基于單片機(jī)的太陽(yáng)能熱水器控制器的設(shè)計(jì)文檔 附程序與電路圖

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人類(lèi)文明在不斷提高的同時(shí)，卻面臨著一個(gè)非常嚴(yán)峻的問(wèn)題：世界上的不可再生能源——煤炭、石油、天然氣的存儲(chǔ)量在以極快的速度減少，在不久的將來(lái)，這些寶貴的資源將逐漸從地球上消失。與此同時(shí)，使用這些能源給我們周?chē)�的環(huán)境帶來(lái)了巨大的破壞。藍(lán)藻爆發(fā)、臭氧空洞、二噁英事件等環(huán)境問(wèn)題在不斷的出現(xiàn)，生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重的破壞。所以，人類(lèi)急需發(fā)現(xiàn)更多無(wú)污染的可再生資源，在這時(shí)，太陽(yáng)能這個(gè)無(wú)窮無(wú)盡的綠色資源得到了人們的青睞。使用它不僅可以解決能源短缺的問(wèn)題，而且不用擔(dān)心它會(huì)消耗盡，只要太陽(yáng) 升起，人們就可以得到儲(chǔ)量豐富的太陽(yáng)能；另外，太陽(yáng)能的使用不會(huì)產(chǎn)生CO2等有害氣體，絕對(duì)不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何的污染，有效地緩解了現(xiàn)存的環(huán)境問(wèn)題。太陽(yáng)能技術(shù)也因此得到了飛速的發(fā)展，太陽(yáng)能汽車(chē)、太陽(yáng)能電池、太陽(yáng)能熱水器等新型產(chǎn)品不斷出現(xiàn)在市場(chǎng)上，其中，以太陽(yáng)能熱水器發(fā)展的最為廣泛，也得到了大眾的認(rèn)可。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，太陽(yáng)能熱水器的銷(xiāo)售量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其他種類(lèi)的熱水器。隨著太陽(yáng)能技術(shù)的不斷改革，此款熱水器會(huì)有一個(gè)更廣闊、更長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。

太陽(yáng)能熱水器給人們提供著安全、綠色、節(jié)能的熱水，而且造價(jià)比較低廉，在技術(shù)上也比較成熟，因此受到人們的喜愛(ài)。在整個(gè)太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)中，除了熱水器本身之外，還有一個(gè)系統(tǒng)也起到了及其重要的作用，即控制器。它是用戶(hù)與熱水器之間的交流介質(zhì)，通過(guò)控制器，可以將熱水器的水位水溫信息及時(shí)反饋給用戶(hù)，而用戶(hù)也可以通過(guò)控制器對(duì)熱水器進(jìn)行操作，比如，當(dāng)熱水器的水箱沒(méi)水時(shí)，用戶(hù)可以選擇自動(dòng)上水功能來(lái)加水，當(dāng)雨雪天氣時(shí)，沒(méi)有足夠的熱量來(lái)滿(mǎn)足水的溫度，用戶(hù)就可以啟動(dòng)輔助加熱功能，通過(guò)加熱棒來(lái)加熱水，這樣，無(wú)論何時(shí)用戶(hù)都可以使用到熱水。

太陽(yáng)能熱水器的銷(xiāo)量一直成增長(zhǎng)趨勢(shì)，十幾年前，市場(chǎng)的主導(dǎo)還是電加熱型的熱水器，太陽(yáng)能熱水器寥寥無(wú)幾，而如今，幾乎每家每戶(hù)都在使用太陽(yáng)能熱水器，以其廉價(jià)、節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)了絕大部分市場(chǎng)。隨著人們?cè)絹?lái)越濃厚的環(huán)保意識(shí)，對(duì)這種綠色的太陽(yáng)能熱水器的需求會(huì)越來(lái)越大。但是與之配套的控制器卻一直沒(méi)有達(dá)到成熟的階段。目前，大多數(shù)控制器只具有簡(jiǎn)單的檢測(cè)、顯示功能，還需要人為的上水，當(dāng)水溫達(dá)不到滿(mǎn)意的溫度時(shí)，用戶(hù)束手無(wú)策。因此，一個(gè)多功能的控制器一旦問(wèn)世，一定會(huì)得到人們的喜愛(ài)。這種控制器的市場(chǎng)前景非常廣闊。

這種控制器以單片機(jī)為核心器件，單片機(jī)的價(jià)格低廉、工作穩(wěn)定、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，非常適合這種控制器的生產(chǎn)，智能化的單片機(jī)還能夠根據(jù)不同的需求作出相應(yīng)的調(diào)整，滿(mǎn)足了不同用戶(hù)的多方面需求。另外，單片機(jī)系統(tǒng)耗能較少，能夠最大程度的節(jié)約能源，保護(hù)設(shè)備，增加設(shè)備的使用壽命。它適用于各個(gè)地方的各種需求，且安裝快捷，使用方便，所以它的市場(chǎng)前景廣闊，是目前市面上其他熱水器種類(lèi)的升級(jí)產(chǎn)品�？傊�，無(wú)論從價(jià)格還是技術(shù)來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)能熱水器及其控制器都具有很大的優(yōu)勢(shì)。

    太陽(yáng)能熱水器的組成很簡(jiǎn)單，包括存儲(chǔ)熱水的保溫水箱、用于吸收太陽(yáng)光能量并把它轉(zhuǎn)換為熱量的集熱器、冷水和熱水循環(huán)流動(dòng)的水管，再加上幾個(gè)閥門(mén)，用來(lái)控制水的流向。其結(jié)構(gòu)圖如下所示：

圖2-1太陽(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)原理圖

太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)生熱水的過(guò)程也非常簡(jiǎn)單，利用冷熱水密度不同的原理就可以完成水循環(huán)，集熱器可以很好的保留太陽(yáng)光的能量，從而將其轉(zhuǎn)換為水的熱量，當(dāng)有水從集熱器中流過(guò)時(shí)，冷水被加熱為熱水，再流向保溫水箱儲(chǔ)存起來(lái)，以供用戶(hù)隨時(shí)使用，直到水溫達(dá)到設(shè)定值，循環(huán)閥門(mén)關(guān)閉。水循環(huán)過(guò)程如下圖所示：

圖2-2太陽(yáng)能熱水器水循環(huán)原理圖

控制器的核心器件為SST89E58單片機(jī)，下圖中T1代表保溫水箱中的溫度傳感器DS18B20，由它負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)溫度值的檢測(cè)，再發(fā)送給單片機(jī)進(jìn)行顯示；T2負(fù)責(zé)水位的檢測(cè)，并完成自動(dòng)上水功能；F1、F4分別代表冷水閥門(mén)和熱水閥門(mén)；冷水和熱水分別經(jīng)F2、F3循環(huán)流動(dòng)，最終存儲(chǔ)在保溫水箱中；電加熱系統(tǒng)負(fù)責(zé)在雨雪天氣進(jìn)行加熱，來(lái)達(dá)到設(shè)定溫度；控制器還應(yīng)有報(bào)警功能，當(dāng)數(shù)據(jù)超過(guò)了正常范圍，報(bào)警器啟動(dòng)，提醒用戶(hù)。

圖2-3控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

工作原理：

白天集熱器工作時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F2、F3，冷水從水箱流向集熱器，經(jīng)過(guò)加熱后的熱水經(jīng)F3流向保溫水箱。溫度傳感器T1實(shí)時(shí)檢測(cè)水溫，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)F2，F(xiàn)3。用戶(hù)使用水時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F4。沒(méi)有水時(shí)，打開(kāi)閥門(mén)F1上水。當(dāng)陽(yáng)光不足的陰雨天氣時(shí)，水溫達(dá)不到設(shè)定值，可以啟動(dòng)輔助加熱系統(tǒng)。

控制器通過(guò)顯示電路能夠及時(shí)的反映出熱水器的實(shí)時(shí)狀態(tài)，包括水的溫度、水箱中剩余的水量，它的輔助加熱系統(tǒng)使人們?cè)陉幱晏鞖庖材軌蚴褂玫綗崴�，�?bào)警功能能夠督促人們?nèi)ジ淖儫崴�器的狀態(tài)，使之處于正常的工作范圍。總之，控制器為人們使用太陽(yáng)能熱水器帶來(lái)了方便。對(duì)本課題進(jìn)行分析之后，擬出了三個(gè)方案，如下所示：

方案一：以FPGA為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)系統(tǒng)

本方案以VHDL語(yǔ)言和EDA技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一款太陽(yáng)能熱水器控制器，該系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)基于FPGA,控制器的硬件電路和軟件程序相結(jié)合，完成了對(duì)水箱中的水溫、水位等信息的采集和顯示。

方案二：以CPLD為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)系統(tǒng)

本方案以芯片EPMl270作為核心器件，將控制器的外接電路檢測(cè)得到的水溫水位信息進(jìn)行處理和分析，并從LCD液晶顯示屏上展示給用戶(hù)，有效地解決了使用太陽(yáng)能熱水器過(guò)程中遇到的問(wèn)題。

方案三：以單片機(jī)SST89E58為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)

本方案以SST89E58作為中心環(huán)節(jié)，它與80C51完全兼容，選擇DS18B20為溫度傳感器、8155作為接口芯片，再加上鍵盤(pán)、顯示電路，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太能熱水器的水溫水位的檢測(cè)和控制�？刂破鬟�有一套輔助加熱的從系統(tǒng)，以繼電器作為啟動(dòng)從系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)。

通過(guò)對(duì)以上三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)的分析，從實(shí)際的可行度，個(gè)人的知識(shí)掌握情況以及節(jié)約成本考慮，本設(shè)計(jì)選用第三種方案。

本設(shè)計(jì)的核心器件為SST89E58單片機(jī)，由它控制所有的功能完成運(yùn)行，溫度的檢測(cè)需要用到溫度傳感器，這里選用DS18B20，水位的檢測(cè)需要用到水位傳感器，為了方便實(shí)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)中用四個(gè)按鍵來(lái)模擬不同的水位，不同的按鍵按下會(huì)得到相應(yīng)的水位信息，顯示用到數(shù)碼管，并由芯片8155作為接口電路，還需要由蜂鳴器和LED組成的報(bào)警電路來(lái)實(shí)現(xiàn)聲光報(bào)警，輔助加熱系統(tǒng)必須要用到繼電器，以此來(lái)控制開(kāi)關(guān)。根據(jù)以上設(shè)計(jì)，得到控制系統(tǒng)方框圖如下：

圖3-1 控制系統(tǒng)方框圖

基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的電路簡(jiǎn)單，I/O口擴(kuò)展方便，因此可以外接多個(gè)電路，完全滿(mǎn)足了控制器的需求，對(duì)單片機(jī)的編程也可使用匯編和C語(yǔ)言，編程方便；此外，單片機(jī)價(jià)格低廉、工作穩(wěn)定、耗能較少，非常適合實(shí)驗(yàn)使用。

單片機(jī)是一個(gè)集成在芯片上的計(jì)算機(jī)，SST89E58與80C51完全兼容，編程方便，程序被保存在ROM中，因此具有掉電保存功能，單片機(jī)擁有大量的I/O口和外擴(kuò)I/O口，可以基于單片機(jī)設(shè)計(jì)很多電路，它的總線(xiàn)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)片內(nèi)所有部件的通信，提高了工作過(guò)程中的可靠程度。片內(nèi)有256個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，絕對(duì)能夠滿(mǎn)足控制器的需求。在本設(shè)計(jì)中只使用到了單片機(jī)的某些引腳，例如外接石英晶體和電容的X1、X2等，單片機(jī)引腳圖如下所示：

圖3-2 單片機(jī)引腳排列圖

部分引腳功能介紹：

表3-1 芯片引腳介紹      

時(shí)鐘電路提供了系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘信號(hào)，控制著單片機(jī)的工作節(jié)奏。其電路圖如下所示，圖中X1為石英晶體振蕩器，C1、C2是兩個(gè)值為30pF的反饋電容，它們構(gòu)成的外部電路從XTAL1 、XTAL2端輸入，與片內(nèi)的反相器相結(jié)合，產(chǎn)生震蕩脈沖，再經(jīng)過(guò)分頻電路，得到需要的時(shí)鐘信號(hào)，以供單片機(jī)使用。本設(shè)計(jì)中晶振的頻率為11.0592MHz。

圖3-3 晶振電路

單片機(jī)的復(fù)位電路用于產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，并從RST端輸入，當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到RST端有超過(guò)2個(gè)周期的高電平后，系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位，本設(shè)計(jì)采用手動(dòng)復(fù)位，如圖3-4所示，當(dāng)按下圖中的按鍵時(shí)，RST電平變高，單片機(jī)復(fù)位。

圖3-4 手動(dòng)復(fù)位電路

控制器的顯示電路可以顯示水箱中水的剩余量以及水的溫度，使人們及時(shí)的了解熱水器的工作狀態(tài)，采用數(shù)碼管與8155的結(jié)合來(lái)顯示，這樣便有效的節(jié)省了大量的I/O端口，功耗低，應(yīng)用非常廣泛，且設(shè)計(jì)方便，硬件電路也較為簡(jiǎn)單。

為了對(duì)采集到的水溫和水位的進(jìn)行顯示，要用到4個(gè)數(shù)碼管。其中2個(gè)用來(lái)顯示水位的高低，另外2個(gè)用來(lái)顯示實(shí)時(shí)的水溫。

發(fā)光二極管的縮寫(xiě)字母是LED，它是能夠?qū)㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的發(fā)光器件。數(shù)碼管就是由多個(gè)LED按照數(shù)字8的形狀排列而成的。本設(shè)計(jì)中使用的是8段數(shù)碼管，其發(fā)光二極管的排列形狀如圖3-5（a）。

圖3-5 8段LED顯示器

在使用過(guò)程中，為了給發(fā)光二極管提供電壓使其發(fā)光，會(huì)把8個(gè)二極管的一端相連，給予高電平或是接地，連接方式有以下2種：

?共陽(yáng)極。此方法給8個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極端提供高電平，如圖3-5（b)所示，另一端提供低電平的二極管會(huì)被點(diǎn)亮，否則滅。

?共陰極。此方法將8個(gè)發(fā)光二極管的陰極端接地，如圖3-5（c)所示，另一端提供高電平的二極管會(huì)被點(diǎn)亮，否則滅。

本設(shè)計(jì)中用到的是共陰極接法，所以給陽(yáng)極引腳加上高電平二極管就會(huì)發(fā)光。

本設(shè)計(jì)中用8155作4位數(shù)碼管的接口芯片。如圖3-6所示，其中PA口為位碼輸出口，PA4～PA7為輸出位控線(xiàn)，由于8155的高電平輸出電流很小，數(shù)碼管會(huì)很暗，所以在每個(gè)數(shù)碼管的位控線(xiàn)上要加入一個(gè)三極管來(lái)放大電流。PB口控制段碼的輸出值。

                       圖3-6 顯示電路

    使用8155作數(shù)碼管的接口芯片時(shí)，8155只能輸出顯示的段碼，而不能夠控制輸出的內(nèi)容，動(dòng)態(tài)控制的實(shí)現(xiàn)要依靠軟件程序。在程序設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要設(shè)置一個(gè)顯示緩沖區(qū)，將要顯示的數(shù)值存放到這個(gè)區(qū)域，本設(shè)計(jì)中用到4個(gè)數(shù)碼管，因此設(shè)置了4個(gè)單元，地址為30H～33H。在每一個(gè)數(shù)碼管被點(diǎn)亮之后，應(yīng)加一段延時(shí)程序，以保證該數(shù)碼管有足夠的顯示亮度。

溫度檢測(cè)電路可以實(shí)時(shí)的反映出當(dāng)前的水溫，選擇DS18B20主要由于其硬件電路簡(jiǎn)單，只需一條數(shù)據(jù)線(xiàn)與單片機(jī)相連即可，成本較低，誤差小，非常適用于熱水器溫度的檢測(cè)。

DS18B20的主要特征如下表所示：

表3-2 DS18B20的主要特征

DS18B20芯片封裝結(jié)構(gòu)：

圖3-7 DS18B20芯片封裝

DS18B20引腳功能：

·引腳1：GND 電壓地   ·引腳2：DQ 單數(shù)據(jù)總線(xiàn)   ·引腳3：VDD 電源電壓

DS18B20的工作原理：

DS18B20一個(gè)芯片即可完成溫度的檢測(cè)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的輸出， 增強(qiáng)了其抗干擾能力。它的一個(gè)工作周期可分為溫度檢測(cè)和數(shù)據(jù)處理這兩個(gè)部分。18B20共有三種存儲(chǔ)器，它們分別是：ROM 、RAM 和EEPROM。

控制器對(duì)18B20操作流程：

在DS18B20工作之前，先要進(jìn)行一段時(shí)間的復(fù)位。復(fù)位結(jié)束后，單片機(jī)給出高電平，以便接收一個(gè)存在脈沖。至此，單片機(jī)和18B20達(dá)成了基本的通信協(xié)議，接下來(lái)將完成兩者間的數(shù)據(jù)通信。之后控制器發(fā)送ROM指令，一共有5條指令，由5個(gè)工作周期完成，當(dāng)單片機(jī)只外接一個(gè)DS18B20時(shí)，可以跳過(guò)ROM指令，在本設(shè)計(jì)中就跳過(guò)了ROM指令。接下來(lái)控制器發(fā)送存儲(chǔ)器操作指令，該指令包括寫(xiě)RAM數(shù)據(jù)、讀RAM數(shù)據(jù)、將RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM、溫度轉(zhuǎn)換、將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM、工作方式切換。當(dāng)存儲(chǔ)器操作指令結(jié)束后，將執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換指令或讀數(shù)據(jù)指令。

若要讀出實(shí)時(shí)的水溫?cái)?shù)據(jù)則需要執(zhí)行兩個(gè)工作周期，第一個(gè)周期為復(fù)位、跳過(guò)ROM指令、執(zhí)行溫度轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器操作指令、等待500uS溫度轉(zhuǎn)換時(shí)間。接下來(lái)執(zhí)行第二個(gè)周期，為復(fù)位、跳過(guò)ROM指令、執(zhí)行讀RAM的存儲(chǔ)器操作指令、讀數(shù)據(jù)。至此，DS18B20的工作完成，之后單片機(jī)便可以對(duì)數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理。

單片機(jī)和溫度傳感器的電路圖：

圖3-8 溫度檢測(cè)電路

如上圖所示，DS18B20的數(shù)據(jù)端口與單片機(jī)的P1.0相連，硬件電路非常簡(jiǎn)單，溫度數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)處理后會(huì)送到數(shù)碼管顯示。

蓄水箱的水位也是控制器需要檢測(cè)的一個(gè)重要數(shù)據(jù)，最好是采用連續(xù)液位傳感器，這樣測(cè)得的數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確的反映出蓄水箱的真實(shí)水位，但是為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)，本設(shè)計(jì)采用分段式液位傳感器，并用四個(gè)按鍵來(lái)代替水位。由于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上獨(dú)立按鍵個(gè)數(shù)有限，這里采用矩陣鍵盤(pán)中的部分按鍵來(lái)設(shè)計(jì)電路。KEY1按下代表水位為0%，KEY5按下代表水位為30%，KEY9按下代表水位為60%，KEY13按下代表水位為90%。鍵盤(pán)上有行線(xiàn)和列線(xiàn)之分，本矩陣電路有4條列線(xiàn)4條行線(xiàn)。在行線(xiàn)和列線(xiàn)的交點(diǎn)處放置了一個(gè)按鍵，由于行線(xiàn)和列線(xiàn)分別連接著按鍵的不同端，當(dāng)按鈕沒(méi)有被按下時(shí)，行線(xiàn)和列線(xiàn)是不相通的。當(dāng)有按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的行線(xiàn)變?yōu)榈碗娖�。這樣就能采集到是哪個(gè)鍵按下。矩陣鍵盤(pán)原理圖如下：

圖3-9 矩陣鍵盤(pán)電路

    將圖中P2.0～P2.4連接到單片機(jī)后，在軟件編程時(shí)，只需將P2.4清0，水位檢測(cè)電路就完成了，當(dāng)按鍵1按下時(shí)，數(shù)碼管會(huì)顯示00，當(dāng)按鍵5按下時(shí)，數(shù)碼管會(huì)顯示30，當(dāng)按鍵9按下時(shí)，數(shù)碼管會(huì)顯示60，當(dāng)按鍵13按下時(shí)，數(shù)碼管會(huì)顯示90。

當(dāng)蓄水箱沒(méi)水時(shí)，希望通過(guò)一個(gè)按鍵的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上水。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)用一個(gè)按鍵來(lái)控制電磁閥的開(kāi)閉，以調(diào)整水位的多少，而在實(shí)驗(yàn)中，電磁閥的開(kāi)閉難以實(shí)現(xiàn)，只能通過(guò)數(shù)碼管顯示水位來(lái)假設(shè)水位的上升。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，需要用到外部中斷1，并由INT1引腳引入中斷請(qǐng)求。當(dāng)芯片檢測(cè)到有中斷信號(hào)時(shí)，進(jìn)入中斷程序，數(shù)碼管自動(dòng)顯示為“00→30→60→90”，然后退出中斷，返回到主程序，自動(dòng)上水功能至此完成。

溫度的設(shè)定是利用單片機(jī)的計(jì)數(shù)中斷功能，按鍵按下，進(jìn)入相應(yīng)的中斷，溫度值相應(yīng)改變。聲光報(bào)警電路利用LED燈和蜂鳴器的組合，成本低廉，設(shè)計(jì)方便，電路簡(jiǎn)單。

在太陽(yáng)能熱水器控制器使用過(guò)程中，用戶(hù)會(huì)根據(jù)自身需求設(shè)定一個(gè)溫度值，當(dāng)處于加熱狀態(tài)時(shí)，達(dá)到這個(gè)溫度就會(huì)停止加熱，溫度不再上升。溫度設(shè)定需要用到2個(gè)定時(shí)器中斷，分別用來(lái)完成溫度的加1和溫度的減1。這樣用戶(hù)就可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)設(shè)定0～99中的任意一個(gè)數(shù)。

將4個(gè)定時(shí)器TL0、TH0、TL1、TH1的初始值設(shè)置為FFH，這樣，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，相當(dāng)于從T0或T1中輸入了脈沖，對(duì)應(yīng)的定時(shí)器的值加1，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，完成中斷工作后，返回到主程序。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，只需將定時(shí)器方式選擇寄存器(TMOD)中的C/設(shè)置為1即表示在計(jì)數(shù)工作方式，計(jì)數(shù)脈沖由2個(gè)按鍵負(fù)責(zé)提供。那么當(dāng)采集到一個(gè)按鍵按下時(shí)就會(huì)進(jìn)入相應(yīng)的中斷，對(duì)溫度值進(jìn)行加減。

當(dāng)水溫、水位過(guò)高或過(guò)低時(shí)，系統(tǒng)應(yīng)該發(fā)出警告信號(hào)來(lái)提醒用戶(hù)，考慮到自然水本身溫度只有幾度，如果設(shè)置低溫報(bào)警，那么一上水系統(tǒng)就會(huì)報(bào)警，這是不希望出現(xiàn)的狀況，所以本設(shè)計(jì)只設(shè)置一個(gè)高溫報(bào)警值，這個(gè)值可以由用戶(hù)隨意設(shè)定。水位報(bào)警值分別為沒(méi)水時(shí)的00%和溢水時(shí)的90%。在控制器的工作過(guò)程中，單片機(jī)會(huì)不斷的將實(shí)時(shí)水溫和水位與報(bào)警設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦到達(dá)這個(gè)值，報(bào)警燈會(huì)啟動(dòng)，蜂鳴器響，當(dāng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)下降到正常范圍內(nèi)，報(bào)警燈會(huì)滅掉，蜂鳴器不響。此部分電路設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，只需由P1.1和P1.2引腳分別控制一個(gè)蜂鳴器和1個(gè)LED燈，當(dāng)需要報(bào)警時(shí)，將對(duì)應(yīng)的引腳設(shè)置成需要的值即可。報(bào)警電路圖如下所示：

圖3-10 報(bào)警電路圖

輔助加熱由繼電器來(lái)控制，繼電器是一種很好的控制開(kāi)關(guān)，價(jià)格低，控制方便，配合一個(gè)LED燈來(lái)模擬加熱過(guò)程，使電路簡(jiǎn)單易行。

當(dāng)天氣晴朗時(shí)，陽(yáng)光很充足，熱水器水箱中的水能夠被加熱到滿(mǎn)意溫度，但是當(dāng)雨雪天氣，集熱器吸收的能量無(wú)法使溫度達(dá)到設(shè)定值，所以控制器還需要一套輔助加熱系統(tǒng)，當(dāng)水溫滿(mǎn)足不了用戶(hù)的需求時(shí)，可以通過(guò)按鍵開(kāi)啟加熱系統(tǒng)，水箱中的加熱棒便開(kāi)始發(fā)熱工作，當(dāng)水被加熱到設(shè)定值時(shí)，加熱系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。

本設(shè)計(jì)中使用的繼電器的型號(hào)是SRD-05VDC-SL-C。電磁繼電器一般由銜鐵、線(xiàn)圈、鐵芯、觸點(diǎn)簧片等幾部分組成。當(dāng)給繼電器兩端加上一個(gè)電壓時(shí)，電磁效應(yīng)就此產(chǎn)生，開(kāi)關(guān)打到常開(kāi)觸點(diǎn)。當(dāng)線(xiàn)圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，開(kāi)關(guān)打到常閉觸點(diǎn)。

輔助加熱的電路圖如下所示：

在仿真時(shí)，由于軟件中沒(méi)有SRD-05VDC-SL-C型號(hào)的繼電器，所以用G2R-14-AC120型號(hào)的繼電器代替，兩者的工作原理相似。

圖3-11 輔助加熱電路圖

輔助加熱功能由外部中斷0實(shí)現(xiàn)，當(dāng)采集到按鍵按下時(shí)，進(jìn)入中斷。當(dāng)輔助加熱時(shí)，單片機(jī)的P2.6口輸出的是高電平，三極管導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)打到常開(kāi)狀態(tài)，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，當(dāng)不需要輔助加熱時(shí)，P2.6口輸出的是低電平，三極管未導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)在常閉狀態(tài)，發(fā)光二極管不亮。圖中的D1為一個(gè)續(xù)流二極管，當(dāng)線(xiàn)圈突然斷電后，電流不會(huì)立刻消失，剩余的能量會(huì)損壞線(xiàn)圈，為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，用一個(gè)二極管構(gòu)成一個(gè)回路，使能量慢慢釋放完，保護(hù)了線(xiàn)圈，增加了它的壽命。

當(dāng)蓄水箱中沒(méi)水時(shí)，是嚴(yán)禁啟動(dòng)輔助加熱的，否則加熱器會(huì)燒壞。在軟件設(shè)計(jì)的時(shí)候，當(dāng)進(jìn)入輔助加熱中斷后，應(yīng)先判斷是否有水，即33H中的值是否為0，當(dāng)為0時(shí)，跳出中斷，不對(duì)P2.6的狀態(tài)做任何改變，當(dāng)不為0時(shí)，P2.6輸出高電平，即開(kāi)啟輔助加熱系統(tǒng)。

控制器的功能比較多，代碼也有幾百行，為了方便修改和設(shè)計(jì)，這里采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、溫度檢測(cè)子程序、水位檢測(cè)子程序、報(bào)警子程序、顯示子程序以及4個(gè)中斷程序：輔助加熱子程序、自動(dòng)上水子程序和溫度設(shè)定子程序。由主程序調(diào)用不同的子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)控制器的所有功能。

在編寫(xiě)系統(tǒng)初始化程序時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：

?設(shè)置4個(gè)單元的顯示緩沖區(qū)30H～33H，數(shù)碼管顯示的數(shù)字存放在這里。

?在50H、51H中存放溫度設(shè)定的初始值。

?程序會(huì)使用到中斷，所以在初始化時(shí)必須對(duì)與中斷相關(guān)的寄存器進(jìn)行一些設(shè)置。

主程序流程圖如下所示：

圖4-1 主程序流程圖

將采集到的溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)后送到單片機(jī)進(jìn)行處理，得到一個(gè)3位數(shù)的值，由于實(shí)際生活中顯示的溫度只需要2位就可以滿(mǎn)足，這里放棄了百位值的顯示，處理后的數(shù)據(jù)送到33H、32H保存并通過(guò)數(shù)碼管顯示。

4個(gè)按鍵的一端分別接到P2口的4個(gè)引腳，當(dāng)按鍵按下時(shí)，對(duì)應(yīng)的引腳電平變低。判斷出哪個(gè)按鍵按下后數(shù)碼管會(huì)顯示出對(duì)應(yīng)的值。流程圖如下所示：

圖4-2 水位檢測(cè)流程圖

將檢測(cè)到的水溫、水位與報(bào)警值進(jìn)行比較，當(dāng)超出范圍時(shí)，報(bào)警燈亮，當(dāng)又回到正常范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警燈暗。報(bào)警子程序流程圖如下所示：

圖4-3 報(bào)警流程圖

當(dāng)采集到水溫水位的數(shù)據(jù)后，被保存在30H～33H中，然后調(diào)用顯示子程序，在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)被點(diǎn)亮的數(shù)碼管只有一個(gè)，但是時(shí)間間隔太短，人眼無(wú)法分辨出，所以平時(shí)看到的都是4個(gè)數(shù)碼管同時(shí)亮著。

輔助加熱功能由外部中斷0實(shí)現(xiàn)，當(dāng)采集到按鍵按下時(shí)，進(jìn)入中斷。進(jìn)入中斷后首先判斷是否有水，沒(méi)水就退出，不需要加熱；如果有水，開(kāi)啟加熱，當(dāng)加熱到設(shè)定值后，停止加熱。輔助加熱流程圖如下：

圖4-4 輔助加熱流程圖

自動(dòng)上水功能需要用到外部中斷1，當(dāng)檢測(cè)到相應(yīng)按鍵按下時(shí)，進(jìn)入中斷，然后控制數(shù)碼管從00到30到60到90的顯示，完成后退出中斷。

溫度設(shè)定需要用到2個(gè)定時(shí)器中斷，定時(shí)器中斷0用來(lái)完成溫度加1度，定時(shí)器中1用來(lái)完成溫度減1度。當(dāng)進(jìn)入溫度加1中斷后，判斷當(dāng)前值的個(gè)位是否為9，若為9，則十位加1，個(gè)位清0；若不為9，則INC 50H即可。調(diào)用顯示后返回主程序。當(dāng)進(jìn)入溫度減1中斷后，判斷當(dāng)前值的個(gè)位是否為0，若為0，則十位減1，個(gè)位變?yōu)?；若不為0，則DEC 50H即可。調(diào)用顯示后返回主程序。

程序編譯的目的是為了檢測(cè)編寫(xiě)的程序是否成功，或找出其中錯(cuò)誤，以便更好的改善，保證能夠正確的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件功能。本設(shè)計(jì)用的開(kāi)發(fā)工具是KeilC,并使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程，程序編譯后的結(jié)果如下圖所示：

                    

圖5-1 編譯后的結(jié)果

程序編譯正確之后，即可用仿真電路圖進(jìn)行調(diào)試。仿真電路圖如下所示，由于矩陣鍵盤(pán)的效果與獨(dú)立按鍵的效果一樣，為了方便仿真，在此仿真時(shí)用獨(dú)立按鍵代替矩陣鍵盤(pán)，并用80C51代替SST89E58進(jìn)行仿真：

圖5-2 仿真電路圖

點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕，程序開(kāi)始運(yùn)行，以下選取幾種仿真結(jié)果：

• 當(dāng)按鍵2按下時(shí)，代表此時(shí)水位為30%，改變DS18B20的值，使之為22。
  

數(shù)碼管顯示應(yīng)為3022，如下所示：

圖5-3 仿真結(jié)果顯示

（2）當(dāng)按鍵3按下時(shí)，代表水位為60%，改變DS18B20的值，使之為40。數(shù)碼管顯示應(yīng)為6040，如下所示：

圖5-4 仿真結(jié)果顯示

（3）當(dāng)按鍵4按下時(shí)，代表水位為90%，達(dá)到報(bào)警值，此時(shí)不管溫度值為多少，系統(tǒng)都會(huì)報(bào)警，蜂鳴器會(huì)響，LED燈D1亮，如下所示：

圖5-5 仿真結(jié)果顯示

• 當(dāng)水溫達(dá)不到設(shè)定值時(shí)，開(kāi)啟輔助加熱系統(tǒng)，按下按鍵5，繼電器打到常開(kāi)狀態(tài)，LED燈D3亮，代表正在加熱，如下圖所示：
  

圖5-6 仿真結(jié)果顯示

• 當(dāng)按鍵6按下時(shí)，代表正在自動(dòng)上水，數(shù)碼管顯示00-30-60-90，每個(gè)數(shù)字停留顯示幾秒，如下所示：
  

圖5-7 仿真結(jié)果顯示

（6）當(dāng)按鍵7按下時(shí)，溫度的設(shè)定值加1，由25變?yōu)?6，如下所示：

→→

圖5-8 仿真結(jié)果顯示

• 當(dāng)按鍵8按下時(shí)，溫度的設(shè)定值減1，由25變?yōu)?4，如下所示：
  

→→

圖5-9 仿真結(jié)果顯示

硬件實(shí)物圖如下所示：

圖5-10 硬件實(shí)物圖

提供外部電源后硬件便開(kāi)始工作，這里選取幾種結(jié)果演示：

• 當(dāng)KEY9按下時(shí)，代表水位為30%，此時(shí)水溫為23，則數(shù)碼管顯示結(jié)果為：
  

圖5-11硬件結(jié)果顯示

（2）當(dāng)KEY5按下時(shí)，代表水位為60%，此時(shí)水溫為30，則數(shù)碼管顯示結(jié)果為：

圖5-12硬件結(jié)果顯示

（3）當(dāng)KEY1按下時(shí)，代表水位為90%，此時(shí)達(dá)到報(bào)警值，不管水溫為多少，系統(tǒng)都會(huì)報(bào)警，蜂鳴器響，LED燈被點(diǎn)亮，結(jié)果如下所示：

圖5-13硬件結(jié)果顯示

• 當(dāng)KEY17按下時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)入定時(shí)器中斷0，用戶(hù)自己設(shè)置的溫度值加1，結(jié)果如下圖所示：
  

→

圖5-14 硬件結(jié)果顯示

• 當(dāng)KEY18按下時(shí)，單片機(jī)檢測(cè)到計(jì)數(shù)脈沖，進(jìn)入定時(shí)器中斷1，用戶(hù)自己設(shè)置的溫度值減1，結(jié)果如下圖所示：
  

→

圖5-15 硬件結(jié)果顯示

• 一開(kāi)始由于將溫度傳感器的正負(fù)極接反了，導(dǎo)致不管檢測(cè)到什么溫度，數(shù)碼管顯示的都是0，一直修改程序也沒(méi)有什么作用，仔細(xì)的研究了DS18B20的引腳說(shuō)明后才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的所在，重新焊接了之后，問(wèn)題得到了解決。
• 在處理溫度設(shè)置的中斷子程序方面，由于先前沒(méi)有考慮到保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的問(wèn)題，導(dǎo)致退出中斷后改變了原先的數(shù)值，經(jīng)過(guò)改善后，在剛跳轉(zhuǎn)進(jìn)入中斷子程序的時(shí)候就加上PUSH 語(yǔ)句，在中斷最后加上POP語(yǔ)句，就很好的阻止了沖突，實(shí)現(xiàn)了中斷。
• 起初的設(shè)計(jì)中水位檢測(cè)電路是選擇的電極式水位傳感器，其工作原理是：根據(jù)水位的不同，傳感器輸出的電阻就會(huì)不同，水位越高，電阻越小，將這個(gè)電阻值接入AD轉(zhuǎn)換芯片，經(jīng)過(guò)處理后得到數(shù)字信號(hào)，傳輸給單片機(jī)進(jìn)行顯示，但實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直沒(méi)能處理好芯片TLC1549的工作時(shí)序，導(dǎo)致程序頻頻出錯(cuò)，至此還沒(méi)有得到解決的方法，所以只能選擇用按鍵來(lái)模擬水位。
  

通過(guò)設(shè)計(jì)之前所學(xué)的知識(shí)都得到了廣泛的應(yīng)用，加深了理論與實(shí)際的聯(lián)系。提高了本人的動(dòng)手能力，自己的創(chuàng)新意識(shí)也得到了培養(yǎng)，使自己對(duì)單片機(jī)的了解更加的全面了。一開(kāi)始接觸這個(gè)課題的時(shí)候，完全沒(méi)有思路，雖然很熟悉太陽(yáng)能熱水器，控制器的功能也理解，但要自己動(dòng)手用軟件和硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，卻無(wú)從下手。從網(wǎng)上找了很多資料，也借鑒了其他人設(shè)計(jì)的控制器，在一番深入的了解之后終于得到了一個(gè)初步的設(shè)計(jì)思路，并在之后的代碼編寫(xiě)和硬件焊接過(guò)程中，不斷的完善，最終完成了本次設(shè)計(jì)。

在這次設(shè)計(jì)中，接觸到了溫度傳感器，這款芯片是本人從來(lái)沒(méi)有使用過(guò)的，雖然它與單片機(jī)的連接非常簡(jiǎn)單，但是硬件的簡(jiǎn)化導(dǎo)致了軟件的開(kāi)銷(xiāo)，所以在軟件編程時(shí)，溫度檢測(cè)這一模塊的代碼困擾了本人很久，查了很多資料，對(duì)傳感器的工作原理也了解了很多，可是編寫(xiě)的代碼始終不能運(yùn)行，經(jīng)過(guò)了三周左右的努力，終于發(fā)現(xiàn)了代碼中的錯(cuò)誤，原因是因?yàn)闆](méi)有給復(fù)位足夠的時(shí)間導(dǎo)致18B20不能工作，修改后成功的將溫度檢測(cè)模塊編寫(xiě)完成。設(shè)計(jì)中另外一個(gè)難點(diǎn)是溫度設(shè)定中斷代碼的編寫(xiě)，在一開(kāi)始的設(shè)計(jì)思路中，進(jìn)入中斷后沒(méi)有PUSH、POP的內(nèi)容，在中斷子程序中修改溫度后回到主程序時(shí)發(fā)生了沖突，意識(shí)到這一點(diǎn)后修改了代碼，完成了中斷子程序的編寫(xiě)。至于其他模塊的代碼編寫(xiě)比較簡(jiǎn)單，過(guò)程中并未遇到什么挫折。

硬件電路的焊接也不是非常順利，設(shè)計(jì)初的報(bào)警電路是由LED燈和蜂鳴器組成的，但是在下程序的過(guò)程中不小心把蜂鳴器弄壞了，所以在耽擱了一周之后才完成。本次硬件電路是基于之前課程設(shè)計(jì)中用過(guò)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板，因此布局布線(xiàn)比較簡(jiǎn)單，這為硬件的搭建省了很多事，也為此次設(shè)計(jì)提供了很多方便。

三個(gè)多月的時(shí)間很快就過(guò)去了，在這段時(shí)間里，本人各方面的能力都得到了提升，總之，這次設(shè)計(jì)讓本人學(xué)到了很多。

經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的努力，本人的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成�；叵脒@幾個(gè)月的學(xué)習(xí)，從開(kāi)題到論文的順利完成，得到了老師和同學(xué)們的很多幫助。

首先要感謝本人的指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，從選題，設(shè)計(jì)方案，論文修改直至成稿一直給予了很多的指導(dǎo)和幫助，同時(shí)也提供了相關(guān)的參考資料，為本人解答疑惑，提供了很多關(guān)鍵性的建議。她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致，一絲不茍的作風(fēng)一直是本人學(xué)習(xí)、工作中的榜樣，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給本人無(wú)盡的啟迪。

還有本人的室友和很多同學(xué)也給了很多的幫助，他們給予鼓勵(lì)與意見(jiàn)，讓本人度過(guò)了這段艱辛的時(shí)期。特別要感謝寢室的同學(xué)們，一直以來(lái)都在鼓勵(lì)本人，在做仿真時(shí)一直都在幫助本人，如果沒(méi)有她們的熱心幫忙，此次設(shè)計(jì)的完成將變得非常困難。

對(duì)于這次設(shè)計(jì)中給予本人幫助的老師和同學(xué)致以感謝！

附錄
附錄1：程序
GE_BIT   EQU 40H
SHI_BIT  EQU 41H
DI_8BIT  EQU 43H
GAO_8BIT EQU 44H
DQ       EQU P1.0                                ;溫度傳感器I/O口
            
              ORG                0000H
    LJMP              MAIN
    ORG              0003H
              LJMP              HEAT       ;輔助加熱               
    ORG 000BH                                                                                   
    LJMP  PLUS       ;溫度加1
              ORG              0013H
              LJMP              RISE     ;自動(dòng)加水                              
    ORG 001BH                             
              LJMP MINUS                     ;溫度減1

              ORG              0020H
MAIN:MOV SP,#60H            
              MOV              30H,#0                            ;30H-33H顯示緩沖區(qū)
              MOV              31H,#0
              MOV              32H,#0
              MOV              33H,#0            
              MOV 50H,#5                               ;存放溫度設(shè)定值
              MOV 51H,#2
                MOV DPTR,#07100H                            ;選中8155
                MOV A,#3H
                 MOVX @DPTR,A
    MOV              IP,#0FH                                                        ;中斷優(yōu)先級(jí)
              MOV              TCON,#05H          ;外部中斷脈沖觸發(fā)有效
              MOV              IE,#8FH                                                        ;中斷總允許，允許定時(shí)器和外部中斷
              MOV              TMOD,#55H                                          ;接通外部技術(shù)引腳T0T1
              MOV TH0,#0FFH
              MOV TL0,#0FFH
              MOV              TH1,#0FFH
              MOV              TL1,#0FFH
    SETB TR0                                                          ;啟動(dòng)定時(shí)器
    SETB TR1
                 CLR P2.4
              CLR P2.6

TURN:
              LCALL WATER
              LCALL ZHUANHUAN ;調(diào)用讀溫度子程序
              LCALL DISPLAY
              LCALL WARN                            ;水溫水位報(bào)警
              AJMP TURN

WATER:                              ;水位按鍵判斷
      JNB P2.3 ,LOOP5
                JNB P2.2,LOOP4
                JNB P2.1,LOOP3
                JNB P2.0,LOOP2            
                LCALL DISP
                RET

LOOP2:MOV 32H,#0
      MOV 33H,#0
                LCALL DISP
                RET
LOOP3:MOV  32H,#0
      MOV 33H,#3
                LCALL DISP
                RET
LOOP4:MOV 32H,#0
      MOV 33H,#6
                LCALL DISP
                RET
LOOP5:MOV 32H,#0
      MOV 33H,#9
                LCALL DISP            
                RET

WARN:MOV A,51H                                                           ;水溫報(bào)警
     SWAP A
     ORL  A,50H                           
     MOV 52H,A                                                                      ;50H和51H 合并
     MOV A,31H
     SWAP A                                                                      ;30H和51H合并
     ORL A,30H
     CJNE A,52H,PD                                                        ;檢測(cè)到的溫度與設(shè)定溫度比較
     CLR P2.6
     CLR P1.2
              SETB P1.1
     LJMP EXIT
  PD:JC BBB                                                           ;溫度<設(shè)定值則 跳到BBB
     CLR P2.6
     CLR P1.2
              SETB P1.1
     SJMP EXIT
BBB:LCALL WARNING
EXIT:RET
                              
WARNING:MOV A,#0                                                        ;水位報(bào)警
     CJNE A,33H,PD1                                                        ;沒(méi)水時(shí)報(bào)警
     CLR P1.2
              SETB P1.1
     AJMP OUT1
PD1:MOV A,#9
     CJNE A,33H,BB                                          ;水滿(mǎn)時(shí)報(bào)警
     CLR P1.2
              SETB P1.1
     AJMP OUT1
  BB:SETB P1.2
     CLR P1.1
OUT1:RET               

/*4個(gè)中斷*/
PLUS:        ;溫度加1中斷
    PUSH 30H
    PUSH 31H
    MOV              TH0,#0FFH
    MOV              TL0,#0FFH
    MOV A,50H
              CJNE A,#9,CC
              MOV 50H,#0
              INC 51H
              AJMP CC1
              CC:INC 50H
  CC1:
              MOV 30H,50H
    MOV 31H,51H
              MOV R1,#07FH
CFU:LCALL DISP1                                             ;將設(shè)定值顯示一段時(shí)間
    DJNZ R1,CFU
              POP 30H
    POP 31H
  RETI
MINUS:      ;溫度減1中斷
    PUSH 30H
    PUSH 31H
    MOV              TH1,#0FFH
              MOV              TL1,#0FFH
    MOV A,50H
              CJNE A,#0,CC2
              MOV 50H,#9
              DEC 51H
              AJMP CC3
              CC2:DEC 50H
  CC3:
              MOV 30H,50H
    MOV 31H,51H
              MOV R1,#07FH
CFU1:LCALL DISP1
    DJNZ R1,CFU1
              POP 30H
    POP 31H
  RETI                                                                     

HEAT:      ;輔助加熱中斷
    MOV A,33H
              JZ OUT                                                        ;沒(méi)水時(shí)不能打開(kāi)繼電器，JZ累加器判0轉(zhuǎn)移
    SETB P2.6            
OUT:RETI                                                      

RISE: MOV 32H,#0    ;自動(dòng)上水
      MOV 33H,#0
      MOV R1,#0FFH
CFU2:LCALL DISP
      DJNZ R1,CFU2
                MOV 33H,#3
              MOV R1,#0FFH
CFU3:LCALL DISP
      DJNZ R1,CFU3
                MOV 33H,#6
                MOV R1,#0FFH
CFU4:LCALL DISP
      DJNZ R1,CFU4
                MOV 33H,#9
                MOV R1,#0FFH
CFU5:LCALL DISP
      DJNZ R1,CFU5
   RETI                                                      
/***顯示程序***/            
DISP:               
              MOV              A,#40H                            ;水位顯示子程序
              MOV              DPTR,#07101H
              MOVX              @DPTR,A
              MOV              A,32H
              MOV              DPTR,#TABLE
              MOVC              A,@A+DPTR
              MOV              DPTR,#07102H
              MOVX              @DPTR,A
              LCALL              DELAY00

              MOV              A,#80H
              MOV              DPTR,#07101H
              MOVX              @DPTR,A
              MOV              A,33H
              MOV              DPTR,#TABLE            
              MOVC              A,@A+DPTR
              MOV              DPTR,#07102H
              MOVX              @DPTR,A
              LCALL              DELAY
   RET

DISP1:
              MOV              A,#10H    ;溫度顯示子程序
              MOV              DPTR,#07101H
              MOVX              @DPTR,A
              MOV              A,30H
              MOV              DPTR,#TABLE
              MOVC              A,@A+DPTR
              MOV              DPTR,#07102H
              MOVX              @DPTR,A
              LCALL              DELAY00

              MOV              A,#20H
              MOV              DPTR,#07101H
              MOVX              @DPTR,A
              MOV              A,31H
              MOV              DPTR,#TABLE
              MOVC              A,@A+DPTR
              MOV              DPTR,#07102H
              MOVX              @DPTR,A
              LCALL              DELAY
              RET
  /*---------------------延時(shí)子程序--------------------                */
DELAY:              MOV R5,#0FH                           
DELAY4:              MOV R4,#0FH
DELAY5:              DJNZ R4,DELAY5
                            DJNZ R5,DELAY4
                  RET
DELAY00:MOV R6,#0AH                           
DELAY8:              MOV R7,#0AFH
DELAY9:              DJNZ R7,DELAY9
                            DJNZ R6,DELAY8
                            RET
               
;這是DS18B20復(fù)位初始化子程序
INIT_1820:
     SETB DQ
     NOP
     CLR DQ ;主機(jī)發(fā)出延時(shí)537微秒的復(fù)位低脈沖
     MOV R1,#3
DU_1:
     MOV R0,#107
     DJNZ R0,$
     DJNZ R1,DU_1
     SETB DQ ;然后拉高數(shù)據(jù)線(xiàn)
     NOP
     NOP
     NOP
     MOV R0,#25H
DU_2:JNB DQ,DU_3 ;等待DS18B20回應(yīng)
     DJNZ R0,DU_2
     LJMP DU_4 ;延時(shí)
DU_3:SETB F0   ;置標(biāo)志位,表示DS1820存在
     LJMP DU_5
DU_4:CLR F0   ;清標(biāo)志位
     LJMP DU_7
DU_5:MOV R0,#117
DU_6:DJNZ R0,DU_6
DU_7:SETB DQ
     RET
;-------------------------------------------------
;寫(xiě)DS18B20的子程序
WRITE_1820:MOV R2,#8
    CLR C
WR1:CLR DQ
    MOV R3,#6
    DJNZ R3,$
    RRC A
    MOV DQ,C
    MOV R3,#23
    DJNZ R3,$
    SETB DQ
    NOP
    DJNZ R2,WR1
    SETB DQ
    RET

;-------------------------------------------------
;讀DS18B20的子程序,
READ_1820:MOV R4,#2     
    MOV R1,#DI_8BIT ;低位存入DI_8BIT,高位存入GAO_8BIT
RE0:MOV R2,#8           
RE1:CLR C
    SETB DQ
    NOP
    NOP
    CLR DQ
    NOP
    NOP
    NOP
    SETB DQ
    MOV R3,#9
RE2:DJNZ R3,RE2
    MOV C,DQ
   MOV R3,#23
RE3:DJNZ R3,RE3
    RRC A
    DJNZ R2,RE1
    MOV @R1,A
    INC R1
    DJNZ R4,RE0
    RET   
;-------------------------------------------------
;讀出后轉(zhuǎn)換的溫度值
ZHUANHUAN:
    LCALL INIT_1820 ;先復(fù)位DS18B20
    JB F0,ZH1
    RET
ZH1:MOV A,#0CCH
    LCALL WRITE_1820
    MOV A,#44H
    LCALL WRITE_1820
    LCALL DISPLAY ;等待AD轉(zhuǎn)換結(jié)束,12位的話(huà)750微秒
    LCALL INIT_1820
    MOV A,#0CCH ;跳過(guò)ROM匹配
    LCALL WRITE_1820
    MOV A,#0BEH ;發(fā)出讀溫度命令
    LCALL WRITE_1820
    LCALL READ_1820
;CHULI
    MOV A,GAO_8BIT
    MOV A,DI_8BIT
    MOV  B,#16
    DIV  AB
    MOV 35H,A ;將DI_8BIT的高四位右移四位,存入35H中（溫度值）
    MOV A,B ;將TEMPER_L的低四位X10/16得小數(shù)后一位數(shù).
    MOV B,#10
    MUL AB
    MOV B,#16
    DIV AB
    MOV 36H,A ;將小數(shù)后一位數(shù).存入36H中
    MOV A,GAO_8BIT ;TEMPER_H中存放高8位數(shù),權(quán)重16
    MOV B,#16
    MUL AB
    ADD A,35H ;35H中存入溫度值的整數(shù)部分
    MOV B,#10
    DIV AB
    MOV GE_BIT,B ;個(gè)位存入40H中
    MOV B,#10 ;
    DIV AB ;
    MOV SHI_BIT,B ;十位存入41H中
    RET  
;-------------------------------------------------
DISPLAY:
   MOV A,SHI_BIT   //顯示溫度十位
   MOV 31H,A
   MOV A,GE_BIT   //顯示溫度個(gè)位
   MOV 30H,A
   LCALL DISP1
   RET  

/*************** 段碼緩沖區(qū) **********************************/
TABLE:  DB 0fcH,60H,0daH,0f2H,66H,0b6H,0beH,0e0H,0feH,0f6H
End

單片機(jī)的太陽(yáng)能熱水器控制器的設(shè)計(jì)論文.doc (16.57 MB, 下載次數(shù): 158)

2018-11-1 13:31 上傳

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