單片機(jī)熱水器水溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20101212

1、基于單片機(jī)電熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：21世紀(jì)末，隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已深入地滲透到我們的生活中，要想學(xué)好溫度測控，只有扎扎實(shí)實(shí)的把單片機(jī)知識(shí)學(xué)好，因?yàn)闇囟葴y控是基于單片機(jī)知識(shí)的。今天，我們的生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來越多稱之為單片機(jī)的小電腦在為我們服務(wù)，單片機(jī)在工業(yè)控制，尖端武器，通信設(shè)備，信息處理，家用電器等各測，控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭。時(shí)下，家用電器和辦公設(shè)備的智能化，遙控化，模糊控制化已成為世界潮流，而這些高性能無一不是靠單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)在使用單片機(jī)的前提下我們也還要用到A/D數(shù)模轉(zhuǎn)換，本文介紹了一種基于單片機(jī)控制的電熱水器控制系統(tǒng)，可以設(shè)置上加熱溫度，方便使用。 關(guān)鍵詞：單片

2、機(jī)，數(shù)字控制，溫度計(jì)， DS18B20，AT89S521緒論1.1課題背景和意義：隨著人們生活水平的提高，熱水器越來越受到人們的青睞。由于燃?xì)鉄崴饕资芩畨合拗?，而且安全性較差。每年使用燃?xì)鉄崴髟斐傻谋?、中毒等事故也屢有所聞。消費(fèi)者對(duì)燃?xì)鉄崴鲬延幸欢ǖ膽峙赂?。而電熱水器越來越受到人們的認(rèn)可。采用MCS-51單片機(jī)對(duì)熱水器水溫進(jìn)行控制,具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn),為自動(dòng)化和各個(gè)測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 電熱水器在中國的歷史已經(jīng)有10多年了，期間也經(jīng)歷了數(shù)次起落的過程，在上個(gè)世紀(jì)的最后幾年，隨著

3、國外品牌的進(jìn)入和國內(nèi)一些大家電廠的目光轉(zhuǎn)向電熱水器，儲(chǔ)水式電熱水器能適應(yīng)任何天氣變化，普通家庭可直接安裝使用，長時(shí)間通電可以大流量供熱水。使用時(shí)不產(chǎn)生廢氣，既安全又衛(wèi)生。目前市場上銷售的電熱水器多數(shù)還帶有防觸電裝置。干凈衛(wèi)生，不必分室安裝，調(diào)溫方便。隨著技術(shù)的成熟，今后將朝著保溫層整體發(fā)泡技術(shù)、溫控器置入內(nèi)膽、加熱管下潛式設(shè)計(jì)、節(jié)能免更換幾個(gè)方面發(fā)展。熱水器是一種可供浴室，洗手間及廚房使用的家用電器。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟(jì)研究所統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：近年來我國熱水器的銷量每年以 25%的速度上升，在未來五年內(nèi)，銷售額每年可達(dá)近500億以上。眾所周知，燃?xì)鉄崴饕蚱浒踩[患及越來越高的使用成本正漸

4、漸淡出熱水器市場，而太陽能熱水器也因其嚴(yán)格受天氣氣候及安裝條件影響而很難占據(jù)更大的市場份額，所以電熱水器迅速崛起而不斷壯大。為了滿足人們對(duì)現(xiàn)代電器的智能化的要求，利用目前電子技術(shù)的最新成果改善電熱水器的性能已經(jīng)完全可能和必要。本課題將以單片機(jī)為控制核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)熱水器的自動(dòng)控制,設(shè)計(jì)出一款具有自動(dòng)化、智能化、易于操作、控制精度高、性價(jià)比高的電熱水器控制系統(tǒng)。2單片機(jī)及設(shè)計(jì)軟件介紹2.1單片機(jī)技術(shù)介紹由于單片機(jī)在整個(gè)設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地方，首先介紹一下單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)。單片機(jī)AT89S52具有低電壓供電和體積小等特點(diǎn)，四個(gè)端口只需要兩個(gè)口就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)805

5、1是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，我們以這一代表性的機(jī)型進(jìn)行系統(tǒng)的講解。 8051單片機(jī)包含中央處理器、程序存儲(chǔ)器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：·中央處理器： 中央處理器(CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼，CPU負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。·數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM) 8051內(nèi)部有128個(gè)8位用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和128個(gè)專用寄存器

6、單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的RAM只有128個(gè)，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運(yùn)算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。圖2-1 8051 內(nèi)部結(jié)構(gòu)·程序存儲(chǔ)器(ROM)：8051共有4096個(gè)8位掩膜ROM，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。·定時(shí)/計(jì)數(shù)器(ROM)：8051有兩個(gè)16位的可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器，以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉(zhuǎn)向。·并行輸入輸出(I/O)口：8051共有4組8位I/O口(P0、 P1、P2或P3)，用于對(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。·全雙工串行口：8051內(nèi)置一

7、個(gè)全雙工串行通信口，用于與其它設(shè)備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當(dāng)同步移位器使用。·中斷系統(tǒng)：8051具備較完善的中斷功能，有兩個(gè)外中斷、兩個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級(jí)的優(yōu)先級(jí)別選擇。·時(shí)鐘電路：8051內(nèi)置最高頻率達(dá)12MHz的時(shí)鐘電路，用于產(chǎn)生整個(gè)單片機(jī)運(yùn)行的脈沖時(shí)序，但8051單片機(jī)需外置振蕩電容。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓(Princeton)結(jié)構(gòu)。INT

8、EL的MCS-51系列單片機(jī)采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的MCS-96系列單片機(jī)則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。下圖是MCS-51系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖2-3圖2-2MCS-51結(jié)構(gòu)框圖MCS-51的引腳說明：MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明：MCS-51的引腳說明：MCS-51系列單片機(jī)中的8031、8051及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖

9、是它們的引腳配置，40個(gè)引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根，4組8位共32個(gè)I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。現(xiàn)在我們對(duì)這些引腳的功能加以說明：圖2-3 51單片機(jī)引腳圖Pin9:RESET/Vpd復(fù)位信號(hào)復(fù)用腳，當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指針寫入07H，其它專用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，8051的初始態(tài)。8

10、051的復(fù)位方式可以是自動(dòng)復(fù)位，也可以是手動(dòng)復(fù)位，見下圖。此外，RESET/Vpd還是一復(fù)用腳，Vcc掉電其間，此腳可接上備用電源，以保證單片機(jī)內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不丟失。圖2-4 復(fù)位電路圖·Pin30:ALE/當(dāng)訪問外部程序器時(shí)，ALE(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，ALE端將有一個(gè)1/6時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)，這個(gè)信號(hào)可以用于識(shí)別單片機(jī)是否工作，也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。更有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器，ALE會(huì)跳過一個(gè)脈沖。如果單片機(jī)是EPROM，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。·Pin29:當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，此腳輸出負(fù)脈沖選通

11、信號(hào)，PC的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在P0和P2口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到P0口上，由CPU讀入并執(zhí)行。·Pin31:EA/Vpp程序存儲(chǔ)器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機(jī)，內(nèi)置有4kB的程序存儲(chǔ)器，當(dāng)EA為高電平并且程序地址小于4kB時(shí)，讀取內(nèi)部程序存儲(chǔ)器指令數(shù)據(jù)，而超過4kB地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如EA為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲(chǔ)器指令。顯然，對(duì)內(nèi)部無程序存儲(chǔ)器的8031,EA端必須接地。2.2 軟件介紹2.2.1PROTEL99SE 介紹PROTEL99SE是一個(gè)全32位的電路板設(shè)計(jì)軟件，使用該軟件可以容易地設(shè)計(jì)電路原理圖、畫元件圖、設(shè)計(jì)電路板

12、圖、畫元件封裝圖和電路仿真。在這里主要用它來繪制電路原理圖和生成印制電路板。原理圖的設(shè)計(jì)步驟如下：編輯和調(diào)整。編輯元件的屬性。包括元件名、參數(shù)、封裝圖等。調(diào)整元件和導(dǎo)線的位置等操作。對(duì)電路板的設(shè)計(jì)主要分為以下幾個(gè)步驟；人工布線是畫電路板的基礎(chǔ)，但比較耗時(shí)和費(fèi)力，另外由于自身經(jīng)驗(yàn)的不足，只得先采用自動(dòng)布線，在此基礎(chǔ)上作了適當(dāng)?shù)男薷摹?.2.2單片機(jī)編譯軟件Keil介紹編寫完程序后即可使用匯編軟件對(duì)程序進(jìn)行編譯了，本設(shè)計(jì)所使用的編譯軟件是Keil51，其步驟如下：1 源文件的建立使用菜單“File->New”或者點(diǎn)擊工具欄的新建文件按鈕，即可在項(xiàng)目窗口的右側(cè)打開一個(gè)新的文本編輯窗口，在該窗口

13、中輸入要調(diào)試的匯編語言源程序，保存該文件，注意必須加上擴(kuò)展名.c。2 建立工程文件點(diǎn)擊“Project->New Project ”菜單，在出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框中，輸入一個(gè)工程文件名，不需要擴(kuò)展名。點(diǎn)擊“保存”按鈕。3 工程的詳細(xì)設(shè)置工程建立好以后，還要對(duì)工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足要求。首先點(diǎn)擊左邊Project 窗口的Target 1，然后使用菜單“Project->Option for target target1”即出現(xiàn)對(duì)工程設(shè)置的對(duì)話框，對(duì)部分內(nèi)容進(jìn)行必要的設(shè)置改即可，不過大部份設(shè)置項(xiàng)都是取默認(rèn)值。4 編譯、連接在設(shè)置好工程后，即可進(jìn)行編譯、連接。選擇菜單Project->

14、;Build target，對(duì)當(dāng)前工程進(jìn)行連接，如果當(dāng)前文件已修改，軟件會(huì)先對(duì)該文件進(jìn)行編譯，然后再連接以產(chǎn)生目標(biāo)代碼；如果選擇Rebuild All target files 將會(huì)對(duì)當(dāng)前工程中的所有文件重新進(jìn)行編譯然后再連接，確保最終生產(chǎn)的目標(biāo)代碼是最新的，而Translate .項(xiàng)則僅對(duì)該文件進(jìn)行編譯，不進(jìn)行連接。3系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)功能介紹使用高清晰度數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示水溫，范圍01O2 ；(2)可用鍵盤方便地設(shè)定水溫，并顯示設(shè)定的溫度；(3)按設(shè)定溫度加熱0-102度的水溫，并具有保溫功能3.2系統(tǒng)方案論證方案一由于本設(shè)計(jì)的溫度測溫電路，可以使用熱敏電阻Pt100其感溫效應(yīng)，Pt100溫度

15、傳感器為正溫度系數(shù)熱敏電阻傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如下： 1、測量范圍：-200+850； 2 、允許偏差值：A級(jí)±（0.150.002t）， B級(jí)±（0.300.005t）； 3 、熱響應(yīng)時(shí)間 < 30s； 4、最小置入深度：熱電阻的最小置入深度200mm； 5、允通電流 5mA。 另外，Pt100溫度傳感器還具有抗振動(dòng)、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。 鉑熱電阻的線性較好，在0100攝氏度之間變化時(shí)，最大非線性偏差小于0.5攝氏度。鉑熱電阻阻值與溫度關(guān)系為式中，A = 0.00390802；B = -0.000000580；C = 0.000000000004273

16、5?？梢奝t100在常溫0100攝氏度之間變化時(shí)線性度非常好，其阻值表達(dá)式可近似簡化為：RPt=100（1+At），當(dāng)溫度變化1攝氏度，Pt100阻值近似變化0.39歐。 下表為Pt100在0100的分度表傳感器電路包括傳感器測量電橋和放大電路兩部分，圖3-1傳感器放大電路R2、R3、R4和Pt100組成傳感器測量電橋，為了保證電橋輸出電壓信號(hào)的穩(wěn)定性，電橋的輸入電壓通過TL431穩(wěn)至2.5V。從電橋獲取的差分信號(hào)通過兩級(jí)運(yùn)放放大后輸入單片機(jī)。電橋的一個(gè)橋臂采用可調(diào)電阻R3，通過調(diào)節(jié)R3可以調(diào)整輸入到運(yùn)放的差分電壓信號(hào)大小，通常用于調(diào)整零點(diǎn)。 放大電路采用LM358集成運(yùn)算放大器，為了防止單級(jí)

17、放大倍數(shù)過高帶來的非線性誤差，放大電路采用兩級(jí)放大，如圖 1-2所示，前一級(jí)約為10倍，后一級(jí)約為3倍。溫度在0100度變化，當(dāng)溫度上升時(shí)，Pt100阻值變大，輸入放大電路的差分信號(hào)變大，放大電路的輸出電壓Av對(duì)應(yīng)升高。 這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。方案二 進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器特性如下DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線制數(shù)字溫度傳感器；溫度測量范圍為55125,可編程為9位12位A/D轉(zhuǎn)換精度，測溫分辨率可達(dá)0.0625，被測溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位

18、數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到一起，CPU只需一根數(shù)據(jù)線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點(diǎn)使DS18B20非常適用于遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，故采用了方案二。示。4系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)要求控制器的最主要目的是對(duì)水溫進(jìn)行控制，除此之外還實(shí)現(xiàn)下述功能：1)實(shí)時(shí)顯示水溫，范圍為0992)可在2080范圍任意設(shè)定水溫3)具有預(yù)約功能，24h 任意設(shè)定開機(jī)時(shí)間4)具有LED 數(shù)碼顯示實(shí)時(shí)溫度，進(jìn)行設(shè)定操作時(shí)閃

19、爍顯示設(shè)定水溫、時(shí)間，并有預(yù)約、保溫/加熱指示5)可隨時(shí)察看和校正系統(tǒng)時(shí)鐘6)配有遙控器，控制更加簡單方便7)超溫?cái)嚯姳Ｗo(hù)并報(bào)警功能電路設(shè)計(jì)的硬件電路圖如下：圖4-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件框圖42系統(tǒng)整體硬件電路4.2.1 主板電路系統(tǒng)整體硬件電路包括，傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路，上下限報(bào)警調(diào)整電路，控制電路，單片機(jī)主板電路等，如圖所示圖4-1主板電路圖4.2.2顯示部分顯示電路采用四位共陽LED數(shù)碼管，利用7447驅(qū)動(dòng)段、74HC138驅(qū)動(dòng)位，通過軟件編程實(shí)現(xiàn)數(shù)碼顯示。此方式簡單方便。其電路圖如下所示圖4-2顯示部分電路圖4.2.3復(fù)位電路部分：復(fù)位電路雖然簡單，但其作用非常重要。一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)

20、能復(fù)正常運(yùn)行，首先要檢查是否能復(fù)位成功，其中手動(dòng)復(fù)位開關(guān)比較常用，如圖6所示：圖4-3手動(dòng)開關(guān)復(fù)位電路手動(dòng)開關(guān)未按下之前，電容正極處于充電狀態(tài)，當(dāng)按鍵按下去后，VCC與GND導(dǎo)通，電容放電，從而實(shí)現(xiàn)放電。按鍵部分：采用矩陣鍵盤方式輸入設(shè)計(jì)鍵盤控制電路部分，其鍵盤結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖4-4矩陣鍵盤連線圖每一條水平（行線）與垂直線（列線）的交叉處不相通，而是通過一個(gè)按鍵來連通，利用這種行列式矩陣結(jié)構(gòu)只需要N條行線和M條列線，即可組成具有N×M個(gè)按鍵的鍵盤。在這種行列式矩陣鍵盤非鍵盤編碼的單片機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤處理程序首先執(zhí)行等待按鍵并確認(rèn)有無按鍵按下的程序段。當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，下一步就要識(shí)別

21、哪一個(gè)按鍵按下。對(duì)鍵的識(shí)別通常有兩種方法：一種是常用的逐行掃描查詢法；另一種是速度較快的線反轉(zhuǎn)法。對(duì)照?qǐng)D23所示的4X4鍵盤，說明線反轉(zhuǎn)個(gè)工作原理。首先辨別鍵盤中有無鍵按下，有單片機(jī)I/O口向鍵盤送全掃描字，然后讀入行線狀態(tài)來判斷。方法是：向行線輸出全掃描字00H，把全部列線置為低電平，然后將列線的電平狀態(tài)讀入累加器A中。如果有按鍵按下，總會(huì)有一根行線電平被拉至低電平從而使行線不全為1。判斷鍵盤中哪一個(gè)鍵被按下使通過將列線逐列置低電平后，檢查行輸入狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)的。方法是：依次給列線送低電平，然后查所有行線狀態(tài)，如果全為1，則所按下的鍵不在此列；如果不全為1，則所按下的鍵必在此列，而且是在與零電平

22、行線相交的交點(diǎn)上的那個(gè)鍵。在上下限范圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警鳴叫聲音，同時(shí)LED數(shù)碼管將沒有被測溫度值顯示，這時(shí)可以調(diào)整報(bào)警上下限，從而測出被測的溫度值。輸入信號(hào)由八個(gè)小開關(guān)控制，當(dāng)有鍵按下的時(shí)候，就產(chǎn)生了有效的輸入信號(hào)，我使用了上拉電阻把輸入信號(hào)先嵌位在高電平，為了理解起來容易，我下面將對(duì)上拉電阻進(jìn)行簡單介紹：上拉電阻就是把不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻鉗位在高電平，此電阻還起到限流的作用。那么在什么時(shí)候使用上拉電阻呢？總結(jié)如下： (1)、當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)CMOS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于CMOS電路的最低高電平（一般為3.5V），這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。

23、(2)、OC門電路必須加上拉電阻，以提高輸出的搞電平值。(3)、為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，有的單片機(jī)管腳上也常使用上拉電阻。(4)、在CMOS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般接上拉電阻降低輸入阻抗，提供泄荷通路。 (5)、芯片的管腳加上拉電阻來提高輸出電平，從而提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限，增強(qiáng)抗干擾能力。 (6)、提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。 (7)、長線傳輸中電阻不匹配容易引起反射波干擾，加上拉電阻使電阻匹配，有效的抑制反射波干擾10。另外，上拉電阻阻值的選擇原則包括: (1)、從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮應(yīng)當(dāng)足夠大；電阻大，電流

24、小。(2)、從確保足夠的驅(qū)動(dòng)電流考慮應(yīng)當(dāng)足夠??；電阻小，電流大。(3)、對(duì)于高速電路，過大的上拉電阻可能邊沿變平緩。綜合考慮以上三點(diǎn),上拉電阻阻值通常在1k到10k之間選取。根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)所選擇的是10K的電阻。4.2.4 加熱部分 加熱部分采用三極管控制繼電器，通過繼電器控制電熱絲加熱。此加熱方式可以通過軟件設(shè)計(jì)控制電熱絲的加熱時(shí)間。其電路原理如下所示：圖4-5加熱電路圖 5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)僅僅有通過硬件設(shè)計(jì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須要與相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)結(jié)合起來才能達(dá)到預(yù)期的效果，所以軟件的設(shè)計(jì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要方面，它的好壞直接關(guān)系畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功與否。系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是用C語言完成的，這就需要能熟練

25、的掌握C語言，會(huì)使用編譯軟件。軟件設(shè)計(jì)通過流程圖和具體的程序清單圖5-1主程序流程圖圖5-2鍵盤掃描處理程序流程圖圖5-3 定時(shí)器程序流程圖總結(jié)與體會(huì)在畢業(yè)論文接近末尾之時(shí)，我要衷心地感謝我們XX貴老師，在我整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，羅木貴老師給了我很大的幫助和細(xì)心的指導(dǎo)。在一個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)我遇到了困難和問題時(shí)，當(dāng)我們需要他的時(shí)候，羅木貴老師總是第一時(shí)間出現(xiàn)在我們面前，他讓我們學(xué)會(huì)了以前在課堂上沒有的東西。 另外，我還要特別感謝我所有的搭檔，是他們給了我巨大的勇氣和戰(zhàn)勝困難的信心，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中我們合作的很愉快，當(dāng)我們遇到困難時(shí)我們一起去探討和研究，一起去戰(zhàn)勝它，大家也一起分享排除問題和困

26、難后的喜悅。 同時(shí)大家也發(fā)揚(yáng)我們慷慨激揚(yáng)精神：特別能吃苦，特別能攻關(guān)，特別能戰(zhàn)斗，特別能奉獻(xiàn) 。 在此我表示真誠的感謝！ 6、心得體會(huì)經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我覺得不論從理論知識(shí)還是從實(shí)際操縱中都學(xué)到了不少知識(shí)，我想歸納起來，主要有以下四個(gè)方面： 1、學(xué)會(huì)了高效率的查閱資料、運(yùn)用工具書、利用網(wǎng)絡(luò)查找資料。我發(fā)現(xiàn)，在我們所使用的書籍上有一些知識(shí)在實(shí)際應(yīng)用中其實(shí)并不是十分理想，各種參數(shù)都需要自己去調(diào)整。偶而還會(huì)遇到錯(cuò)誤的資料現(xiàn)象，這就要求我們應(yīng)更加注重實(shí)踐環(huán)節(jié)。 2、在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)當(dāng)注意重點(diǎn)與細(xì)節(jié)的關(guān)系。3、失敗不可怕，只要不趴下，昂首向前走，希望總會(huì)有。 4、同組同學(xué)相互包容，彼此合作，取長補(bǔ)

27、短，才能鑄就最后的成功。 可以這樣說畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一次運(yùn)用和檢閱，同時(shí)對(duì)自學(xué)能力提出很高的要求，所以平時(shí)的學(xué)習(xí)離開思考，就是嚴(yán)重的錯(cuò)誤，我們學(xué)習(xí)不應(yīng)該有偏科現(xiàn)象，各方面的知識(shí)都應(yīng)該要接觸，這樣做才能為畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基參考文獻(xiàn)1李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)（簡明修訂版）.杭州：北京航空航天大學(xué)出版社，19982李廣弟.單片機(jī)基礎(chǔ).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，19943閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）. 北京：高等教育出版社，19894廖常初.現(xiàn)場總線概述J.電工技術(shù)，1999.5 趙晶Prote199高級(jí)應(yīng)用M北京：人民郵電出版社，20006 鄭步生，吳渭Multisim200l

28、電路設(shè)計(jì)及仿真入門與應(yīng)用M北京：電子工業(yè)出版社，20027 沈美明，溫冬嬋IBMPC匯編語言程序設(shè)計(jì)M北京：清華大學(xué)出版社，20018 張友德，趙志英，涂時(shí)亮單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)M上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，20009 樓然苗，李光飛51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，200310 梁純，王軍基于MCS一51單片機(jī)的LED點(diǎn)陣圖文顯示屏設(shè)計(jì)J工礦自動(dòng)化，2005(6)：9092附錄1電路原理圖附錄2源程序1、 蜂鳴器程序：/* 模塊名：蜂鳴器 描述 ：控制蜂鳴器的開啟和關(guān)閉 */#include "bell.h"/* 函數(shù)名:BellOn 參 數(shù):uiTi

29、mes = 延時(shí)的毫秒數(shù) 返回值: 描 述:讓蜂鳴器開啟多少時(shí)間。 */void BellOn(unsigned int uiTime)BELL_PORT = 1;while(uiTime-)Delay(1);/延時(shí)1msBELL_PORT = 0;/* 函數(shù)名:BellOff 參 數(shù): 返回值: 描 述:讓蜂鳴器關(guān)閉 */void BellOff(void)BELL_PORT = 0;2、 繼電器控制程序：4、 顯示程序：/* 模 塊 名：LED數(shù)據(jù)顯示、設(shè)定 描 述：4位LED顯示，-9999到+9999，有單獨(dú)負(fù)號(hào)位(利用LED0的小數(shù)點(diǎn)位) LED4(單位顯示)，LED3-LED0(千

30、，百，十，個(gè)) KEY_RIGHT鍵移動(dòng)位選，KEY_UP鍵修改數(shù)值 KEY_SET鍵取消修改， KEY_ENT確認(rèn)修改 修改記錄：增加了DispString()函數(shù),SetValueStr()函數(shù).*/#include "includes.h"/* 函數(shù)名：DisplayInt 參 數(shù)：ucNum = 數(shù)值 ucPoint = 0-3，大于3或等于0時(shí)不顯示小數(shù)點(diǎn) ucWidth = 1-4，當(dāng)顯示數(shù)值大于設(shè)定位數(shù)時(shí)，以顯示數(shù)值為準(zhǔn) 返回值： 描 述：LED數(shù)值顯示，4位，-9999到+9999 */void DisplayInt(int ucNum, unsigned

31、char ucPoint, unsigned char ucWidth)unsigned char data ucLedBuffer4;/顯示緩沖unsigned char data ucNegative;/負(fù)數(shù)標(biāo)志/入口參數(shù)檢查if (ucNum > 9999)ucNum = 9999;if (ucNum < (-9999)ucNum = (-9999);if (ucPoint > 3)ucPoint = 0;if (ucWidth < 1) | (ucWidth > 4)ucWidth = 4;/取正負(fù)號(hào)if (ucNum < 0)/-ucNegativ

32、e = 1;ucNum *= (-1);else/+ucNegative = 0; ucLedBuffer3 = GetLedMold('0' + (ucNum / 1000);/千位ucNum %= 1000;ucLedBuffer2 = GetLedMold('0' + (ucNum / 100);/百位ucNum %= 100;ucLedBuffer1 = GetLedMold('0' + (ucNum / 10);/十位ucNum %= 10;ucLedBuffer0 = GetLedMold('0' + (ucNum);

33、/個(gè)位 /隱藏不顯示位,當(dāng)要顯示的數(shù)據(jù)超過寬度時(shí)，應(yīng)顯示9999。if (ucWidth < 4)if(ucLedBuffer3!= GetLedMold('0')ucLedBuffer2 = GetLedMold('9');ucLedBuffer1 = GetLedMold('9');ucLedBuffer0 = GetLedMold('9');ucLedBuffer3 = 0x00; if (ucWidth < 3) if(ucLedBuffer2 != GetLedMold('0') ucLedB

34、uffer1 = GetLedMold('9');ucLedBuffer0 = GetLedMold('9');ucLedBuffer2 = 0x00;if (ucWidth < 2) if(ucLedBuffer1 != GetLedMold('0') ucLedBuffer0 = GetLedMold('9'); ucLedBuffer1 = 0x00;if (ucPoint != 0)ucLedBufferucPoint |= 0x01;/小數(shù)點(diǎn)位if (ucNegative != 0)ucLedBuffer0 |= 0x01;/負(fù)號(hào)位/LED數(shù)據(jù)更新SetLed(3, ucLedBuffer3);SetLed(2, ucLedBuffer2);SetLed(1, ucLedBuffer1);SetLed(0, ucLedBuffer0);return;/* 函數(shù)名：CloseAllFlash 參 數(shù)：*str = 要顯示的字符串，長度最大為4。 返回值： 描 述：在0-3的LED上顯示一個(gè)字符串 */void CloseAllFlash(void)int i = 0; for(