能熱水器大都裝有管道保溫裝置，以防在冬天管道中的水結(jié)冰，即使不結(jié)冰，在使用前也要放掉管道中的全部冷水,不但給使用者帶來了很多的不便,也對(duì)水資源形成了較大的浪費(fèi)。為此設(shè)計(jì)了水管排空功能,在水箱下安裝一個(gè)電磁閥,當(dāng)關(guān)閉上水閥和水箱的閥門，停止向水箱加水后,開啟通往小水箱的電磁閥門,則單向閥進(jìn)氣使水管內(nèi)存水排至室內(nèi)小水箱,完全把水管內(nèi)的存留水排出水管,從而達(dá)到在使用時(shí)直接使用熱水和節(jié)水的目的。電磁閥的開關(guān)全由單片機(jī)控制,在上水和洗浴完畢后單片機(jī)發(fā)出電磁閥1和電磁閥2關(guān)閉,電磁閥3開啟的放水指令,10S后關(guān)閉電磁閥3,系統(tǒng)處在待命狀態(tài)。同時(shí)打開電磁閥2和電磁閥3即可給室內(nèi)水箱供水,供水完畢后再執(zhí)行管道排空水指令使整個(gè)系統(tǒng)處在待命狀態(tài)。26電源電路為了使單片機(jī)有一個(gè)穩(wěn)定的工作環(huán)境,且各組件都正常的工作,特別制作了5V的直流穩(wěn)壓電源。電源電壓器將220V的交流電壓變?yōu)樗桦妷褐担缓笸ㄟ^橋式整流電路將交流電壓變成脈動(dòng)的直流電壓。由于其含有較大的紋波，必須通過濾波電路加以濾除，以得到平滑的直流電壓最后通過穩(wěn)壓電路維持輸出直流電壓穩(wěn)定。本電路的特點(diǎn)是電源輸出穩(wěn)定,具有較好的抗干擾能力。輸出標(biāo)準(zhǔn)的5V直流電壓。給整個(gè)控制系統(tǒng)供電,電源電路如圖213所示圖213電源電路圖第3章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)31軟件功能概述在系統(tǒng)的硬件確定以后，功能完善的軟件能夠很好的指導(dǎo)和協(xié)調(diào)硬件的工作，可使系統(tǒng)發(fā)揮其最大的作用，并且便利以后的更新?lián)Q代升級(jí)。一個(gè)完整的系統(tǒng)都離不開對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控，為了更好的協(xié)調(diào)軟件、硬件各個(gè)部分正常工作，就必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。在本系統(tǒng)中定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序擔(dān)任液位數(shù)據(jù)讀取、處理和輸出顯示任務(wù)，每隔一定的時(shí)間對(duì)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)行一次采樣，并進(jìn)行相應(yīng)的處理，再經(jīng)過發(fā)光二極管來實(shí)現(xiàn)液位的顯示。而定時(shí)器T1中斷服務(wù)程序擔(dān)任溫度數(shù)據(jù)讀取、處理和輸出顯示任務(wù)，并經(jīng)LED顯示。而主程序完成的任務(wù)相對(duì)簡單，它只是完成系統(tǒng)初始化及檢測是否有鍵按下等工作。若有鍵按下，則進(jìn)入手動(dòng)上水模式。32主程序設(shè)計(jì)圖31主程序流程圖SOV1SBITD2P21SBITD3P22SBITD4P23SBITD5P24/發(fā)光二極管SBITICMWRP25SBITICMMODEP26SBITDQP27/DS18B20數(shù)據(jù)輸出口SBITADCSP30SBITADENDP31SBITADWRP36SBITADRDP37/ADSBITS1P32/按鍵SBITSOV1P33SBITSOV2P34SBITSOV3P35/電磁閥UCHARFLAG1/溫度正負(fù)標(biāo)志位UCHARTEMP2/當(dāng)前溫度值UCHARADV0,ADV/AD值UNCHARWLUINTT0C,T1CUCHARTW/溫度液位選擇位UCHARSFLAG/手動(dòng)上水模式標(biāo)志位UCHARTFLAG/高溫標(biāo)志/UCHAREPFLAG/排空水標(biāo)志位/延時(shí)程序VOIDDELAYUSUCHARUSWHILEUS/12M，一次6USVOIDDELAYMSUINTMS/毫秒級(jí)延時(shí)UINTTIWHILEMSFORTI0TI0ICOUNT/空操作VOID_NOP_VOID/DS18B20程序段BITDS18B20_RESETVOID/DS18B20復(fù)位和初始化UCHARDATAIDQ0/發(fā)一個(gè)復(fù)位脈沖DELAYUS80DQ1DELAYUS12IFDQRETURN0DELAYUS80RETURN1VOIDDS18B20_WRITEUCHARA/DS18B20寫操作UCHARDATAIBITCFORI0IIDQ0DQ0DELAYUS0DQCDELAYUS10DQ1UCHARDS18B20_READVOID/DS18B20讀一字節(jié)操作UCHARDATAI,AFORI0I1IFDQAA|0X80DELAYUS10DQ1RETURNAUCHARREAD_TEMPVOIDUCHARI,B,C,TH,TM,TLDS18B20_RESETDS18B20_WRITE0XCCDS18B20_WRITE0X44DELAYMS50DS18B20_RESETDELAY1DS18B20_WRITE0XCCDS18B20_WRITE0XBEBDS18B20_READCDS18B20_READFLAG1CIFFLAG1