毕业设计 基于AT89C52的太阳能热水器控制系统 - 图文(5)

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图2.9 AT89C52与DS18B20的连接图

2.5 显示电路 2.5.1 温度显示电路

常用的LED显示器有7段或8段，有共阴极和共阳极种。本次设计选用的是7段共阴极。

由于单片机I/O的电气特性决定了单片机的端口的驱动能力有限，一般的，单片机的端口只是驱动TTL电平，不提供或者提供很小的驱动电流，所以在带负载时，单片机应当在I/O口加上驱动芯片。本次设计选用ICM7218数码管驱动芯片。ICM7218 是INTERSIL公司生产的一种性能价格比较高的通用8 位L ED 数码管驱动电路，28 脚双列封装，可与多种单片机接口使用。ICM7218 的输出可直接驱动L ED显示器，不需外接驱动电路，其构成的显示电路结构简单，使用方便。ICM7218A显示电路如图2.10所示：

图2.10 温度显示电路

本系统显示用的2位七段数码管由数码管专用驱动芯片ICM7218A驱动，27、3、1、25、2、24、26脚分别接数码管的a~g，15、16脚为位选，分别控制2位数码管的亮灭，ID0~7为数据线，接单片机P0口，/WRITE、MODE是写控制位

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本科毕业生学士学位论文 和模式控制位，分别接单片机P2.5、P2.6。

2.5.2 液位显示电路

考虑到热水器的液位显示只需给人以直觉上水量的多少（即当前水量占总容

积百分比），而不必给出当前液位的具体数值。故选用5个发光二极管，用它们的亮灭来显示水位的五种状态。发光二极管、按键与单片机连线如图2.11所示：

图2.11 发光二极管、按键与单片机连线图

1. 发光二极管

发光二极管在两端的电压差超出其导通压降时开始工作，发光二极管的导通压降一般约为1.7~1.9V。此外，工作电流要满足该二极管的工作电流，满足电流和电压的要求，二极管就可以发光了。单片机系统中往往是数字信号，其电源不是5V就是0V，所以只要将二极管的正负极和电源对应上就可以了。

在发光二极管前面要接一个电阻，这个电阻的作用在于限制二级管的电流，从而达到减少功耗或者满足端口对最大电流的限制。

一般二极管的点亮电流为5mA~10mA，在5V电源驱动时，厂家多采用470 Ω。限流电阻，在该设计中选用510Ω，这样既不会超出单片机的I/O口最大限流，二极管也比较明亮。

使用五个发光二极管来表示液位的五种状态：全亮时对应水满，全灭时对应缺水，仅D1亮时对应20﹪，仅D1和D2亮时对应40﹪，D1、D2、D3亮时对应60﹪，仅D5灭时对应80﹪。

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本科毕业生学士学位论文 2. 按键

当有按键被按下时说明用户要手动上水。按键使用上拉电阻方式接入单片机。未按下时对单片机输入一个高电平，按下后输入一个低电平。

键的闭合与否，反映在行线输出电压上就是呈现出高电平或低电平，如果高电平表示断开的话，那么低电平则表示闭合，所以通过对行线电平的高低状态的检测，便可以确认按键按下与否。为了确保CPU对一次按键动作只确认一次按键，必须消除抖动的影响。

3. 电磁阀

电磁阀在本次设计中是输出设备，用来控制上下水，24V三极管电磁阀驱动电路图如图2.12所示。系统中用到三个电磁阀控制水箱和水管的连接。

图2.12 电磁阀与单片机的连接

目前市场上的太阳能热水器大都装有管道保温装置，以防在冬天管道中的水结冰，即使不结冰，在使用前也要放掉管道中的全部冷水,不但给使用者带来了很多的不便,也对水资源形成了较大的浪费。为此设计了水管排空功能,在水箱下安装一个电磁阀,当关闭上水阀和水箱的阀门，停止向水箱加水后,开启通往小水箱的电磁阀门,则单向阀进气使水管内存水排至室内小水箱,完全把水管内的存留水排出水管,从而达到在使用时直接使用热水和节水的目的。电磁阀的开关全由单片机控制,在上水和洗浴完毕后单片机发出电磁阀1和电磁阀2关闭,电磁阀3开启的放水指令,10s后关闭电磁阀3,系统处在待命状态。同时打开电磁阀2和电磁阀3即可给室内水箱供水,供水完毕后再执行管道排空水指令使整个系统处在

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本科毕业生学士学位论文 待命状态。

2.6 电源电路

为了使单片机有一个稳定的工作环境,且各组件都正常的工作,特别制作了5V的直流稳压电源。电源电压器将220V的交流电压变为所需电压值，然后通过桥式整流电路将交流电压变成脉动的直流电压。由于其含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，以得到平滑的直流电压最后通过稳压电路维持输出直流电压稳定。

本电路的特点是：电源输出稳定,具有较好的抗干扰能力。输出标准的5V直流电压。给整个控制系统供电,电源电路如图2.13 所示：

图2.13 电源电路图

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本科毕业生学士学位论文 第3章 系统软件设计

3.1 软件功能概述

在系统的硬件确定以后，功能完善的软件能够很好的指导和协调硬件的工作，可使系统发挥其最大的作用，并且便利以后的更新换代升级。

一个完整的系统都离不开对系统状态的监控，为了更好的协调软件、硬件各个部分正常工作，就必须对整个系统进行严密监控。在本系统中定时器T0中断服务程序担任液位数据读取、处理和输出显示任务，每隔一定的时间对A/D转换进行一次采样，并进行相应的处理，再经过发光二极管来实现液位的显示。而定时器T1中断服务程序担任温度数据读取、处理和输出显示任务，并经LED显示。而主程序完成的任务相对简单，它只是完成系统初始化及检测是否有键按下等工作。若有键按下，则进入手动上水模式。

3.2 主程序设计

开始系统初始化YS1键按下？NYsflag=1?NSOV1&&SOV2=OFF？手动上水sflag=1TW=1NADV>ADV0+wl?YN停止手动上水sflag=0YEPflag=1启动T1SOV3=ON液位控制返回图3.1 主程序流程图

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