1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 太陽(yáng)能水位控制器的設(shè)計(jì)Solar water level controller design 一、課題名稱： 太陽(yáng)能水位控制器的設(shè)計(jì)水位控制器可安裝應(yīng)用在各種需要對(duì)水位進(jìn)行控制的地方。太陽(yáng)能水位控制器主要起到太陽(yáng)能中水位顯示，無(wú)水和水滿報(bào)警的作用。二、畢業(yè)專題（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容：1、基本要求：1、低水位報(bào)警功能。2、滿水位報(bào)警功能。3、水位顯示功能。2、拓展要求：1、可具有溫度顯示功能。2、1、設(shè)計(jì)出電路原理圖。3、制作完成PCB電路板圖。三、計(jì)劃進(jìn)度：日期畢業(yè)設(shè)計(jì)各階段的任務(wù)2012年8月30日-9月2 日下達(dá)任務(wù)書，動(dòng)員，學(xué)生準(zhǔn)備2012年9月3日-9月14日學(xué)生查閱資料，

2、確定方案2012年9月17日-9月 28日 學(xué)生設(shè)計(jì)2012年10月8日-10月 12日學(xué)生畢業(yè)論文編寫2012年10月14日-10月 22 日整理畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯四、畢業(yè)專題（設(shè)計(jì)）結(jié)束應(yīng)提交的材料：1、 畢業(yè)論文 2、實(shí)物指導(dǎo)教師 尹 慧 教研室主任 尹 慧 2012 年 9月 日 2012 年 9 月 日論文真實(shí)性承諾及指導(dǎo)教師聲明學(xué)生論文真實(shí)性承諾本人鄭重聲明：所提交的作品是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，內(nèi)容真實(shí)可靠，不存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和

3、集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。如被發(fā)現(xiàn)論文中存在抄襲、造假等學(xué)術(shù)不端行為，本人愿承擔(dān)本聲明的法律責(zé)任和一切后果。畢業(yè)生簽名： 日 期： 指導(dǎo)教師關(guān)于學(xué)生論文真實(shí)性審核的聲明本人鄭重聲明：已經(jīng)對(duì)學(xué)生論文所涉及的內(nèi)容進(jìn)行嚴(yán)格審核，確定其內(nèi)容均由學(xué)生在本人指導(dǎo)下取得，對(duì)他人論文及成果的引用已經(jīng)明確注明，不存在抄襲等學(xué)術(shù)不端行為。指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師評(píng)閱表學(xué) 號(hào)100081005學(xué)生姓名陳小偉論文成績(jī)系 部機(jī)電學(xué)院專 業(yè)應(yīng)用電子班 級(jí)102導(dǎo)師姓名尹慧職 稱講師題 目 太陽(yáng)能水位控制器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（包含對(duì)論文的性質(zhì)、難度、份量、學(xué)生實(shí)際完成情況

4、，論文撰寫格式、學(xué)生學(xué)術(shù)道德等方面的評(píng)價(jià)，是否同意答辯等） 指導(dǎo)教師簽名：年 月 日徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)指導(dǎo)教師交叉評(píng)閱表學(xué) 號(hào)100081005學(xué)生姓名陳小偉專業(yè)應(yīng)用電子班級(jí)102題目 太陽(yáng)能水位控制器的設(shè)計(jì)序號(hào)評(píng)審項(xiàng)目指標(biāo)優(yōu)秀良好合格不合格1選題選題符合人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，具有一定的理論意義和實(shí)用價(jià)值。2課題工作量難易程度適中，工作量飽滿3設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量材料豐富、內(nèi)容充實(shí)，較好地體現(xiàn)本專業(yè)基本知識(shí)、基本技能的綜合應(yīng)用，觀點(diǎn)明確、結(jié)構(gòu)完整、格式符合徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）規(guī)范。4成果具有一定的創(chuàng)新性、或具有一定的學(xué)術(shù)水平和獨(dú)到的見(jiàn)解、或具有一定的實(shí)用價(jià)值?？傇u(píng)評(píng)閱

5、教師評(píng)語(yǔ) 評(píng)閱教師簽名：年 月 日是否同意參加答辯摘要本設(shè)計(jì)以單片機(jī)AT89S52為核心，配合RC充放電式水位傳感器與一塊12864液晶顯示器，設(shè)計(jì)一種數(shù)字化且智能化的太陽(yáng)能熱水器水位控制系統(tǒng)。雖然本論文課題是水位控制電路設(shè)計(jì)，但水位的檢測(cè)和溫度有著密不可分的聯(lián)系，所以溫度的檢測(cè)模塊也是論文必不可少的一部分。此外，文中給出了主控芯片模塊、LCD顯示板、水位監(jiān)測(cè)控制、電鍵控制、報(bào)警器和電磁閥控制等模塊的結(jié)構(gòu)及其工作原理、系統(tǒng)硬件原理圖、程序流程圖，并結(jié)合相應(yīng)的理論設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。開(kāi)頭部分闡述的是研究太陽(yáng)能熱水器的必要性和國(guó)內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài)，正文開(kāi)始是設(shè)計(jì)要求，接著主要是方案的不足及可以加以改進(jìn)的地方

6、。此設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較系統(tǒng)解決了熱水器上在水時(shí)需人工等待和過(guò)量溢水的問(wèn)題，達(dá)到了省時(shí)、省水的目的。該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)相比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：AT89S52； RC充放電；水位檢測(cè)；溫度檢測(cè) AbstractMy design regards the AT89S52 SCM as the core, combining the RC charge-discharge type water-level sensor. I design one kind of digital and intelligent control system o

7、f solar energy water heater. Although my issue is about water monitoring system, I still mentioned something about temperature monitoring content. My subject is still mainly in water monitoring. This system consists of main chip modules, LCD display module, the water level detection module. the temp

8、erature level detection module, keyboard control module, alarm module and solenoid valve control module. At the beginning of the study describes the need for the solar water heaters , domestic and international research developments, the final part of this article also brings us the design of requir

9、ements. Then article brings us the main demonstration and determination of the program, and the choice of MCU and the working principle of the introduction. Next is the core of this design, combining theory focuses on the solar water heater control circuit of the various components. Behind the softw

10、are design is also essential , finally, the lack of design experience and the improvement is present on our eyes This design has relatively solved the water heater in the water waiting to be artificial and excessive overflow problem, to the province, the provincial water purposes. The solar water he

11、ater system compared with traditional ones has many advantages, with a simple structure, easy to use, low cost, better stability and so on.Keywords：AT89S52 SCM； RC charge-discharge type；Water level detection； Temperature detection 目錄摘要VAbstractVI第1章 緒論1111第2章 方案論證和單片機(jī)的選擇22352.3.1 AT89S52選擇和其功能性能52.3

12、.2 AT89S52引腳功能介紹5第3章 硬件電路設(shè)計(jì)8水位檢測(cè)模塊8893.2 溫度檢測(cè)模塊103.3 LCD液晶顯示模塊133.3.1 12864液晶8133.3.2 LCD液晶顯示電路設(shè)計(jì)153.4 鍵盤控制模塊163.5報(bào)警模塊173.6 電磁閥控制模塊17183.8其他電路設(shè)計(jì)19192020第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)232323水位測(cè)量子程序2425結(jié)束語(yǔ)26參考文獻(xiàn)27致謝28 第1章 緒論地球上的不可再生能源總有一天會(huì)消耗殆盡，所以開(kāi)發(fā)和有效利用太陽(yáng)能這樣的環(huán)保且資源豐富的能源有著重要的意義。太陽(yáng)能熱水器就是太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)和利用的一大產(chǎn)業(yè)，所以完善太陽(yáng)能熱水器也成為最近的研究熱門課題。目

13、前太陽(yáng)能熱水器效率和功能上還存在著比較多的問(wèn)題：例如不可缺水，空曬情況下上水會(huì)爆炸；春、秋天，水溫升高造成水變成水蒸氣蒸發(fā)，造成熱能損失；冬天水溫不夠，導(dǎo)致熱水器成為了擺設(shè)?，F(xiàn)在人們對(duì)家用電器的要求越來(lái)越趨向數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化。很多國(guó)內(nèi)外太陽(yáng)能熱水器商家為了使自己的產(chǎn)品能在市場(chǎng)上有一席之地，在不斷提高太陽(yáng)能熱水器性能的同時(shí)，也不斷加大力度滿足消費(fèi)者對(duì)于太陽(yáng)能使用方便的要求，于是太陽(yáng)能熱水器的智能化程度也一年比一年高。但是大部分太陽(yáng)能熱水器還是存在著使用不便和小毛病多等問(wèn)題。本設(shè)計(jì)是針對(duì)上述問(wèn)題設(shè)計(jì)的溫度控制系統(tǒng)，由AT89S52單片機(jī)和一些外圍設(shè)備，充分運(yùn)用軟件和硬件結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)了當(dāng)前水

14、位高度顯示、水箱溫度顯示，以及當(dāng)水位下降到最低刻度線時(shí)自動(dòng)上水三種主要功能，很好的解決了一些太陽(yáng)能熱水器的通病。我國(guó)在太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展迅猛，已經(jīng)一躍成為太陽(yáng)熱水器第一生產(chǎn)大國(guó)，但現(xiàn)狀是我國(guó)很多企業(yè)生產(chǎn)的太陽(yáng)熱水器仍然有著功能單一、數(shù)字化低、智能化低的不足。近幾年來(lái)，市場(chǎng)上陸續(xù)出現(xiàn)了一些太陽(yáng)能熱水器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定：比如檢測(cè)誤差大、顯示器亂碼，還有的與電輔助加熱裝置不能很好配合和太陽(yáng)能利用率較低等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了用戶的日常使用也從而影響到太陽(yáng)熱水器的銷售業(yè)績(jī)慘淡。所以我認(rèn)為太陽(yáng)熱水器，有著廣闊的發(fā)展前景，一款好的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能讓整個(gè)太陽(yáng)熱水器提高不止一個(gè)檔次，讓企業(yè)樂(lè)開(kāi)了花，也給百姓生活帶去了

15、方便，是一種雙贏的研究。因此，在太陽(yáng)能熱水器水位監(jiān)測(cè)水溫檢測(cè)方面的研究發(fā)，應(yīng)引起足夠重視，加大投入一定力量研究開(kāi)發(fā)高質(zhì)量、性能好的測(cè)控產(chǎn)品。在西方，尤其是美國(guó)、德國(guó)、以色列這些國(guó)家在太陽(yáng)能熱水器方面的研發(fā)一直比較活躍。以美國(guó)歐沃斯利諾依斯公司的發(fā)明的全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器最為普及，使用了高真空技術(shù)，使集熱器的熱損失比普通平板式太陽(yáng)能集熱器的熱損失降低了一大塊（該集熱器選擇性吸收涂層的吸收陽(yáng)光的效率83%）。另一方面還設(shè)計(jì)專門開(kāi)發(fā)了用于太陽(yáng)能熱水器的先進(jìn)的應(yīng)用軟件，從而使太陽(yáng)能熱水器技術(shù)水平領(lǐng)先我國(guó)不少。1.3太陽(yáng)能熱水器智能水位控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)介紹1.水位、水溫測(cè)量電路。這部分用于采集水位水溫

16、信號(hào)給單片機(jī)，是太陽(yáng)能熱水器控制器最關(guān)鍵的部位。2時(shí)間、水位、溫度顯示和鍵盤電路。這部分用于系統(tǒng)和人的信息交互。3驅(qū)動(dòng)電路。上水電磁閥、報(bào)警電路，是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行部分。 第2章 方案論證和單片機(jī)的選擇方案論證和方案的選擇方案一：利用單片機(jī)進(jìn)行水位檢測(cè)和控制，基于數(shù)字電路的全自動(dòng)控制，其工作過(guò)程是被測(cè)水位經(jīng)過(guò)模擬信號(hào)采集模塊進(jìn)行采樣，然后把采樣得到的模擬信號(hào)送入ADC0804進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換讀如單片機(jī)，再由單片機(jī)進(jìn)行處理，得出結(jié)果是否啟動(dòng)/停止控制電路執(zhí)行信號(hào)以達(dá)到水位的控制，具體硬件流程框圖入圖2.1所示。A/D轉(zhuǎn)換輸出控制單片機(jī)控制水位水位傳感器圖2.1 方案一具體流程框圖方案二：采用AT89

17、S52單片機(jī)為核心控制器的電路。因?yàn)閱纹瑱C(jī)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉、可靠性高，便于實(shí)現(xiàn)各個(gè)控制功能能很好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。水位檢測(cè)由本設(shè)計(jì)使用的RC充放電水位傳感器通過(guò)檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)水位的改變。然后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換把信號(hào)輸入到單片機(jī)，獲得當(dāng)前水位顯示。水溫檢測(cè)由單片機(jī)根據(jù)溫度傳感器（DS18B20）的操作指令和時(shí)序讀取溫度，并送達(dá)顯示電路顯示當(dāng)前水溫。本設(shè)計(jì)再用三個(gè)按鍵來(lái)控制上水的水量，本方案智能化、數(shù)字化的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)。具體流程框圖如圖2.2。鍵盤控制輸入快顯示電路控制電磁閥水溫檢測(cè)水位檢測(cè)蜂鳴報(bào)警A/DAT89S52圖2.2 方案二流程框圖方案三：在方案二的整體思路基礎(chǔ)上稍做更改，設(shè)計(jì)分為房頂

18、和房間，利用兩個(gè)單片機(jī)AT89S52分別控制。樓上的AT89S52主要利用DS18B20進(jìn)行水溫的測(cè)量，另一方面RC充放電水位傳感器獲取的信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓比較傳送給單片機(jī)1，得出結(jié)果，由單片機(jī)給出命令來(lái)控制電磁閥的開(kāi)與關(guān)，另一方面信號(hào)通過(guò)雙機(jī)通信傳給樓下的單片機(jī)來(lái)控制顯示電路和報(bào)警。同時(shí)房間可以通過(guò)鍵盤控制手動(dòng)控制電磁閥開(kāi)關(guān)、蜂鳴停止和液晶屏幕的開(kāi)關(guān)。具體流程框圖如圖2. 3。房頂AT89S52房間AT89S52水 溫檢 測(cè)水 位檢 測(cè)電 壓比 較鍵 盤輸 入控制電磁閥顯 示電 路蜂 鳴電 路雙機(jī)通信圖2.3 方案三流程框圖綜合以上三種方案，方案一由于缺少溫度檢測(cè)模塊，而水溫也是影響太陽(yáng)能熱水器很

19、重要的一方面：比如說(shuō)水箱中水溫度過(guò)高導(dǎo)致水沸騰這時(shí)候雖然水所在刻度不是滿的，實(shí)際上已經(jīng)溢出，這樣說(shuō)來(lái)方案一的設(shè)計(jì)算不上智能。方案二在思路上沒(méi)有任何問(wèn)題，可在實(shí)際生活中比較不切實(shí)際，因?yàn)轱@示器在樓頂，倘若用戶在一樓跑到五樓甚至更高，那肯定不方便，液晶成了擺設(shè)，再如液晶這樣的電子產(chǎn)品放在房頂風(fēng)吹雨淋長(zhǎng)此以往如果沒(méi)妥善保護(hù)很容易壞掉。方案三是在方案二的基礎(chǔ)上完善和加強(qiáng)的，采用單片機(jī)鍵的雙邊通信，用戶只要在樓下的房間里或者衛(wèi)生間門口就可以看到水位和水溫的情況，比起方案二更加方便，也更加合理。其基本工作原理是當(dāng)用戶在使用熱水器時(shí)，水箱中水位下降到一定刻度值時(shí)，單片機(jī)會(huì)發(fā)指令給報(bào)警電路，同時(shí)打開(kāi)電磁閥水箱

20、內(nèi)會(huì)水自動(dòng)上水，水位達(dá)到的最高刻度時(shí)單片機(jī)會(huì)控制電磁閥進(jìn)行放水。當(dāng)水位下降到低于設(shè)定的最低刻度線時(shí)，單片機(jī)接受此信號(hào)并開(kāi)始執(zhí)行指令，報(bào)警電路工作，同時(shí)電磁閥打開(kāi)，水位不斷升高，當(dāng)達(dá)到最高水位時(shí)便給單片機(jī)發(fā)出中斷請(qǐng)求，此時(shí)電磁閥關(guān)閉，停止加水。在上水過(guò)程中，在樓下的LCD既可以顯示水箱的水位值又可顯示水箱內(nèi)水的當(dāng)前溫度，不僅直觀方便，而且精確度高，實(shí)用性強(qiáng)。此系統(tǒng)解決了熱水器上水時(shí)需人工守候和過(guò)量溢水的問(wèn)題，達(dá)到了省時(shí)、環(huán)保、節(jié)水的目的。加設(shè)的缺水報(bào)警系統(tǒng)和液晶顯示部分，使整個(gè)系統(tǒng)更實(shí)用，更趨向數(shù)字化、智能化。方案一排阻分檔鍵盤式水位傳感器2：一種類似鍵盤電路的分檔水位傳感器，其原理圖如圖2.4

21、所示。排阻式水位傳感器的工作原理大致是分別用5根銅針?lè)謩e置于水箱內(nèi)的四種不同高度的位置。銅若針不接觸水面，其輸出為高電平；若銅針與其對(duì)應(yīng)水面接觸時(shí)則輸出為低電平，輸出接至電子開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)CD4069反向并經(jīng)74LS244驅(qū)動(dòng)后分別接到AT89S52的 P10P13引腳。單片機(jī)對(duì)這些引腳進(jìn)行判斷后 ，顯示相應(yīng)的水位值。顯示共分4檔 ，每檔為滿水位的20% 。用了這種方法可以省去了傳統(tǒng)的 AD轉(zhuǎn)換器步驟，成本也降低。不過(guò)也有個(gè)缺點(diǎn)就是精度不高。AT89S5274LS244CD4069水箱圖2. 4 排阻式水位檢測(cè)系統(tǒng)示意圖方案二：RC充放電式水位傳感器測(cè)量電路其基本形狀如圖2.5所示。3公共 水位

22、圖2.5 RC 充放電式水位傳感器示意圖從圖2.5中我們可以看到傳感器外很形很普通，該傳感器一共只有兩個(gè)端口，第一個(gè)端口是公共水位，第二個(gè)端口是實(shí)際水位端口。觀察傳感器可知水位傳感器有5個(gè)與水接觸點(diǎn)，我們從上到下依次命名它們?yōu)?5觸點(diǎn)。我們分別測(cè)量了觸點(diǎn)不同接法時(shí)公共和水位兩端口之間的電阻，輸出電阻值表如下表2.1。短接方式無(wú)短接1、21、2、31、2、3、41、2、3、4、5輸出電阻值 極大值25k12.5 k6.3 k方案選擇以RC充放電式水位傳感器來(lái)測(cè)量水位有較大優(yōu)勢(shì)，RC充放電式水位傳感器只要兩根線就可以，這里相對(duì)于排阻法就省下不少的導(dǎo)線，另一方面占用較少的I/O口，僅需兩個(gè)I/O口就

23、能完成水位檢測(cè)任務(wù)，極大地節(jié)約了單片機(jī)的I/O 口資源。綜上比較可見(jiàn)選用第二種方案較為優(yōu)越。2.3.1 AT89S52選擇和其功能性能AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 的8位微控制器4，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)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與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容得益于它使用高密度非易失性存儲(chǔ)器制造技術(shù)。單片機(jī)AT89S52 標(biāo)準(zhǔn)功能：8K Flash ROM（數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器），256B RAM（程序存儲(chǔ)器），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，

24、三個(gè)可編程16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)“看門狗”（WDT）定時(shí)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，兩個(gè)數(shù)據(jù)指針，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。此外，AT89S52如果降至8Hz靜態(tài)邏輯操作，可支持兩種軟件可選擇節(jié)點(diǎn)模式：在掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復(fù)位。在空閑的模式下，CPU暫停工作，而RAM定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行口，外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作。2.3.2 AT89S52引腳功能介紹AT89S52單片機(jī)采用雙列直排的40條引腳的封裝形式。AT89S52的40條引腳中，有2條只用于主電源的引腳，還有2條外接晶振的引腳，另外4條控制和其它電源復(fù)用的引腳，32

25、條I/O引腳。 如圖2.6是AT89S52單片機(jī)引腳圖。 圖2.6 AT89S52單片機(jī)引腳圖AT89S52引腳的名稱和功能：l Vcc：接+5V的電源。l GND：為接地。l XTAL1：接在外部晶振的一端。在單片機(jī)內(nèi)部是反相放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)振蕩器。l XTAL2：接在外部晶振的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部接至上述的振蕩器的反相放大器的輸出端，振蕩器的頻率是晶體振蕩頻率?？刂菩盘?hào)引腳RST、ALE/PROG、PSEN和EA/Vppl RST：9腳也就是RESET，復(fù)位輸入，單片機(jī)上電后如果要使單片機(jī)復(fù)位，只要在該引腳輸入24個(gè)振蕩周期寬度以上的高電平就可達(dá)到。圖3.15為該單片機(jī)的

26、復(fù)位電路圖。在通電瞬間，電容C通過(guò)電阻R進(jìn)行充電，RST端出現(xiàn)正脈沖，用以復(fù)位。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使得單片機(jī)復(fù)位。單片機(jī)正常工作時(shí)，此引腳應(yīng)為不大與0.5V的低電平。l ALE/PROG：30腳，地址鎖存使能輸出/編程脈沖輸入端。，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位。當(dāng)不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器程序時(shí)，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。l PSEN：29腳，外部程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低點(diǎn)平有效。當(dāng)AT89S52由外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行外部代碼時(shí)，每

27、個(gè)機(jī)器周期中，PSEN信號(hào)兩次有效，也就是輸出兩個(gè)脈沖。但在此期間，每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。l EA/Vpp：31腳，外部訪問(wèn)允許/編程電源輸入端。當(dāng)EA輸入高電平時(shí)（接Vcc端），CPU執(zhí)行程序，在低4KB（0000H0FFFH）地址范圍內(nèi)，訪問(wèn)片內(nèi)程序存儲(chǔ)器；當(dāng)程序計(jì)數(shù)器PC的值超過(guò)4KB地址時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。當(dāng)EA輸入低電平（接GND）時(shí)，CPU僅訪問(wèn)片外程序存儲(chǔ)器。在flash編程期間，EA也接收12伏VPP電壓。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。輸入/輸出（I/O）引腳P0、P1、P2和P3l P0

28、口：P0口是一個(gè)雙向I/O口并且擁有8位漏極開(kāi)路的，同時(shí)可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型的TTL負(fù)載。對(duì)P0寫1這個(gè)時(shí)候引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)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。 l P1口：P1口是一個(gè)具有上拉電阻的8位雙向I/O口，P1可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型的TTL電平。P1口是專為用戶使用的準(zhǔn)雙向I/O口，作為通用的I/O口輸入時(shí)應(yīng)先向端口鎖存器寫1。l P2口：P2口是一個(gè)雙口功能、字節(jié)地址為0H、位地址為A0HA7H。P2口作為地址輸出線時(shí)可以輸出高8位 到外部存儲(chǔ)器，與P0輸出的低8位的地址一齊夠成16位地址，可以尋

29、址的地址空間為64KB。在訪問(wèn)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)器時(shí)，P2口送出高8位地址。在這種應(yīng)用中，P2口使用較強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。 l P3口：P3口是一個(gè)8位雙向I/O口具有內(nèi)部上拉電阻的，P2輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3寫1時(shí)，內(nèi)部上拉電阻會(huì)把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口用。作為輸入口使用時(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）。 由于AT89S52的引腳有限，因此在P3電路多了種特殊功能即第二功能。P3口的每一條引腳都可分別定義為第二功能的輸入功能或第二輸出功能。實(shí)際在使用中，一般都是是先按需求優(yōu)先選擇它的第二功能，剩下不用的才作為第一

30、功能口線使用。各引腳的定義如下：P3.0/RXD：串行數(shù)據(jù)輸入口第3章 硬件電路設(shè)計(jì)該系統(tǒng)由主控芯片模塊AT89S52、DS18B20溫度檢測(cè)模塊、LCD液晶顯示模塊、水位檢測(cè)模塊、鍵盤控制模塊、報(bào)警模塊和電磁閥開(kāi)關(guān)模塊組成。下面分別對(duì)各個(gè)模塊作具體介紹。水位檢測(cè)模塊水位測(cè)量原理1檢測(cè)原理圖如圖3.1。水箱水位檢測(cè)口4*25K公共充放電口圖3.1 RC 充放水位傳感器原理圖它的是利用4個(gè)并聯(lián)的電阻5，電阻隨水位變化而變化，每當(dāng)水面接觸一個(gè)鋼針就會(huì)多并聯(lián)一個(gè)電阻，電阻隨水位變化而規(guī)律的變化。因?yàn)閱纹瑱C(jī)會(huì)給電容周期性地充電和放電，然后檢測(cè)接在電容兩邊的電壓的變化。因?yàn)槲覀兺ㄟ^(guò)已學(xué)的知識(shí)可知電容電壓

31、的上升或下降時(shí)間可表示為t=RC，所以可以通過(guò)記錄下的這個(gè)時(shí)間來(lái)知道電阻的變化，進(jìn)而進(jìn)一步可知水位的變化并對(duì)其進(jìn)行顯示。單片機(jī)中的定時(shí)器可以提供電壓變化時(shí)間的紀(jì)錄，接下來(lái)就是如何將電壓的變化傳遞給單片機(jī)。本設(shè)計(jì)與I/O隔離并用中斷監(jiān)測(cè)電容電壓的電路，這樣就需要把電容電壓和單片機(jī)端口如圖3.2這樣隔離開(kāi)來(lái)。D Q 鎖存器CP QMUX地址/控制VccVCC讀引腳內(nèi)部總 線寫入讀存儲(chǔ)器圖3.2 P1口的位結(jié)構(gòu)6電壓跟隨器的構(gòu)成：將LM358的正向輸入端接入電容電壓正端，反向輸入端則與輸出相連。電壓跟隨器的特點(diǎn)：輸入阻抗高，輸出阻抗低，使得輸入幾乎不受輸出影響，所以能啟到很好的隔離作用。3.比較器：

32、采用LM393為比較器加以+5V給其供電，由于LM393的輸出為集電極開(kāi)路，它的輸出高電平與LM393的電源無(wú)關(guān)，但須接外部電源和上拉電阻。需要電壓跟隨器進(jìn)行隔離的原因和必要性：因?yàn)锳T89S52單片機(jī)的INTO、INT1本身就具備上拉電阻，INTO、INT1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于上圖3.2，并且LM393的反相輸入端輸入和同相輸入端輸入間有著相互鉗位作用，而+5V電源分壓電阻給予+3V參考帶電平對(duì)反相輸入端輸入有鉗位作用，因此接了LM358電源跟隨器并且不與電容直接相連，就不會(huì)影響 電容電壓的變化，這便是必須接電壓跟隨器的必要性。電壓跟隨器和比較器的接法如圖3.3所示。.水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)水位傳感器

33、采用電壓跟隨器與電壓比較電路相結(jié)合實(shí)現(xiàn)。由于水的高低也有一定的電阻，如圖3.3，當(dāng)水位較低時(shí)，傳感器將信號(hào)傳給單片機(jī)P2.4端口，輸出低電平信號(hào)輸入到U7A電壓相應(yīng)變的?。ǖ陀?v），1腳輸出低電平，經(jīng)過(guò)U7A電壓跟誰(shuí)器，輸入到U7B反相輸入端，與U7B同相端電壓進(jìn)行比較，在同相端設(shè)置的基準(zhǔn)電壓為6V，輸出高電平，作用于P2.3端口制成高電平，AT89S52接受到高電平信號(hào)后，將指令給P2.7端口，制成高電平，使三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，電磁閥門開(kāi)始工作。當(dāng)水位過(guò)高時(shí)，傳感器將信號(hào)傳個(gè)單片機(jī)，由P2.4輸出一個(gè)高電平信號(hào)，U7A電壓跟隨器輸出一個(gè)12V電壓，輸入給U7B電壓比較器反相端，與同相端

34、進(jìn)行電壓比較輸出一個(gè)低電平信號(hào)即（P2.3端口置成低電平），通過(guò)AT89S52將指令傳給P2.7端口，將其置成低電平，此時(shí)繼電器斷開(kāi)，電磁閥門停止工作。圖3.3 水位檢測(cè)電路3.2 溫度檢測(cè)模塊溫度傳感器的主要特點(diǎn)是功能單一、測(cè)溫精良、價(jià)格低廉（10快錢左右）、響應(yīng)反應(yīng)快、傳輸距離遠(yuǎn)、功耗小、易配處理器等優(yōu)點(diǎn)，非常適合遠(yuǎn)距離測(cè)溫和控制，外圍電路簡(jiǎn)單且不需要進(jìn)行非線性校準(zhǔn)。太陽(yáng)能熱水器溫度傳感器有很多，本設(shè)計(jì)本來(lái)可選用熱敏電阻來(lái)使用，他具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻來(lái)測(cè)水溫，熱敏電阻與普通電阻不同，它具有負(fù)的溫度特性，當(dāng)溫度升高時(shí)，電阻值減小等優(yōu)點(diǎn)，它的應(yīng)用是為了測(cè)量溫度。但由于取材方面的原因，也考慮

35、到經(jīng)濟(jì)成本我選用了型號(hào)為DS18B20的溫度傳感器，這是市場(chǎng)上很多見(jiàn)并且應(yīng)用范圍很廣的一種溫度傳感器，因?yàn)樗?dú)特的單線接口，且具有精準(zhǔn)度高、穩(wěn)定性強(qiáng)、廉價(jià)等好處，因此我設(shè)計(jì)中用DS18B20作為溫度傳感器。DS18B20的簡(jiǎn)介及特性7：DS18B20數(shù)字化溫度傳感器是美國(guó)Dallas半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的世界上第一種單總線接口的溫度傳感器，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只三級(jí)管的集成電路內(nèi)。DS18B20相對(duì)于傳統(tǒng)的溫度傳感器具有性能好、微型化、微功耗、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，尤其適用于多點(diǎn)溫度的測(cè)量。DS18B20擁有。DS18B20可直接將溫度轉(zhuǎn)化成串

36、行數(shù)字信號(hào)，因此特別適合和單片機(jī)配合使用，直接讀取溫度數(shù)據(jù)。DS18B20溫度與數(shù)字對(duì)應(yīng)表如表2所示。目前DS18B20數(shù)字溫度傳感器廣泛應(yīng)用于糧庫(kù)、恒溫室、計(jì)算機(jī)機(jī)房溫度監(jiān)控及其他各種溫度測(cè)控系統(tǒng)中。如下表 3.2.為DS18B20溫度于數(shù)字對(duì)應(yīng)表。DS18B20可編程溫度傳感器采用3腳PR-35封裝，其中GND為接地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過(guò)一個(gè)較小阻值的上拉電阻與單片機(jī)相連。VCC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，范圍可為3.05.5V，本設(shè)計(jì)使用的是外部電源供電。表3.2 DS18B20溫度與數(shù)字對(duì)應(yīng)表溫度 二進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出 十六進(jìn)制數(shù)據(jù)輸出+125 0000

37、0111 1101 0000 07D0h +85 0000 0101 0101 0000 0550h +25.0625 0000 0001 1001 0001 0191h +10.125 0000 0000 1010 0010 00A2h +0.5 0000 0000 0000 1000 0008h 0 0000 0000 0000 0000 0000h -0.5 1111 1111 1111 1000 FFF8h -10.125 1111 1111 0101 1110 FF5Eh -25.0625 1111 1110 0110 1111 FE6Eh -55 1111 1100 1001 00

38、00 FC90h DS18B20的引腳圖和封裝如圖所示。DALLAS18B201 2 3GNDDGVcc 1 2 3TO-92DS18B20圖3.4 DS18B20的引腳圖和封裝DS18B20的引腳介紹DQ為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端。開(kāi)漏單總線接口引腳。在寄生電源中，也可以向器件提供電源。GND：為接地。VDD：外接供電電源輸入端，在寄生電源接線方式時(shí)此引腳必須接地。DS18B20的主要特性：l 一個(gè)端口引腳便可實(shí)現(xiàn)通訊。 l 每個(gè)DS18B20器件有對(duì)應(yīng)且唯一的64 位的序列號(hào)。l 不需任何其他外部原器件就可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫。 l 可以通過(guò)數(shù)據(jù)線供電，供電范圍為3.0V5.5V ，測(cè)溫的范圍為

39、-55125（67257），當(dāng)1085范圍內(nèi)精確度為±5。 l 可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度。l 用戶可定義的非易失性溫度告警設(shè)置，告警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過(guò)程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件?？蓱?yīng)用在溫度控制、工業(yè)系統(tǒng)、溫度計(jì)或著其他溫度感知測(cè)量系統(tǒng)。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成分別為：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兩種寄存器、配置寄存器。DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。64位ROM單總線接口存儲(chǔ)器和控制邏輯緩存溫度傳感器高溫觸發(fā)器低溫觸發(fā)器配置寄存器8位CRC發(fā)生器電源檢測(cè)內(nèi)部Vpp寄生電源電路VpuGGNDDQVDD圖3.5 DS

40、18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖DS18B20僅僅使用一根單線端口進(jìn)行通訊。在單線端口的條件下，首先要建立ROM協(xié)議，才能進(jìn)行存儲(chǔ)和控制操作。光刻ROM中的64位序列號(hào)是出廠前就被光刻好的，是DS18B20的地址序列號(hào)，使每個(gè)DS18B20都有各不相同，這樣就可以在一根總線上掛多個(gè)DS18B20了。其中的溫度傳感器完成對(duì)溫度的測(cè)量。內(nèi)部的存儲(chǔ)器，包括一個(gè)高速暫存RAM和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPRAM，后者存放高溫度和低溫度觸發(fā)器TH，TL和結(jié)構(gòu)寄存器。配置存儲(chǔ)器則主要用來(lái)設(shè)置它的工作模式和分辨率。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

41、。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，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(kāi)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)償和修正測(cè)溫過(guò)程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。累加器預(yù)置比較計(jì)數(shù)器1低溫系數(shù)晶振預(yù)置=0溫度寄存器計(jì)數(shù)器2=0高溫系數(shù)晶振圖3.6 DS18B20的工作原

42、理3.3 LCD液晶顯示模塊3.3.1 12864液晶8液晶顯示的原理是在電壓的作用下使液晶內(nèi)的有機(jī)化合物的排列發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使光的折射角發(fā)生偏轉(zhuǎn)，造成透射的程度不同，從而使液晶模塊從表面看起來(lái)有不同的亮度，所以，液晶必須要在光的照射下才能夠顯示，這一點(diǎn)與發(fā)光二極管從原理上來(lái)說(shuō)是完全不同的。液晶屏顯示模塊與數(shù)碼管相比，它顯得更為專業(yè)、漂亮。隨著科技的發(fā)展，液晶顯示的應(yīng)用前景將更加廣闊，顯示效果也是越來(lái)越好。液晶顯示屏能讓這些電子設(shè)備的顯示更加逼真，目前已廣泛應(yīng)用于電子手表、復(fù)印機(jī)、IC卡 機(jī)、電腦顯示屏、液晶電視等許多方面，尤其是電腦屏幕和液晶電視是最貼近每個(gè)人的生活的液晶產(chǎn)品。TS12864

43、3液晶顯示是基于ST7920來(lái)控制顯示的，該顯示器能夠使用串口和并口兩種接線方式，可以選擇4線和8線兩種方式，有64行，每行有128個(gè)點(diǎn)。要顯示一個(gè)完整是漢字最起碼要在16*16的點(diǎn)陣下才方可完成，換句話說(shuō)如果你要顯示一個(gè)完整的漢字需要16行，每行有16個(gè)點(diǎn)，而顯示一個(gè)字符只需要8*8點(diǎn)陣或者5*7點(diǎn)陣即可。這樣的TS128643液晶如果顯示字符的話，每行能顯示16個(gè)字符，可以顯示4行漢字，每行最多能顯示8個(gè)漢字這，對(duì)于我的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠多了，本設(shè)計(jì)中只需要2行漢字即可。本設(shè)計(jì)采用的液晶因?yàn)槭亲詭ё謳?kù)的，所采用的驅(qū)動(dòng)電路是ST7290，對(duì)于其驅(qū)動(dòng)大致可以分為：初始化、設(shè)置起始顯示、數(shù)據(jù)輸送幾

44、大塊。初始化主要的就是按照芯片手冊(cè)來(lái)，因?yàn)槟切┟钫Z(yǔ)句的內(nèi)存單元都是固定的，需要按照手冊(cè)上的命令語(yǔ)句來(lái)完成，不能因?yàn)槲覀冏约旱南埠脕?lái)自己修改。其管腳說(shuō)明如下表所示。表3.3 液晶12864管腳說(shuō)明管腳符號(hào)功能123 ，16，184567891011GNDVDDNCRSEDB0DB7PSBRSTLED+LED-接地接入+5V電源電壓空高：數(shù)據(jù)（低：指令）高：讀（低：寫）使能端數(shù)據(jù)線控制模式系統(tǒng)復(fù)位背光電源， +5V背光電源， 0V12864液晶的具體指令介紹DR為數(shù)據(jù)寄存器：簡(jiǎn)稱DR，它們負(fù)責(zé)存儲(chǔ)微機(jī)要寫到CGRAM或DDRAM的數(shù)據(jù)，或者存儲(chǔ)MCU要從CGRAM或DDRAM讀出的數(shù)據(jù)。因此，可

45、將DR視為一個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，當(dāng)RS及RW引腳信號(hào)為1且Enable引腳信號(hào)由1變?yōu)?時(shí)，讀取數(shù)據(jù)；當(dāng)RS引腳信號(hào)為1，RW引腳信號(hào)為0且Enable引腳信號(hào)由1變?yōu)?時(shí)，存入數(shù)據(jù)。AC為地址計(jì)數(shù)器：簡(jiǎn)稱AC，負(fù)責(zé)計(jì)數(shù)寫讀CGRAM或DDRAM的數(shù)據(jù)地址，AC依照MCU對(duì)LCD的設(shè)置值而自動(dòng)修改它本身的內(nèi)容。IR為指令寄存器：簡(jiǎn)稱IR，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)MCU要寫給LCD的指令碼，當(dāng)RS及RW引腳信號(hào)為0且Enable引腳信號(hào)由1變?yōu)?時(shí)，D0D7引腳上的數(shù)據(jù)便會(huì)存入到IR寄存器中。BF為忙碌信號(hào)：簡(jiǎn)稱BF，當(dāng)BF為1時(shí)，不接收微機(jī)送來(lái)的數(shù)據(jù)或指令；當(dāng)BR為0時(shí)，接收外部數(shù)據(jù)或指令，所以，在寫數(shù)據(jù)或指令到L

46、CD之前，必須查看BF是否為0。只要把數(shù)據(jù)寫到文本顯示RAM中，就能顯示文本內(nèi)容，具體流程如下：先設(shè)定工作模式，接著信號(hào)的檢測(cè)，再數(shù)據(jù)的傳送。ST7920的顯示RAM中提供了8個(gè)乘以4行的漢字空間， 當(dāng)RAM進(jìn)行寫入顯示在文本時(shí)，CGROM、HCGROM與CGRAM的字型就會(huì)顯示出。ST7920A可以顯示三種字型，分別是顯示半寬的HC-GROM字型、中文CGRAM字型和CGRAM字型，在DDRAM中寫入編碼來(lái)進(jìn)行設(shè)定選擇哪種字型，各個(gè)字型的詳細(xì)編碼如下：半寬字型顯示 ：只將一位字節(jié)寫入DDRAM中，編碼范圍為02-7FH。顯示中文字形：將兩字節(jié)編碼寫入DDRAM，編碼范圍為A1A0HF7FEH

47、GB或編碼為A140H-D75FH BIG5的碼。顯示CGRAM字型：需兩個(gè)字節(jié)的編碼寫入DDRAM中來(lái)實(shí)現(xiàn)這種字型，總共有四種編碼方式它們分別是0000H、0002H、0004H、0006H。LCD液晶顯示器與單片機(jī)連接基本要注意以下三點(diǎn)：1.若以CMOS芯片為單片機(jī)時(shí)不需要電平轉(zhuǎn)換電路來(lái)轉(zhuǎn)換；若其單片機(jī)為TTL芯片則必須配備電平轉(zhuǎn)換電路。2.模塊讀或者寫控制線為單選，必須加讀或者寫信號(hào)轉(zhuǎn)換電路（對(duì)讀、寫控制線分開(kāi)的單片機(jī)）。模塊確定的編碼地址，應(yīng)選擇相對(duì)應(yīng)的譯碼電路。本設(shè)計(jì)用的液晶4行漢字第一行為溫度，第二行為水位，第三行、第四行空缺，在GB2312編碼中查詢“溫度”和“水位”的四個(gè)字得到

48、的16位編碼分別為：#CEC2、#B6C8、#CBAE、#CEBB，每個(gè)字的編碼分為高8位和低8位，寫入時(shí)先寫入高8位，再寫入低8位即可。 LCD液晶顯示電路設(shè)計(jì)溫度傳感器上的信號(hào)隨顯示溫度的值的變化將其顯示在液晶屏上，如圖3.13，LCD液晶顯示電路采用溫度傳感器將傳感器上的信號(hào)通過(guò)雙機(jī)通信傳送給液晶顯示電路，溫度傳感器接受到溫度變化，將信號(hào)傳到單片機(jī)P2.5端口，單片機(jī)將指令給信號(hào)發(fā)送到端口P3.1(TXD)，將其置高電平，DS75452接受到信號(hào)，在3腳輸出低電平，使光耦導(dǎo)通，輸出的低電平，經(jīng)過(guò)非門后，在房間的單片機(jī)P3.0（RXD）接受到高電平信號(hào)，P0.0-P0.7，P1.0-P1.

49、5輸出顯示信號(hào)，將溫度傳感器上測(cè)得的溫度顯示在LCD液晶顯示屏上。本系統(tǒng)的顯示電路如圖所示。圖3.7 12864液晶顯示電路 3.4 鍵盤控制模塊本設(shè)計(jì)中的鍵盤控制模塊由3個(gè)電鍵組成，分別在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，通常應(yīng)具有人機(jī)對(duì)話功能，能隨時(shí)發(fā)出各種控制命令和數(shù)據(jù)輸入以及報(bào)告應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行結(jié)果。鍵盤是操作人員可以通過(guò)按鍵輸入數(shù)據(jù)和命令進(jìn)行功能設(shè)置，它是本系統(tǒng)中不可缺少的輸入設(shè)備。鍵盤由一組按鍵開(kāi)關(guān)所組成。按鍵開(kāi)關(guān)所組成的鍵盤可以分為兩種形式：獨(dú)立式按鍵和矩陣式按鍵。本設(shè)計(jì)由于按鍵較少，使用的是獨(dú)立式按鍵。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。當(dāng)功能鍵不是很多時(shí)，采用該種方式比較合適。獨(dú)立

50、式按鍵是指直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路。每個(gè)獨(dú)立式按鍵單獨(dú)占有一根I/O口線。每根I/O口線的工作狀態(tài)不會(huì)影響其他I/O口線的工作狀態(tài)。按鍵電路的設(shè)計(jì)1.按鍵電路主要控制電電磁閥門的開(kāi)與關(guān)， 當(dāng)S2,按下時(shí)，AT89S52的P2.4，P2.5， P2.6置成低電平，通過(guò)單片機(jī)將TXD制成高電平，輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)DS75452在3腳由于內(nèi)部是與非門，近而輸出低電平，通過(guò)光耦導(dǎo)通，另提個(gè)AT89S52的RXD口接收到低電平信號(hào)，將P2.4置成高電平，電磁閥門開(kāi)始工作。輸出高電平，LCD關(guān)斷。3.報(bào)警電路，S4按下時(shí)，將P1.6置成低電平，三極管Q5處于截止?fàn)顟B(tài)，報(bào)警電路不工作。電鍵連接如圖3.

51、8。圖3.8 鍵盤控制電路3.5報(bào)警模塊蜂鳴器是采用直流電壓供電的一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，目前廣泛應(yīng)用于我們的生活中，比如說(shuō)在電腦、各種報(bào)警器、汽車電子設(shè)備、 機(jī)、定時(shí)器等常見(jiàn)的電子產(chǎn)品中作為發(fā)聲器。本設(shè)計(jì)采用的蜂鳴器為電磁式蜂鳴器。電磁式蜂鳴器由振蕩器、磁鐵、電磁線圈、振動(dòng)膜片以及外殼組成，電磁式蜂鳴器基本原理是在電源接通后，在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，振蕩膜片周期性地振動(dòng)發(fā)聲。因?yàn)榉澍Q器通常工作電流比較大，但是單片機(jī)I/O口輸出的電流很小驅(qū)動(dòng)不了蜂鳴器，所以還得選用的NPN型三極管9013來(lái)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。報(bào)警電路設(shè)計(jì)原理：當(dāng)水箱的水位降到一定值時(shí)，輸出的低電平信號(hào)，將AT89S52的P

52、3.1端口置成低電平，通過(guò)雙機(jī)通信，光耦截止，將信號(hào)傳送給，將其置成高電平，輸出到AT89S52單片機(jī)P3.0端口接受到低電平，單片機(jī)通過(guò)指令將P1.6置成高電平，三極管Q5導(dǎo)通，揚(yáng)聲器工作，發(fā)出吱吱的聲音。同理當(dāng)水箱的水過(guò)高時(shí)，P1.6為高電平，報(bào)警電路開(kāi)始工作。蜂鳴器報(bào)警電路如圖所示。圖3.9 電磁式蜂鳴器報(bào)警電路圖3.6 電磁閥控制模塊電磁閥在本設(shè)計(jì)中屬于執(zhí)行器是用來(lái)控制流體的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，是執(zhí)行進(jìn)水放水的執(zhí)行部分。電磁閥的組成包括磁鐵、線圈和拉桿。基本工作原理是打開(kāi)電源線圈通電時(shí)，線圈便產(chǎn)生磁性，近而和跟磁鐵相互吸引，磁鐵就會(huì)拉動(dòng)拉桿進(jìn)行電磁閥開(kāi)和關(guān)。當(dāng)電源關(guān)閉時(shí)，磁鐵和拉桿就得到了復(fù)位。電磁閥控制電路基本原理如圖所示：當(dāng)RC充放電水位傳感器檢測(cè)到水位過(guò)低時(shí)，傳感器通過(guò)電壓比較電路通過(guò)AT89S52單片機(jī)將P2.7端口置成高電平輸出，使三極管Q1導(dǎo)通，繼電器K1吸合，電磁閥門開(kāi)始工作。此時(shí)發(fā)光二極管D2亮了，提示，電磁閥門正在工作當(dāng)中。當(dāng)數(shù)位檢測(cè)到水位過(guò)高時(shí)，P2.3置成低電平，AT89S52控制P2.7也置成低