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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 設(shè)計(jì)(論文)題目: 新型太陽能熱水器 </p><p> 溫控進(jìn)控裝置 </p><p><b> 摘 要:</b></p><p> 太陽能熱水器因其為綠色產(chǎn)品、無污染、使用方便、成本低等特點(diǎn),因而被廣泛應(yīng)用于人民生活中。本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心,用于通過溫度控制進(jìn)水的新型太陽能熱水器的控制裝置,主要分為自動(dòng)
2、控制和手動(dòng)控制兩大部分,自動(dòng)控制部分中通過軟件程序來實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)顯示、檢測(cè)與控制以及溫度控制進(jìn)水,手動(dòng)控制部分中通過人為的需要進(jìn)行按鍵,實(shí)行相應(yīng)的功能。</p><p><b> 關(guān)鍵詞:</b></p><p> 新型太陽能熱水器、單片機(jī)、溫度控制、電阻溫度傳感器</p><p><b> 目 錄</b><
3、;/p><p> 第1章 引言 ……………………………………………………………4</p><p> 1.1 太陽能熱水器的現(xiàn)狀……………………………………………4</p><p> 1.2 本設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)………………………………………………………4</p><p> 1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及思路………………………………………4</p&
4、gt;<p> 第2章 控制裝置的組成及工作原理…………………………………5</p><p> 2.1系統(tǒng)組成……………………………………………………………5</p><p> 2.2控制裝置的工作原理 ……………………………………………6</p><p> 2.3控制裝置的組成及工作流程 ……………………………………6</p>
5、<p> 第3章 硬件計(jì)… ………………………………………………………8</p><p> 3.1 直流穩(wěn)壓電源電路…………………………………………………8</p><p> 3.2 水溫檢測(cè)電路………………………………………………………8</p><p> 3.3 水位檢測(cè)電路 ……………………………………………………11</p>
6、<p> 3.4鍵盤及顯示電路……………………………………………………11</p><p> 3.5驅(qū)動(dòng)電路……………………………………………………………13</p><p> 第4章 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………15</p><p> 4.1 主程序設(shè)計(jì) ………………………………………………………15</p>
7、<p> 4.2 中斷程序設(shè)計(jì) ……………………………………………………22</p><p> 第5章 仿真與調(diào)試真與調(diào)試…………………………………………25</p><p> 5.1硬件調(diào)試……………………………………………………………25</p><p> 5.2軟件調(diào)試……………………………………………………………26</p>
8、<p> 第6章 心得體會(huì) …………………………………………………… 28</p><p> 參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………29</p><p> 附錄一 …………………………………………………………………30</p><p><b> 第1章 引言</b></p><p&g
9、t; 1.1 太陽能熱水器的現(xiàn)狀</p><p> 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生活水平的提高,人們對(duì)太陽能熱水器的需求量也越來越大,太陽能熱水器也隨之蓬勃發(fā)展,在城市環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略中,太陽能熱水器的優(yōu)越性越發(fā)地突現(xiàn)出來。如:不能自動(dòng)進(jìn)水、沒有水溫水位顯示、不能自動(dòng)加熱、浪費(fèi)水資源嚴(yán)重、真空管易爆炸等。盡管目前市場(chǎng)上為解決上述問題相繼出現(xiàn)了各式各樣的控制儀或控制裝置,這些控制裝置只解決了部分問題未能達(dá)到全智能控
10、制效果。</p><p> 1.2 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)</p><p> 本設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際研制出一種全智能太陽能熱水器溫控進(jìn)水及水溫水位顯示控制裝置。它的設(shè)計(jì)思想是人性化和智能化,其主要優(yōu)點(diǎn)有:1、根據(jù)水位和水溫兩個(gè)條件控制是否需要進(jìn)水,每次只進(jìn)適量的水。若溫度再次達(dá)到設(shè)置值時(shí)則再次進(jìn)水,不會(huì)出現(xiàn)浪費(fèi)水資源或進(jìn)水過多導(dǎo)致水溫落差較大的現(xiàn)象,而且還可以避免在夏天中午前后真空管處于高溫狀態(tài)時(shí)補(bǔ)水引
11、起的爆管問題;2、具有進(jìn)水超水位和超水溫報(bào)警指示;3、用水時(shí)若水溫達(dá)不到設(shè)置值時(shí),則自行起動(dòng)加熱裝置,使水溫具有無級(jí)調(diào)節(jié)的功能,同時(shí)還能起到節(jié)能的效果;4、具有水溫和水位顯示功能,這樣則不會(huì)出現(xiàn)在洗澡時(shí)突然斷水現(xiàn)象;5具有手動(dòng)和自動(dòng)切換功能,當(dāng)處于手動(dòng)時(shí)可以人為進(jìn)水或電加熱;6、本裝置還具有價(jià)格低、安裝維護(hù)方便、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。</p><p> 1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容及思路</p><p
12、> 本設(shè)計(jì)首先介紹了控制裝置的系統(tǒng)組成和工作原理及控制器的組成和工作流程;其次介紹了新型太陽能熱水器控制裝置的硬件設(shè)計(jì),主要有直流穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)、水溫檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、鍵盤及顯示電路設(shè)計(jì)和電磁閥及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì);再次介紹了新型太陽能熱水器控制裝置的軟件設(shè)計(jì),主要包括主程序設(shè)計(jì)和中斷程序設(shè)計(jì),其中主程序設(shè)計(jì)有水溫檢測(cè)電路的軟件設(shè)計(jì)、水位檢測(cè)電路的軟件設(shè)計(jì)、鍵盤電路的軟件設(shè)計(jì)和顯示電路的軟件設(shè)計(jì);最后介紹了控制系統(tǒng)的調(diào)試
13、,主要有介紹了控制面板組成和調(diào)試中遇到的問題及解決的方法,結(jié)尾論述了主要結(jié)論與展望。</p><p> 第2章 控制裝置的組成及工作原理</p><p><b> 2.1 系統(tǒng)組成</b></p><p> 如圖2-1所示,本系統(tǒng)主要由控制器、自動(dòng)控制閥、手動(dòng)控制閥、水位檢測(cè)電極、水溫檢測(cè)傳感器、電阻加熱絲、儲(chǔ)水箱等組成。</p&g
14、t;<p> 控制器:主要通過里面的電磁閥控制YV1和YV2的通斷,控制水溫檢測(cè)傳感器檢測(cè)水溫、控制水位檢測(cè)傳感器檢測(cè)水在水箱中的位置以及控制電阻加熱絲加熱。</p><p> 自動(dòng)控制閥:主要通過控制器控制,當(dāng)水箱中的水的實(shí)際溫度大于所設(shè)置的溫度時(shí),自動(dòng)閥就自動(dòng)打開往水箱中上水,直到上到上一個(gè)目標(biāo)水位為止。</p><p> 手動(dòng)控制閥:當(dāng)自動(dòng)閥損壞時(shí),可以通過手動(dòng)閥
15、進(jìn)行上下水。</p><p> 水位檢測(cè)電極:主要用來檢測(cè)水箱中水的位置,主要把水箱分成四等分,一共有五個(gè)電極,接地的電極放在最水箱的最底下,其余分別放在四等分點(diǎn)上,比如當(dāng)水箱中的水在第一等分和第二等分之間,則顯示水箱中有四分之一的水,當(dāng)超過第二等分,則顯示二分之一的水。</p><p> 水溫檢測(cè)傳感器:主要用來檢測(cè)水箱中水的實(shí)際溫度。</p><p> 電
16、阻加熱絲:主要用來加熱水箱中水,使其達(dá)到用戶所需要的溫度。 </p><p> 2.2 控制裝置的工作原理</p><p> 本控制系統(tǒng)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種控制方式,在自動(dòng)狀態(tài)下,當(dāng)檢測(cè)溫度高于設(shè)置溫度,且水位未達(dá)到最高時(shí),控制器打開電磁水閥YV1和YV2進(jìn)行上水,同時(shí)點(diǎn)亮上水指示燈,當(dāng)水位上至上一目標(biāo)水位時(shí),自動(dòng)停止上水(即關(guān)閉電磁水閥YV1和YV2),若水箱內(nèi)無水,則自動(dòng)上水至最低水
17、位處。</p><p> 在系統(tǒng)處于手自動(dòng)狀態(tài)下,可自由上水或停止上水(上水時(shí)水箱水位必須未滿),若水位達(dá)到最高則自動(dòng)停止上水;若需要啟動(dòng)加熱器則必須先設(shè)定加熱溫度,然后按下加熱鍵進(jìn)行加熱;若需洗浴時(shí),則需打開手動(dòng)閥YV4,系統(tǒng)自動(dòng)打開電磁水閥YV2,可通過YV5自由調(diào)節(jié)水溫;當(dāng)電磁水閥YV1和YV2損壞或停電時(shí),可通過打開YV5和YV6進(jìn)行上下水解決燃眉之急;此系統(tǒng)設(shè)置YV3是為了防止冬天氣溫過低引起水管因內(nèi)
18、有積水而凍裂(手動(dòng)打開此閥放完水管中的積水)。</p><p> 2.3 控制器的組成及工作流程</p><p><b> 1. 控制器的組成</b></p><p> 本控制器主要由單片機(jī)AT89S51,鍵盤電路、水位檢測(cè)電路、水溫檢測(cè)電路、顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路等組成,具體控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示。</p><p
19、> 2. 控制器的工作流程</p><p> 控制器的工作流程如圖2-3所示。</p><p><b> 第3章 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p> 3.1 直流穩(wěn)壓電源電路</p><p> 直流穩(wěn)壓電源由變壓器、單相橋式整流電路、三端集成穩(wěn)壓器等組成。</p><p><
20、b> 1. 工作原理</b></p><p> 220V市電經(jīng)過變壓器降壓后得到15V交流電壓,該電壓經(jīng)過單相橋式整流后獲得近18V的直流電壓,為了不使電路中產(chǎn)生電路突發(fā)的情況,還要經(jīng)過濾波電路,把電容和負(fù)載電阻并聯(lián)以便吸收脈動(dòng)電壓,并使輸出電壓保持平穩(wěn)。為了不受市電波動(dòng)的影響,提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性,我們采用相應(yīng)的穩(wěn)壓塊來獲得控制電路所需的電壓等級(jí),具體電路如圖3.1所示。</p>
21、;<p><b> 2.元器件的選擇</b></p><p> 我們采用AT89S51單片機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心元件,因?yàn)锳T89S51的電源是+5V,所以選用7805穩(wěn)壓塊,輸出控制電路用的是+12V直流繼電器,所以選7812穩(wěn)壓塊,在溫度檢測(cè)電路中用了OP07放大器,它需要+12V和-12V的電壓,所以選7912穩(wěn)壓塊。</p><p> 3
22、.2 水溫檢測(cè)電路</p><p> 圖3-2水溫檢測(cè)電路</p><p> 1. 水溫檢測(cè)電路原理</p><p> 本設(shè)計(jì)采用了電阻溫度傳感器來測(cè)量溫度,主要是利用其溫度特性。當(dāng)溫度變化時(shí),電阻值發(fā)生改變即溫度升高圖3-2水溫檢測(cè)電路(降低)時(shí),電阻增大(變小),這樣測(cè)溫就變成了測(cè)量電阻值,從而改變輸出電壓值。其原理主要為溫度傳感器所測(cè)溫度經(jīng)惠斯登電橋轉(zhuǎn)換
23、后送運(yùn)放 。OP07進(jìn)行放大。具體電路設(shè)計(jì)如圖3-2所示。 </p><p> 2.元器件的選擇及參數(shù)計(jì)算</p><p><b> 1、元器件選擇</b></p><p> 常用的溫度傳感器有熱電阻、熱敏電阻溫度傳感器,熱電偶及集成對(duì)管溫度傳感器等,因電阻溫
24、度傳感器有1)測(cè)量精度高,對(duì)非溫度量不敏感;2)有較大的測(cè)量范圍,靈敏度高;3)線性度好,便于自動(dòng)測(cè)量等優(yōu)點(diǎn),故本電路采用電阻溫度傳感器,</p><p><b> 2、參數(shù)計(jì)算</b></p><p> 在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí),一般是已知傳感器餓溫度特性,根據(jù)測(cè)溫環(huán)境確定電橋平衡方式,激勵(lì)源選擇,電壓靈敏度,放大與引線電阻補(bǔ)償?shù)取?lt;/p><p&g
25、t; 此設(shè)計(jì)采用的是熱敏電阻。已知t=0℃,R(t)=100Ω;t=100℃時(shí),R(t)=125Ω;則ΔR=0.25Ω/℃。設(shè)通過R(t)的電流小于2mA,輸出電壓U0=U100℃-U0℃</p><p><b> 當(dāng)0℃時(shí):</b></p><p> ( R0=0.1K,得:RW1=54Ω RW2=146Ω)</p><p><
26、b> 當(dāng)100℃時(shí):</b></p><p> ( R100=0.125K,得:UO=0.13V)</p><p> 4)單電橋電路輸出信號(hào)的放大</p><p> 如圖3-3所示電橋是雙端輸出的,若采用運(yùn)算放大器,則要用差動(dòng)放大器,如圖3-4所示,其輸出電壓為B、D點(diǎn)的電位差。</p><p> 如電路選用R35
27、=R36,R33=R34=R,則運(yùn)算放大器放大的電壓為:</p><p> 因此R35選40K,RW選20K。</p><p> 選擇不同的R35與R33,運(yùn)用電位器,則可以得到所放大的信號(hào)。 </p><p> 注:U0’ 由所選的A/D轉(zhuǎn)換器所決定的。具體算法如下:</p><p> 本設(shè)計(jì)控制裝置所測(cè)的溫度范圍為0℃-100
28、℃,精確到0.5℃,需要200個(gè)數(shù)字量,因此選用了ADC0832,所選的參考電壓為5V,則根據(jù)比例式:</p><p> 求得U0’ =3.9V</p><p> 5)串行A/D ADC0832及其接口電路</p><p> ADC0832是具有多路轉(zhuǎn)換開關(guān)的8位串行A/D轉(zhuǎn)換器,末位數(shù)1、2、4、8為其轉(zhuǎn)換通道數(shù),轉(zhuǎn)換速度較高,單電源供電,功耗低。</
29、p><p> ADC0832引腳功能</p><p> 圖3-5a為ADC0832芯片引腳。</p><p> VDD、VSS:電源、接地端,VDD同時(shí)兼任UREF;</p><p> CS:片選端,低電平有效;</p><p> DI:數(shù)據(jù)信號(hào)輸入端;</p><p> DO:數(shù)據(jù)信號(hào)
30、輸出端;</p><p> CLK:時(shí)鐘信號(hào)輸入端,要求低于600KHZ</p><p> CH0、CH1:模擬信號(hào)輸入端。</p><p><b> 硬件連接電路</b></p><p> 圖3-5b為ADC0832與AT89S51應(yīng)用接口電路,圖中:P3.6片選CS;TXD發(fā)送時(shí)鐘信號(hào)輸入ADC0832 CL
31、K;RXD與DI、DO端連接在一起,根據(jù)ADC0832特點(diǎn),DI端在接收主機(jī)起始和通道配置信號(hào)關(guān)斷,直至CS再次出現(xiàn)跳變,DO端在DI端有效期間始終處于三態(tài),因此DI端與DO端可與RXD端連接在一起,不會(huì)引起沖突。</p><p> 3.3 水位檢測(cè)電路</p><p> 水位檢測(cè)電路如圖3-5所示。水位傳感器可以自制,在絕緣棒上固定5個(gè)銅柳釘作為電極(0-4),最下部的電極作為公共端
32、,其余4個(gè)依次表示水位,電極間相當(dāng)于一個(gè)開關(guān),在沒有水時(shí),開關(guān)開路,有水時(shí)水中的離子導(dǎo)電,開關(guān)短路(實(shí)際不短路,電極間電阻約為十幾K到幾十K,與水質(zhì)有關(guān))。通電后就可以</p><p> 檢測(cè)水位,在電極間加電流,電路簡(jiǎn)單,直流電壓通過470K電阻和水位開關(guān)(無水開路,有水十幾K電阻)分壓,無水水位開關(guān)上的壓降大,送到P3.2口、P3.3口、P3.4口、P3.5口,檢測(cè)到高電平,有水時(shí)水位開關(guān)上的壓降很小,檢測(cè)
33、到低電平。</p><p> 3.4 鍵盤及顯示電路</p><p><b> 1.鍵盤電路</b></p><p><b> 1.鍵盤的選擇</b></p><p> P1.0- P1.7口作為按鍵的輸入信號(hào),鍵按下,就執(zhí)行該鍵的功能。其電路圖3-6所示。</p><p
34、> 獨(dú)立式按鍵,各個(gè)按鍵相互獨(dú)立,每個(gè)按鍵占用一根I/O口線,每根I/O口線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其它I/O口線上的按鍵工作狀態(tài),而且獨(dú)立式按鍵電路配置靈活,軟件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,因此本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式按鍵。</p><p><b> 2.按鍵功能的介紹</b></p><p> S1鍵:顯示/設(shè)置鍵,用于實(shí)現(xiàn)水溫的顯示或者設(shè)置水溫的值。</p>&
35、lt;p> S2鍵:選位鍵,用于選擇數(shù)碼管十位、個(gè)位,還是十分位的值。</p><p> S3鍵:上調(diào)鍵,用于使設(shè)置的溫度值向上增加。</p><p> S4鍵:下調(diào)鍵,用于使設(shè)置的溫度值向下減小。</p><p> S5鍵:洗浴鍵,按此鍵可以進(jìn)行洗浴。</p><p> S6鍵:自動(dòng)/手動(dòng)鍵,按此鍵可以進(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)的切換。
36、</p><p> S7鍵:上水/停止鍵,在手動(dòng)鍵按下時(shí),按上水鍵可以水閥上水,再按一下就停止上水。</p><p> S8鍵:加熱/停止鍵,在手動(dòng)鍵按下時(shí),按加熱鍵可以啟動(dòng)加熱器進(jìn)行對(duì)水箱中水的加熱,再按一下加熱器就停止加熱。</p><p><b> 3.上拉電阻</b></p><p> 10K的排阻為上拉
37、電阻,鍵未按下時(shí),P1口電平被電阻上拉為高;鍵按下時(shí),P1口電平被拉為低。 </p><p><b> 圖3-6鍵盤電路圖</b></p><p><b> 2.顯示電路</b></p><p> 本設(shè)計(jì)采用共陽型數(shù)碼管,8個(gè)LED燈如圖3-7所示,燈的負(fù)極依次接到數(shù)碼管的 a-f段,采用動(dòng)態(tài)掃描電路,并把顯示程序作
38、為主程序。數(shù)碼管的段用P0口控制,P2.0口、P2.3口 作為數(shù)碼管的位控制, P2.4口作為指示燈的控制。</p><p><b> 圖3-7 顯示電路</b></p><p><b> 3.5驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p> 1.晶閘管驅(qū)動(dòng)接口電路</p><p> 1、晶閘管驅(qū)動(dòng)接口
39、電路工作原理</p><p> P2.5輸出的控制信號(hào)控制1KW電加熱器的通斷,輸出低電平時(shí),雙向晶閘管導(dǎo)通,經(jīng)U4光耦,自動(dòng)過零觸發(fā)可控硅導(dǎo)通,接通1KW電加熱器電源。</p><p><b> 2、元器件選擇</b></p><p> 在用單片機(jī)對(duì)交流強(qiáng)電回路進(jìn)行控制的實(shí)際應(yīng)用中,一般都是使用晶閘管,</p><p
40、> 圖3-8 晶閘管驅(qū)動(dòng)電路</p><p> 用單片機(jī)進(jìn)行控制。由于晶閘管所在的主電路是交流強(qiáng)電回路,電壓較高,電流較大,不宜用單片機(jī)直接控制,可用光耦合器將單片機(jī)控制信號(hào)與晶閘管觸發(fā)電路進(jìn)行隔離驅(qū)動(dòng),具體電路如圖3-8所示。</p><p> 為了減小晶閘管控制的時(shí)的誤觸發(fā),提高抗干擾性能,在晶閘管的陰極和門極之間增加了R25,為了防止負(fù)載在通斷時(shí)產(chǎn)生的過電壓沖擊損壞電路,
41、電路中利用了R26和0.1uF電容串聯(lián)電路來吸收。</p><p> 2. 光電隔離輸入、繼電器輸出驅(qū)動(dòng)接口電路</p><p><b> 1)電路工作原理</b></p><p> 當(dāng)P2.6、P2.7輸出低電平的電信號(hào)送入光耦合器的輸入端時(shí),發(fā)光二級(jí)管通過電流而發(fā)光,光敏元件受到光照后產(chǎn)生電流,光敏晶體管導(dǎo)通,12V直流電源加到繼電器
42、線圈上,繼電器吸合,常開觸點(diǎn)接通,然后用繼電器的觸點(diǎn)再來控制電磁閥的接通。反之,P2.6、P2.7輸出高電平,晶體管截止,繼電器線圈沒有電源,繼電器不吸合,則繼電器的觸點(diǎn)控制的電磁閥關(guān)閉。具體電路如圖3-9所示。</p><p><b> 2)元器件選擇</b></p><p> 在控制現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較惡劣時(shí),會(huì)存在較大的燥聲干擾,若這些干擾隨輸入信號(hào)一起進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)
43、,會(huì)使控制的準(zhǔn)確性降低,產(chǎn)生誤動(dòng)作。因而,本設(shè)計(jì)在單片機(jī)的輸出端,用光耦合器作接口,對(duì)信號(hào)及燥聲進(jìn)行隔離。</p><p> 圖3-9中有一個(gè)和繼電器的線圈并聯(lián)的二極管(跟加在線圈上的電壓極性反向,通常稱作保護(hù)二極管,又叫續(xù)流二極管。它的作用是為了避免在控制繼電器斷電時(shí)線圈產(chǎn)生的高電壓損壞電路中的晶體管等其它元器件。</p><p><b> 第4章 軟件設(shè)計(jì)</b&g
44、t;</p><p><b> 4.1主程序設(shè)計(jì) </b></p><p> 主程序功能:完成系統(tǒng)的初始化。包括I/O口、定時(shí)器、中斷系統(tǒng)的初始化,然后轉(zhuǎn)入水位檢測(cè)、鍵盤處理、顯示程序并等待定時(shí)器中斷。在定時(shí)器中斷服務(wù)子程序中,先判斷1s滿否?若未滿1s,則返回。若滿1s,則進(jìn)行一系列操作:00H取反,調(diào)溫度處理程序。主程序流程圖如圖4-1所示。
45、 </p><p><b> 主程序:</b></p><p> ORG 0000H</p><p> LJMP MAIN</p><
46、;p> ORG 000BH</p><p> LJMP CT0; 轉(zhuǎn)定時(shí)器0中斷服務(wù)程序</p><p> ORG 0030H; 主程序 </p><p> MAIN: MOV 30H,#00H; 0.1秒單元</p><p> MOV 20H,#00000100B; 置相應(yīng)標(biāo)志
47、位</p><p> MOV P2,#0FFH; P2口不顯示,電磁閥不通電,不加熱</p><p> MOV SP,#5FH; 設(shè)置堆棧深度</p><p> SETB EA; 開中斷</p><p> SETB ET0; 允許T0中斷</p><p> MOV TMOD,#01010001B; T
48、0方式1定時(shí),T1工作于方式1計(jì)數(shù)</p><p> MOV TH0,#3CH; 定時(shí)常數(shù)</p><p> MOV TL0,#0B0H</p><p> SETB TR0; 啟動(dòng)定時(shí)定時(shí)器0</p><p> MOV 28H,#60; 設(shè)置初始溫度為60度</p><p> MOV 40H,#
49、0FFH; 轉(zhuǎn)顯示狀態(tài)為全滅</p><p> MOV 36H,#0; 清溫度存放單元</p><p> MOV 2FH,#1; 目標(biāo)水位為1</p><p> LOOP:LCALL WATER; 水位檢測(cè)程序</p><p> LCALL KEY; 鍵盤處理程序</p><p> LCALL DISP;
50、 顯示程序</p><p> SJMP LOOP</p><p> 1.水位檢測(cè)電路的程序設(shè)計(jì)</p><p> WATER: JNB P3.2,KS1;水位檢測(cè)后存放于2EH單元,目標(biāo)水位存放2FH單元</p><p> JNB P3.3,KS2</p><p> JNB P3.4,KS3</p&g
51、t;<p> JNB P3.7,KS4</p><p> MOV 2EH,#0H;無水</p><p><b> CLR P2.6</b></p><p><b> CLR P2.7</b></p><p><b> SETB 03H</b></p
52、><p> MOV 2FH,#1H</p><p> RE_WAT:JNB 02H,RRE_WAT;手動(dòng)方式則返回</p><p><b> MOV A,2EH</b></p><p><b> CLR C</b></p><p> SUBB A,2FH</p&
53、gt;<p> JNZ RRE_WAT</p><p> CLR 03H;清上水標(biāo)志</p><p> SETB P2.6;關(guān)電磁閥</p><p> SETB P2.7</p><p> RRE_WAT:RET</p><p> KS1: MOV 2EH,#4H</p>
54、<p> JNB 03H,RE_WAT1</p><p> SETB P2.6;若水滿則關(guān)電磁閥</p><p> SETB P2.7</p><p><b> CLR 03H;</b></p><p> SJMP RE_WAT</p><p> RE_WAT1:SET
55、B 05H</p><p> SJMP RRE_WAT</p><p> KS2:MOV 2EH,#3H</p><p> SJMP RRE_WAT</p><p> KS3:MOV 2EH,#2H</p><p> SJMP RRE_WAT</p><p> KS4:MOV 2EH
56、,#1H</p><p> JB 03H,RE_WAT</p><p> SJMP RRE_WAT</p><p> 2 .鍵盤功能處理程序設(shè)計(jì)</p><p> 鍵處理流程圖如圖4-3所示。本節(jié)只介紹按鍵1的處理程序,完整程序請(qǐng)見附錄2。</p><p> KEY: ORL P1,#0FFH;鍵處理程序&
57、lt;/p><p> MOV A, P1</p><p><b> CPL A</b></p><p> JZ RET_KEY;無鍵返回</p><p> LCALL DISP;有鍵,延時(shí)去抖動(dòng)</p><p> ORL P1,#0FFH</p><p>
58、 MOV A,P1</p><p><b> CPL A</b></p><p> JZ RET_KEY;無鍵返回</p><p> ORL P1,#0FFH;有鍵,延時(shí)去抖動(dòng)</p><p><b> MOV A,P1</b></p><p> JN
59、B ACC.0,S1</p><p> JNB ACC.1,S2</p><p> JNB ACC.2,S3</p><p> JNB ACC.3,S4</p><p> JNB ACC.4,S5</p><p> JNB ACC.5,S6</p><p> JNB A
60、CC.6,S7</p><p> JNB ACC.7,S8</p><p> RET_KEY:RET</p><p> S1: CPL 01H;置預(yù)置標(biāo)志</p><p> JNB 01H,SAVE_TEM;01H=0,存儲(chǔ)當(dāng)前預(yù)置的溫度</p><p> MOV 45H,#44H;01H=1,為預(yù)置
61、狀態(tài),當(dāng)前預(yù)置對(duì)象存放于45H單元</p><p> S11: LCALL DISP</p><p> ORL P1,#0FFH;等待按鍵釋放</p><p> MOV A,P1</p><p><b> CPL A</b></p><p> JNZ S11;未釋放,繼續(xù)等待&
62、lt;/p><p><b> RET</b></p><p> 3.顯示電路程序設(shè)計(jì)</p><p> 1、水溫顯示子程序(流程圖如4-4所示)</p><p> DISP: MOV R0,#44H;顯示溫度及狀態(tài)信息</p><p> MOV DPTR,#TAB</p>
63、<p> DISP1: MOV A,@R0</p><p> MOVC A,@A+DPTR</p><p> JNB 01H,NDOT1</p><p> JNB 00H,NDOT1</p><p> MOV R5,45H</p><p> CJNE R5,#44H,NDOT1</p
64、><p> MOV A,#0FFH</p><p> NDOT1: MOV P0,A</p><p><b> CLR P2.0</b></p><p> LCALL D1MS</p><p><b> SETB P2.0</b></p><p&
65、gt;<b> DECR0</b></p><p><b> MOV A,@R0</b></p><p> MOVC A,@A+DPTR</p><p> JB 05H,NDOT22</p><p><b> CLR ACC.7</b></p><
66、;p> NDOT22:JNB 01H,NDOT2</p><p> JNB 00H,NDOT2</p><p> MOV R5,45H</p><p> CJNE R5,#43H,NDOT2</p><p> MOV A,#0FFH</p><p> NDOT2: MOV P0,A</p>
67、<p><b> CLR P2.1</b></p><p> LCALL D1MS</p><p><b> SETB P2.1</b></p><p><b> DEC R0</b></p><p><b> MOV A,@R0</b&
68、gt;</p><p> MOVC A,@A+DPTR</p><p> JNB 01H,NDOT3</p><p> JNB 00H,NDOT3</p><p> MOV R5,45H</p><p> CJNE R5,#42H,NDOT3</p><p> MOV A,#0FFH
69、</p><p> NDOT3: MOV P0,A</p><p><b> CLR P2.2</b></p><p> LCALL D1MS</p><p><b> SETB P2.2</b></p><p><b> DEC R0</b>
70、</p><p><b> MOV A,@R0</b></p><p> MOVC A,@A+DPTR</p><p><b> MOV P0,A</b></p><p><b> CLR P2.3</b></p><p> LCALL D1M
71、S</p><p><b> SETB P2.3</b></p><p> 2、水位及其它顯示子程序(流程圖如4-5所示)</p><p> MOV A,#0FFH</p><p> JNB 02H,ZD</p><p> CLR ACC.7;顯示自動(dòng)標(biāo)志</p><
72、;p> ZD: JNB 03H,S_SHUI;</p><p> CLR ACC.6;顯示上水標(biāo)志</p><p> S_SHUI: JNB 04H,N_JR</p><p> CLR ACC.1;顯示加熱標(biāo)志</p><p> N_JR: JNB 05H,N_CW</p><p> CLR ACC
73、.0;顯示超溫標(biāo)志</p><p> N_CW:ORL A,#03CH</p><p> MOV R5,2EH</p><p> CJNE R5,#4,W80</p><p> anl a,#11000011b</p><p> SJMP RE_DISP</p><p> W80:
74、 CJNE R5,#3,W50</p><p> anl a,#11100011b</p><p> SJMP RE_DISP</p><p> W50: CJNE R5,#2,W20</p><p> anl a,#11110011b</p><p> SJMP RE_DISP</p><
75、;p> W20: CJNE R5,#1,RE_DISP</p><p> anl a,#11111011b</p><p><b> RE_DISP:</b></p><p><b> MOV P0,A</b></p><p><b> MOV P2,R2</b>
76、;</p><p><b> CLR P2.4</b></p><p> LCALL D1MS</p><p><b> SETB P2.4</b></p><p><b> RET</b></p><p> D1MS: MOV R7,#25
77、</p><p> DJNZ R7,$</p><p><b> RET</b></p><p> TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H</p><p> DB 92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH,0afH,0C6H,00h,86H</p><p
78、><b> END</b></p><p><b> 4.2中斷程序設(shè)計(jì)</b></p><p> CT0: MOV TH0,#3CH;重置時(shí)間初值</p><p> MOV TL0,#0B0H</p><p> PUSH ACC;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)</p><p&g
79、t;<b> PUSH PSW</b></p><p> SETB RS0;選工作寄存器1組</p><p> MOV R1,#30H;指向0.1秒單元</p><p><b> INC @R1</b></p><p> CJNE @R1,#10,RET_TIME</p&g
80、t;<p> MOV @R1,#00H</p><p><b> CPL 00H</b></p><p> LCALL TEST_TEMP;調(diào)溫度處理程序(流程圖如4-7所示)</p><p><b> RET_TIME:</b></p><p> POP PSW;恢
81、復(fù)現(xiàn)場(chǎng)</p><p><b> POP ACC</b></p><p><b> RETI;中斷返回</b></p><p> TEST_TEMP:;溫度處理程序,將溫度存放在27H單元,</p><p> 設(shè)置的溫度存放于28H單元</p><p> JB
82、01H,RE_AD;若為設(shè)置狀態(tài),則不進(jìn)處理</p><p> MOV SCON,#00H ;置串口方式0,禁止接收</p><p> CLR ES ;串口禁中</p><p> CLR P3.6 ;片選0832</p><p> MOV A,#06H ;置CH0通道配置</p><p> ADC0: MOV
83、 SBUF,A ;啟動(dòng)A/D</p><p> ADC1: JNB TI,ADC1 ;串行發(fā)送啟動(dòng)及通道配置信號(hào)</p><p> CLR TI ;清發(fā)送中斷標(biāo)志</p><p> SETB REN ;允許(啟動(dòng))串行接收</p><p> ADC2: JNB RI,ADC2 ;接收第一字節(jié)</p><p>
84、 CLR RI ;清接收中斷標(biāo)志,同時(shí)啟動(dòng)接收第二字節(jié)</p><p> MOV A,SBUF ;讀第一字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p> MOV B,A ;暫存</p><p> ADC3: JNB RI,ADC3 ;接收第二字節(jié)</p><p> CLR RI ;清接收中斷標(biāo)志</p><p> MOV A,S
85、BUF;讀第二字節(jié)數(shù)據(jù)</p><p> ANL A,#0FH ;第二字節(jié)屏蔽高4位</p><p> ANL B,#0F0H ;第一字節(jié)屏蔽低4位</p><p> ORL A,B ;組合</p><p> SWAP A ;高低4位互換,組成正確的A/D數(shù)據(jù)</p><p> MOV 36H,A ;存A/D
86、數(shù)據(jù)</p><p> CLR REN ;兩通道A/D完畢,禁止接收</p><p> SETB P3.6 ;清0832片選</p><p> RET </p><p> MOV 27H,36H</p><p> MOV 42H,#00H</p><p&g
87、t;<b> JNC N05</b></p><p> MOV 42H,#05H;顯示小數(shù)0.5</p><p> N05: JNB ACC.7,OK</p><p><b> MOV A,#0</b></p><p> OK: CJNE A,#64H,EAD</p>&l
88、t;p> EAD: JNC ERRAD;溫度超過100則顯示99</p><p><b> EAD1:</b></p><p> MOV B,#10;轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),送顯示單元</p><p><b> DIV AB</b></p><p><b> MOV 44H,A&
89、lt;/b></p><p><b> MOV 43H,B</b></p><p><b> CLR 05H</b></p><p> JNB 02H,RE_AD</p><p><b> JB 03H,AA</b></p><p>
90、 MOV A,27H</p><p> CJNE A,28H,EADD</p><p><b> EADD:</b></p><p> JC RE_AD;未到設(shè)定溫度,不上水</p><p><b> MOV A,2EH</b></p><p> CJNE A,
91、#04H,SW</p><p> SW: JNC RE_AD</p><p> JB 03H,RE_AD</p><p> MOV 2FH,2EH;未到設(shè)定溫度,上至高一檔水位</p><p> INC 2FH;目標(biāo)水位</p><p><b> CLR P2.6</b></p
92、><p><b> CLR P2.7</b></p><p><b> SETB 03H</b></p><p> AA: MOV A,2EH</p><p> SUBB A,2EH</p><p><b> JNC BSH</b></p
93、><p><b> RE_AD:RET</b></p><p><b> ERRAD:</b></p><p> MOV A,#63H;溫度超過100則顯示99</p><p><b> SJMP EAD1</b></p><p> BSH: SE
94、TB P2.6;</p><p><b> SETB P2.7</b></p><p><b> CLR 03H</b></p><p> SJMP RE_AD</p><p> 第5章 電路調(diào)試與仿真</p><p> 系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試由
95、Proteus軟件完成。軟件調(diào)試是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試,除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯(cuò)誤外,也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。</p><p> 5.1 硬 件 調(diào) 試</p><p> Proteus是由英國(guó)Labcenter electronics 公司開發(fā)的EDA工具軟件它從1989年出現(xiàn)到現(xiàn)在已經(jīng)有十年的歷史,在全國(guó)廣泛使用。Proteus安裝以后,主要由兩個(gè)程序組成:Ares和Isis。前者
96、主要用于PCB自動(dòng)或人工布線及其電路仿真,后者主要采用原理布圖的方法繪制電路并進(jìn)行相應(yīng)的仿真。除了上述基本應(yīng)用之外,Proteus革命性的功能在于它的電路仿真是互動(dòng),針對(duì)微處理器的應(yīng)用,可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程,并實(shí)現(xiàn)軟件代碼級(jí)的調(diào)試,還可以直接實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地模擬按鈕、鍵盤的輸入,LED、液晶顯示的輸出,同時(shí)配合虛擬工具如示波器、邏輯分析儀等進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量和觀測(cè)。</p><p> 首先使用51單片機(jī)編
97、程軟件編寫單片機(jī)程序,編譯、鏈接通過后生成16進(jìn)制的HEX文件。將16進(jìn)制文件的加入51單片機(jī)之中。最后,單擊仿真運(yùn)行按鈕。仿真圖形如下:</p><p> 用Proteus對(duì)其進(jìn)行多次的仿真與調(diào)試,時(shí)鐘電路的運(yùn)行和數(shù)碼管的顯示,與硬件設(shè)計(jì)的要求一致。則說明硬件電路的設(shè)計(jì)是正確的。
98、
99、 </p><p> 軟件調(diào)試是通過對(duì)用戶程序的匯編、連接、執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中存在的語法和邏輯錯(cuò)誤并加以排除糾正的
100、過程。程序運(yùn)行后編輯,查看程序是否有邏輯的錯(cuò)誤。</p><p> 1.WAVE 6000軟件系統(tǒng)性能特點(diǎn) </p><p> (1).支持中斷實(shí)驗(yàn) 采用最底層的器件設(shè)計(jì)而非有些產(chǎn)品所采用的集成器件8259,從而讓學(xué)生可以從微程序?qū)用嫔蠈W(xué)習(xí)中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)、中斷處理、中斷入口地址的產(chǎn)生、中斷服務(wù)程序及中斷返回(RETI)整個(gè)過程。專家指出:“中斷”是單片機(jī)、微機(jī)、DSP 等學(xué)科中不
101、可或缺的功能,故應(yīng)在計(jì)算機(jī)原組成原理這門基礎(chǔ)學(xué)科 中對(duì)其進(jìn)行充分的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。 </p><p> (2).適當(dāng)?shù)募啥?計(jì)算機(jī)組成原理如何解決集成度的問題是各廠家所深感矛盾的難題。偉福公司利用“軟件硬化,硬件軟化”技術(shù)對(duì)其進(jìn)行了適度的分配:運(yùn)算器、組合邏輯控制器利用大規(guī)模可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn),其它部件則采用通過邏輯器件實(shí)現(xiàn)。這就既可讓一般學(xué)生利用現(xiàn)有的邏輯知識(shí)去認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)原理,也可讓熟練的學(xué)生進(jìn)行更高層次的開
102、發(fā)實(shí)踐。</p><p> (3) .完善的保護(hù)措施 隨機(jī)提供了高性能的開關(guān)穩(wěn)壓電源,系統(tǒng)中多次采用了抗短路,防過流的設(shè)計(jì)方法,使其具備良好的穩(wěn)定性。深入考慮了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的一般特點(diǎn)。</p><p><b> 2.仿真的步驟</b></p><p> 我們用WAVE對(duì)單片機(jī)控制數(shù)字顯示搶答器進(jìn)行了仿真,確定程序無誤之后才能進(jìn)行下面的操作
103、,如下圖是WAVE用仿真的結(jié)果,說明所編的程序是正確。首先把源程序用WAVE匯編下,如果通不過則有可能WAVE匯編器與Intel匯編器在書寫格式上除了大部分相同外有一些不同,例如包含頭文件偽指令include指令,WAVE格式為:incude“文件名”,Intel格式為:$inlcude(文件名).在使用WAVE匯編器時(shí),提示“重復(fù)定義”錯(cuò)誤,有可能是在使用WAVE匯編器,可以使用WAVE預(yù)定義符,當(dāng)用戶變量全部由用戶定義的時(shí)候,不能使
104、用WAVE預(yù)定義符,否則會(huì)出現(xiàn)“重復(fù)定義”錯(cuò)誤。如果調(diào)試時(shí)不能在源程序上進(jìn)行則打開仿真器設(shè)置語言,在ASM、C、PL/M命令行,查看默認(rèn)設(shè)置的控制項(xiàng)是否被刪除。</p><p><b> 其界面如下:</b></p><p> 本文運(yùn)用WAVE軟件對(duì)其進(jìn)行多次的仿真與調(diào)試,沒有發(fā)現(xiàn)語法錯(cuò)誤,運(yùn)行正常。說明軟件的程序是正確的。時(shí)鐘電路的運(yùn)行和數(shù)碼管的顯示,也是對(duì)硬件
105、進(jìn)行了再次的檢測(cè),無誤。</p><p><b> 第6章 心得體會(huì)</b></p><p> 為期幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束,也就意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束,但在這一個(gè)學(xué)期的時(shí)間里我學(xué)到了很多知識(shí)和技能。</p><p> 作為一名應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的大專生,我在大學(xué)三年的學(xué)習(xí)生活中,系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了電子及其相關(guān)專業(yè)的個(gè)門課程。我們的課程以數(shù)電
106、、模電為基礎(chǔ),進(jìn)一步又學(xué)習(xí)了高頻、數(shù)電、電子線路以及模電等專業(yè)課程。為了更深入的理解并掌握大學(xué)所學(xué)內(nèi)容,我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題選擇了由方小坤老師指導(dǎo)的太陽能溫控進(jìn)控裝置。</p><p> 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我掌握了做畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本方法和思路,為今后的工作打下了基礎(chǔ),現(xiàn)將感受總結(jié)如下:</p><p> 首先,我學(xué)會(huì)了對(duì)相關(guān)科技文獻(xiàn)的檢索,一切科學(xué)研究都是建立在前人研究的基礎(chǔ)之上的。因此,對(duì)
107、于相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢索顯得尤為重要。在現(xiàn)代社會(huì)中,隨著計(jì)算機(jī)的普及以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,,對(duì)于文獻(xiàn)的檢索已經(jīng)從圖書館的紙質(zhì)資料轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)下的電子文檔。通過畢業(yè)設(shè)計(jì),我詳細(xì)的學(xué)習(xí)并掌握了IEEE、中國(guó)知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)的檢索與使用。</p><p> 其次,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)強(qiáng)化了我對(duì)大學(xué)期間所學(xué)的基礎(chǔ)課以及專業(yè)課的認(rèn)識(shí)和理解,鞏固了我的知識(shí)體系結(jié)構(gòu),為今后的工作打下了理論基礎(chǔ)。</p><
108、;p> 第三,對(duì)于各種工具軟件的熟練使用也是科學(xué)研究中所必不可少的。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我主要使用的是Protel和produce這兩個(gè)工具軟件,該軟件可用于概念設(shè)計(jì),算法開發(fā),建模仿真,實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)的理想的集成環(huán)境。由于其完整的專業(yè)體系和先進(jìn)的設(shè)計(jì)開發(fā)思路,使得 MATLAB在多種領(lǐng)域都有廣闊的應(yīng)用空間,特別是在produce方面的主要應(yīng)用方向 — 科學(xué)計(jì)算、建模仿真以及信息工程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)上已經(jīng)成為行業(yè)內(nèi)的首選設(shè)計(jì)工具,廣泛的分
109、布在航空航天,金融財(cái)務(wù),機(jī)械化工,電信,教育等各個(gè)行業(yè)。成為這些行業(yè)進(jìn)行科學(xué)研究所必備的軟件。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我認(rèn)真地學(xué)習(xí)了prodeuce的使用,并利用該軟件進(jìn)行仿真與繪圖。為今后的科研工作打下了基礎(chǔ)。 </p><p> 最后,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還使我了解了科技論文的寫作規(guī)范,熟悉offic系列軟件在文字處理與排版等方面的使用。</p><p> 在此要感謝我的導(dǎo)師xx教授對(duì)我悉心的指導(dǎo)
110、,感謝老師給我這樣的機(jī)會(huì)鍛煉。在設(shè)計(jì)過程中,我通過查閱大量有關(guān)資料,與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué),并向老師請(qǐng)教等方式,使自己學(xué)到了不少知識(shí),也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在整個(gè)項(xiàng)目開發(fā)過程中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力,樹立了對(duì)自己工作能力的信心,相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動(dòng)手的能力,使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中的探索的艱難和成功的喜悅。雖然這個(gè)項(xiàng)目還不是很完善,但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這
111、次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富,使我終身受益</p><p><b> 。</b></p><p><b> 參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p> [1] 梁森. 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005</p><p> [2] 江曉安、董秀. 模擬電子技術(shù)[M]. 西安電子
112、科技大學(xué)出版社, 2003</p><p> [3] 金發(fā)慶. 傳感器技術(shù)與應(yīng)用[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社, 2004</p><p> [4] 楊幫文. 實(shí)用電路集錦[M]. 北京電子工業(yè)出版社, 2005</p><p> [5] 徐江海. 單片機(jī)實(shí)用教程[M]. 機(jī)械工程出版社, 2006</p><p> [6] 曹建平. 智能
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