太陽能熱水器中央控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)畢業(yè)論文-資料下載頁

　　

【正文】 開始現(xiàn)場保護(hù)取水位結(jié)果是低水位是中水位是次高水位是高水位無水位顯示指針偏移量置為04H顯示指針偏移量為＃03H顯示指針偏移量置為＃02H顯示指針偏移量置為＃01H顯示指針偏移量置為＃00H啟動(dòng)電磁閥顯示緩沖區(qū)地址＋偏移＝顯示段碼地址將顯示內(nèi)容放入寄存器wx中恢復(fù)現(xiàn)場返回　顯示和鍵盤軟件設(shè)計(jì)當(dāng)要進(jìn)行顯示和軟件設(shè)計(jì)時(shí)，選中8155H。 動(dòng)態(tài)顯示程序設(shè)計(jì)在AT89C51內(nèi)部的RAM中設(shè)置4個(gè)顯示緩沖單元79H—7CH，分別存放顯示器的4位數(shù)據(jù)，8155H的PA口掃描輸出總是只有一位高電平，即顯示器的4位中僅有一位公共陰極為低電平，其它位高電平，8155H的PB口輸出相應(yīng)位（陰極為低）的顯示字形的斷碼，使其一位顯示出一個(gè)字符，其它位為暗，依次改變PA 口輸出為高的位，PB口輸出對應(yīng)的段碼，顯示器的四位就動(dòng)態(tài)地顯示出由緩沖區(qū)中顯示數(shù)據(jù)所得字符 [18] 。其顯示流程如圖43所示。圖43　動(dòng)態(tài)顯示程序流程圖 鍵盤子程序設(shè)計(jì)當(dāng)鍵盤無鍵輸入時(shí)，8155H的PC0到3口不全為1，只有當(dāng)鍵盤有鍵輸入時(shí)PC 03 口全為1 時(shí)，向單片機(jī)提出外部中斷申請，單片機(jī)響應(yīng)中斷請求，由外部中斷0的中斷服務(wù)程序?qū)⑤斎氲逆I號存入模擬通道指針R7，從而使系統(tǒng)采集鍵號所代表的模擬通道的量，并將其值通過LED顯示出來。 其鍵盤產(chǎn)生外部中斷時(shí)的中斷服務(wù)程序流程圖如圖44所示。 通過延時(shí)子程序達(dá)到去鍵盤抖動(dòng)的目的，并將所輸入鍵的鍵號存入模擬通道選擇指針R7中。中斷結(jié)束后，返回主程序。從而實(shí)現(xiàn)通過按鍵選擇模擬通道，并采集相應(yīng)通道的數(shù)據(jù)。此外采集到的數(shù)據(jù)還需存入單片機(jī)片內(nèi)的EPROM內(nèi)，防止單片機(jī)突然掉電造成采集到的數(shù)據(jù)丟失。圖44 鍵盤中斷服務(wù)程序5 抗干擾技術(shù)設(shè)計(jì)單片機(jī)測控系統(tǒng)體積小、價(jià)格低、功能靈活、使用方便，已在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，單片機(jī)系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注。單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性是由多種的，其中系統(tǒng)的抗干擾性能的好壞是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。因此，研究抗干擾技術(shù)，對保證單片機(jī)測控系統(tǒng)穩(wěn)定 、可靠的工作是非常必要的。一般把影響單片機(jī)測控系統(tǒng)正常工作的信號稱為噪音，又稱干擾。環(huán)境對單片機(jī)系統(tǒng)得干擾一般都是以脈沖的形式進(jìn)入系統(tǒng)的，干擾竄入單片機(jī)的渠道主要有三條：1．空間干擾。2．供電系統(tǒng)干擾。3．過程通道干擾。 主要抗干擾技術(shù)[20]提高單片機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)措施有降低單片機(jī)的頻率，時(shí)鐘監(jiān)測電路、看門狗技術(shù)與低電壓復(fù)位技術(shù)等技術(shù)。外時(shí)鐘是高頻的噪聲源，除能引起對本應(yīng)用系統(tǒng)的干擾之外，還可能產(chǎn)生對外界的干擾，使電磁兼容檢測不能達(dá)標(biāo)。在對系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用系統(tǒng)中，選用頻率低的單片機(jī)是降低系統(tǒng)噪聲的原則之一。監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)鐘，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘停振時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號以恢復(fù)系統(tǒng)時(shí)鐘，是單片機(jī)提高系統(tǒng)可靠性的措施之一。而時(shí)鐘監(jiān)控有效與省電指令STOP是一對矛盾。只能使用其中之一。看門狗技術(shù)是監(jiān)測應(yīng)用程序中的一段定時(shí)中斷服務(wù)程序的運(yùn)行狀況，當(dāng)這段程序不工作時(shí)判斷為系統(tǒng)故障，從而產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位。低電壓復(fù)位技術(shù)是監(jiān)測單片機(jī)電源電壓，當(dāng)電壓低于某一值時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號。由于單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)本身對電源電壓范圍的要求越來越寬。、。在是否使用低電壓復(fù)位功能時(shí)應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用情況權(quán)衡一下。 提高單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法 提高單片機(jī)抗干擾能力的主要方法有接地，隔離與屏蔽和濾波。接地指接大地，也稱作保護(hù)地。為單片機(jī)系統(tǒng)提供良好的地線，對提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有益。特別是對有防雷擊要求的系統(tǒng)，良好的接地至關(guān)重要。系統(tǒng)運(yùn)用一系列抗干擾元件，目的在于將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除，而去除的方法都是將干擾引入大地，如果系統(tǒng)不接地，或者雖有地線但接地電阻過大，則這些元件都不能發(fā)揮作用。為單片機(jī)供電的電源的地俗稱邏輯地，它們和大地的關(guān)系可以相通、浮空、或接一電阻，要視應(yīng)用場合而定。不能把地線隨便接在暖氣管子上。絕對不能把接地線與動(dòng)力線的火線、零線中的零線混淆。典型的信號隔離是光電隔離。使用光電隔離器件將單片機(jī)的輸入輸出隔離開，一方面使干擾信號不得進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，另一方面單片機(jī)系統(tǒng)本身的噪聲也不會(huì)以傳導(dǎo)的方式傳播出去。屏蔽則是用來隔離空間輻射的，對噪聲特別大的部件，如開關(guān)電源，用金屬盒罩起來，可減少噪聲源對單片機(jī)系統(tǒng)的干擾。對特別怕干擾的模擬電路，如高靈敏度的弱信號放大電路可屏蔽起來。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正地上。濾波指各類信號按頻率特性分類并控制它們的方向。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。低通濾波器用在接入的交流電源線上，旨在讓50HZ的交流電順利通過，將其它高頻噪聲導(dǎo)入大地。低通濾波器的配置指標(biāo)是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制噪聲的作用，而過高的插入損耗會(huì)導(dǎo)致“漏電”，影響系統(tǒng)的人身安全性。高通、帶通濾波器則應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中對信號的處理要求選擇使用。印制電路板的設(shè)計(jì)對單片機(jī)系統(tǒng)能否抗干擾非常重要。要本著盡量控制噪聲源、盡量減小噪聲的傳播與耦合，盡量減小噪聲的吸收這三大原則設(shè)計(jì)印制電路板和布線。當(dāng)你設(shè)計(jì)單片機(jī)用印制電路板時(shí)應(yīng)注意以下原則：，單片機(jī)系統(tǒng)通常可分三區(qū)，即模擬電路區(qū)(怕干擾)，數(shù)字電路區(qū)(即怕干擾、又產(chǎn)生干擾)，功率驅(qū)動(dòng)區(qū)（干擾源）。、單點(diǎn)接地原則送電。三個(gè)區(qū)域的電源線、地線由該點(diǎn)分三路引出。噪聲元件與非噪聲元件要離得遠(yuǎn)一些。使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率的時(shí)鐘，時(shí)鐘產(chǎn)生器要盡量靠近用到該時(shí)鐘的器件。，時(shí)鐘線要盡量短，使用45度的折線布線，不要使用90度的折線，以減小高頻信號的發(fā)射。時(shí)鐘線垂直于I/O線比平行于I/O線干擾小，時(shí)鐘線要遠(yuǎn)離I/O線。每個(gè)集成電路要加一個(gè)去耦電容，要選高頻信號好的獨(dú)石電容式瓷片電容作去耦電容。去耦電容焊在印制電路板上時(shí)，引腳要盡量短。需要時(shí)，電源線、地線上可加銅線繞制鐵氧用體而成的高頻扼流器件阻斷高頻噪傳導(dǎo)。除了上述介紹的通過濾波器濾波外，對于隨機(jī)干擾，可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或?yàn)V除。所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾信號中的比重，實(shí)際上它是一個(gè)程序?yàn)V波。數(shù)字濾波克服了模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加設(shè)備，所以可靠性高、穩(wěn)定性好；數(shù)字濾波可以對頻率很低（）的信號實(shí)行濾波，具有靈活、方便、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。由于數(shù)字濾波具有以上優(yōu)點(diǎn)，所有數(shù)字濾波在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 6結(jié)論本設(shè)計(jì)主要完成以AT89C51為智能核心的太陽能熱水器中央控制器的硬件電路設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。完成的工作主要包括:根據(jù)系統(tǒng)的功能和相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，完成了系統(tǒng)的整體硬件電路的設(shè)計(jì)；詳細(xì)闡述了系統(tǒng)中各主要部分之間的接口設(shè)計(jì)的具體思路以及相應(yīng)的電路原理圖，包括AT89C51控制單元各個(gè)接口之間的設(shè)計(jì)，并簡要闡述了如何提高系統(tǒng)的抗干擾問題。軟件部分主要討論了數(shù)據(jù)的采集處理以及各個(gè)中斷處理系統(tǒng)。本系統(tǒng)的主要功能是對太陽能熱水器的水位檢測，溫度檢測并顯示，定時(shí)上水，報(bào)警電路以及顯示電路等。實(shí)現(xiàn)多任務(wù)融為一體，成本比較低且實(shí)現(xiàn)起來簡單易行。本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件設(shè)計(jì)靈活，充分發(fā)揮了單片機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，是一種電路設(shè)計(jì)新穎，操作方便的太陽能熱水器控制器。參考文獻(xiàn)[1] 張毅剛，彭喜元，姜守達(dá)，：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003[2] ：北京航天航空大學(xué)出版社，1990[3] 蔡惟錚，. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1989[4] . 北京：北京航天航空大學(xué)出版社，1994[5] ：北京航天航空大學(xué)出版社，1992[6] 孫俊逸，盛秋林，. 北京：清華大學(xué)出版社，2006[7] Intel,Microcontroller Handbook,1988[8] Intel, Software Handbook, 1984 附錄系統(tǒng)原理圖鍵盤顯示原理圖致謝豐富多彩的大學(xué)本科生學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束，謹(jǐn)向所有給予我關(guān)心、幫助和支持的老師、同學(xué)們致以我最真摯的謝意。首先非常感謝我的導(dǎo)師郭曉剛老師。本課題的大量研究工作都是在郭曉剛老師的精心指導(dǎo)下完成的，感謝他對我的關(guān)懷和教誨。導(dǎo)師淵博的知識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，使我在學(xué)習(xí)和工作作風(fēng)等方面深受教益。在學(xué)業(yè)上，他鼓勵(lì)我努力提高自己的自學(xué)和創(chuàng)新能力，并通過畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們得到了實(shí)質(zhì)的鍛煉，提供了前沿動(dòng)向及資料供我們參考和研究，使得我們在各方面都有了長足的進(jìn)步。 其次，我要感謝傳授我知識(shí)電氣自動(dòng)化和自動(dòng)化教研室的其他老師，從他們身上我不僅學(xué)到了專業(yè)知識(shí)，更學(xué)到了做人的道理，特別是在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，他們給我了很大的幫助，我感謝你們，感謝我所有的老師。同時(shí)還要感謝我的同學(xué)們，尤其是那些和我同一組的同學(xué)以及我同寢室的同學(xué)。你們在學(xué)習(xí)上給我啟示，在生活中給我?guī)椭覀兿嗷ス膭?lì)、共同學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步。感謝你們！我的朋友！指導(dǎo)教師評語:指導(dǎo)教師： 建議成績： 評閱人評語:評閱人（姓名、職稱）: 建議成績：評閱人評語: 評閱人（姓名、職稱）: 建議成績：答辯委員會(huì)意見： 答辯委員會(huì)(教師姓名、職稱)：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績