家用智能電熱水器控制器(完整)

1、家用智能電熱水器控制器(完整) 編 號 審定成績 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文設(shè)計論文題目學(xué)院學(xué) 生 姓 名 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師 答辯組 負(fù)責(zé)人 填表時間年月重慶郵電大學(xué)教務(wù)處制摘要隨著人們生活質(zhì)量的提高人們對電熱水器的要求越來越趨向于智能化和數(shù)字化論文首先結(jié)合當(dāng)前電熱水器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢介紹了電熱水器控制器研究的目的及意義在確定控制參數(shù)的基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了控制器的各功能組成模塊及工作原理根據(jù)電熱水器工作原理進(jìn)行控制器的硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計最后深入介紹了控制器的調(diào)試方法和過程以及對整個控制器的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)行總結(jié)硬件電路設(shè)計中充分利用51單片機(jī)的特點(diǎn)主要對水溫控制水位控制和漏電檢

2、測模塊進(jìn)行了詳細(xì)地分析設(shè)計其中通過采用自制分段式水位傳感器實(shí)現(xiàn)了水位測量的低成本設(shè)計對水溫控制進(jìn)行了完整的理論分析和算法設(shè)計測量精度達(dá)到1通過分析漏電檢測原理在理論計算基礎(chǔ)上設(shè)計了漏電檢測電路軟件部分在硬件平臺的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)電熱水器的控制工作包括液晶顯示程序按鍵掃描程序水位控制程序溫度控制程序漏電檢測程序以及聲音提示程序等本系統(tǒng)在軟硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上使用了計算機(jī)仿真演示通過計算機(jī)仿真該控制器可以實(shí)現(xiàn)對水位控制溫度控制等功能并能動態(tài)監(jiān)測電熱水器工作狀況這也驗(yàn)證了此設(shè)計的正確性關(guān)鍵詞電熱水器abstractwith the improvement of quality of peoples lives

3、 peoples demand for water heaters tend to be more intelligent and digital among them whether the electric water heater controller performance is good or not is not only the embodiment of the water heater performance but also related to personal safety and other important content therefore the electr

4、ic water heater controller design is not only the need of intelligent water heater but also is an important part of electric water heaterfirstly with the electric water heaters current development situation and trend the purpose and significance of the electric water heater controller was introduced

5、 in this paper based on determining the control parameters the functional component and the working principle of the controller were introduced in detail the controller hardware and software were designed by knowing the working principle of the water heaters finally the paper described the debugging

6、 process and method in detail the design and implementation of the control system also was summarized full use of features 51mcu in hardware design mainly analysis the water temperature control water control and leakage detection module in detail among them the water temperature control for a comple

7、te theoretical analysis and algorithm design measurement accuracy of 1 through the use of home-made sub-type level sensors level measurement and display to achieve a low-cost design by analyzing the leakage detection principle we design the leakage detection circuit based on the theoretical calculat

8、ion software components could control the electric water heaters based on the hardware platform which includes liquid crystal display program key scanner water level control procedures temperature control procedures leakage test procedures and procedures for voice prompts the system use computer sim

9、ulation shows based on hardware and software design through computer simulation the controller can realize the water level detection temperature detection and other functions and can dynamically monitor the working conditions of electric water heaters which also verified the correctness of this desi

10、gn key wordselectric water heater leakage detection temperature control water line control目 錄前 言1第一章 緒論2第一節(jié) 電熱水器發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢2一電熱水器發(fā)展現(xiàn)狀2二電熱水器控制技術(shù)歷程及趨勢2第二節(jié) 課題研究的目的及意義3第三節(jié) 本文研究的主要內(nèi)容4第四節(jié) 本章小結(jié)5第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計6第一節(jié) 系統(tǒng)概述6第二節(jié) 硬件總體選型7一主要元器件選型原則7二主要元器件選型7第三節(jié) 軟件總體設(shè)計8一單片機(jī)系統(tǒng)資源分配8二系統(tǒng)軟件總體設(shè)計9第四節(jié) 本章小結(jié)10第三章 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)11第一節(jié) 硬件設(shè)計11一電

11、源電路設(shè)計11二單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計12三人機(jī)交互電路設(shè)計13四水位控制電路設(shè)計14五溫度控制電路設(shè)計16六漏電檢測電路設(shè)計17七聲音提示模塊19第二節(jié) 軟件設(shè)計19一液晶顯示程序設(shè)計19二按鍵掃描程序設(shè)計22三水位控制程序設(shè)計23四溫度控制程序設(shè)計23五漏電檢測及聲音提示程序設(shè)計26六控制策略程序設(shè)計26第三節(jié) 本章小結(jié)28第四章 系統(tǒng)測試與分析29第一節(jié) 硬件調(diào)試29一靜態(tài)調(diào)試29二動態(tài)調(diào)試30第二節(jié) 軟件調(diào)試30一先獨(dú)立后聯(lián)機(jī)31二先分塊后組合31三先單步后連續(xù)31第三節(jié) 仿真演示32一仿真軟件簡介32二系統(tǒng)仿真測試過程33第四節(jié) 本章小結(jié)35第五章 結(jié)論36致 謝37參考文獻(xiàn)38附

12、錄40一英文原文40二英文翻譯46三系統(tǒng)電路51四源程序52五其它65前 言隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展熱水器已經(jīng)成為人們生活中必不可少的家用電器之一電熱水器具有無污染安全保溫時間長使用方便等優(yōu)點(diǎn)越來越受到消費(fèi)者的青睞有專家預(yù)計借家電下鄉(xiāng)等國家政策扶持農(nóng)村三四級市場的拓展以及行業(yè)技術(shù)升級企業(yè)管理升級2010年至2015年我國電熱水器的需求量將呈現(xiàn)遞增趨勢市場保有量將呈現(xiàn)較為平穩(wěn)的增長態(tài)勢1目前市場上有兩種電熱水器連續(xù)水流式和貯水式前者雖具有加熱速度快和體積小等優(yōu)點(diǎn)但功率太大大多數(shù)家庭的供電線路難以承受而市場上貯水式電熱水器大多數(shù)采用機(jī)械式控制器存在控溫精度低加熱時間長可靠性差功能單一操作復(fù)雜控制不方

13、便等不足很多控制器只具有水位和溫度顯示功能不具有控制功能另外電熱水器安全也是大問題普通電熱水器多采用外配漏電保護(hù)器有漏電發(fā)生時切斷電源但一般漏電保護(hù)器質(zhì)量參差不齊漏電保護(hù)可靠性差需要用戶人工定期測試保護(hù)可靠性這樣用戶無法實(shí)時知道漏電保護(hù)器的可靠性針對上述情況利用單片機(jī)作為控制器的核心可設(shè)計出一種多功能的電熱水器控制器本文設(shè)計了一種智能電熱水器微控制器可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互水位控制溫度控制和漏電實(shí)時檢測若漏電時可同時切斷加熱管及控制器電源并發(fā)聲報警提示熱水器干燒報警控制器故障指示等多種實(shí)用功能方便用戶使用緒論電熱水器發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢一電熱水器發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過20多年的發(fā)展整個熱水器行業(yè)已經(jīng)從最初的小而少

14、發(fā)展到現(xiàn)在的大而多產(chǎn)品類型也隨著技術(shù)不斷成熟由最初的燃?xì)鉄崴鳘?dú)領(lǐng)風(fēng)騷發(fā)展到今天的燃?xì)馐诫姛崾教柲芸諝庠礋岜玫榷喾N類型隨著全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展中國電器制造業(yè)的迅猛發(fā)展及城市建設(shè)步伐的不斷加快為熱水科技產(chǎn)業(yè)帶來了無限商機(jī)目前創(chuàng)新安全節(jié)能高效已成為熱水器行業(yè)間競爭的焦點(diǎn)及發(fā)展趨勢據(jù)調(diào)查中國熱水器的普及率只有0左右目前466的居民家庭表示要在未來5年中購買或更換熱水器未來5年內(nèi)我國城市熱水器需求量將平穩(wěn)增長達(dá)到4660萬臺熱水器行業(yè)即將迎來新一輪的消費(fèi)高峰據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心市場經(jīng)濟(jì)研究所推出的中國城市熱水器市場研究咨詢報告顯示未來三年我國熱水器市場將繼續(xù)保持平穩(wěn)發(fā)展的態(tài)勢年增長保持在左右目前市場上的

15、電熱水器分連續(xù)水流式和貯水式前者雖具有加熱速度快和體積小的優(yōu)點(diǎn)但需要的功率大大多數(shù)家庭供電線路難以承受而市場上傳統(tǒng)的機(jī)械式電熱水器控制功能不完善而且精度低可靠性差生活質(zhì)量的提高使得消費(fèi)者對電熱水器功能提出延伸至全新的概念層面熱水器技術(shù)未來將繼續(xù)朝著以下幾個方面發(fā)展智能化從最初的手動旋鈕調(diào)節(jié)發(fā)展到如今數(shù)字化調(diào)節(jié)方式節(jié)能技術(shù)從最初機(jī)械結(jié)構(gòu)上的保溫節(jié)能到控制技術(shù)上的定時加熱或分步加熱技術(shù)轉(zhuǎn)變由于在水溫很高時熱量流失較快所以未采用該類技術(shù)的產(chǎn)品需要長時間在高溫區(qū)反復(fù)加熱不僅啟動頻繁而且耗電量很大如果用戶可根據(jù)自己的實(shí)際需要設(shè)定好規(guī)定時段以進(jìn)行定時倒計時加熱則能將保溫耗電降至最低安全穩(wěn)定性由于電熱水器不

16、同于一般的家電產(chǎn)品涉及到人身安全所以安全問題一直是各大廠家考慮的重點(diǎn)隨著現(xiàn)在各種安全技術(shù)在電熱水器設(shè)計中的普遍應(yīng)用用電環(huán)境的日益規(guī)范以及國家對電熱水器實(shí)行強(qiáng)制認(rèn)證安全技術(shù)已經(jīng)成為衡量電熱水器的重要標(biāo)準(zhǔn)其中安全技術(shù)主要體現(xiàn)在能自動檢測熱水器是否處于正常工作狀態(tài)并具有調(diào)溫恒溫防干燒防超高溫防漏電等多項(xiàng)自檢功能使用戶在使用過程中安全更有保障此外隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展無線遠(yuǎn)程控制也將是新一代電熱水器的發(fā)展方向用戶可以通過任何一部雙音頻固定電話或手機(jī)遙控?zé)崴鞯拈_關(guān)溫度設(shè)定等并可查詢熱水器的工作狀態(tài)課題研究的目的及意義傳統(tǒng)家用電器較為典型的有空調(diào)機(jī)電冰箱吸塵器電飯煲洗衣機(jī)消毒碗柜等新型家用電器有電磁爐微

17、波爐電烤箱等無論是新型家用電器還是傳統(tǒng)家用電器其整體技術(shù)都在不斷地提高其中外觀材料工藝結(jié)構(gòu)器件原理功能及微電子技術(shù)的應(yīng)用都有很大的變化因此家用電器的總體水平和品質(zhì)呈不斷上升趨勢家用電器的進(jìn)步關(guān)鍵在于采用了計算機(jī)控制技術(shù)從而使家用電器從一種機(jī)械式的用具變成了一種具有智能的設(shè)備智能家用電器體現(xiàn)了家用電器目前最新的面貌和水平嵌入式家用電器由于單片機(jī)有體積小功能強(qiáng)可靠性高的明顯特點(diǎn)因而可以構(gòu)成一個體積很小的控制器并嵌入到家用電器內(nèi)部以單片機(jī)為核心所構(gòu)成的控制器可以看作是家用電器的一個零件這種結(jié)構(gòu)方式就產(chǎn)生了嵌入式家用電器嵌入式家用電器有兩種不同的類型一種是非智能式的家用電器一種是智能式的家用電器嵌入式

18、非智能家用電器也稱電腦型家用電器在這種家用電器中單片機(jī)只對家用電器進(jìn)行功能性的控制也就是說其控制作用只是實(shí)現(xiàn)家用電器的基本功能過去的電腦型電熱水器就是很典型的非智能家用電器在這種電熱水器中單片機(jī)是不考慮熱水器量的多少它只是控制電阻絲加熱當(dāng)?shù)乃疁剡_(dá)到一定溫度時則馬上停止全功率加熱進(jìn)入低功率保溫單片機(jī)的存在只是設(shè)置了延時開關(guān)紅綠燈狀態(tài)顯示等一些輔助性的功能并沒有實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)這類家用電器雖然有單片機(jī)這樣的嵌入式器件存在但其控制功能未能反映人類的任何智能性活動所以一般稱為非智能家用電器嵌入式智能家用電器也簡稱為智能家用電器在這種家用電器中單片機(jī)不單對家用電器的基本功能進(jìn)行控制而且還模擬人智能活動的過程

19、對熱水器進(jìn)行溫度水量和穩(wěn)定性進(jìn)行控制本課題研究有如下的重要意義有助于提高電熱水器整體性能可以提高電熱水器使用的安全性現(xiàn)了電熱水器智能化的發(fā)展方向有助于改善人們生活質(zhì)量本文研究的主要內(nèi)容本設(shè)計首先介紹了電熱水器控制器的系統(tǒng)組成和工作原理在確定工作原理的基礎(chǔ)上引出了電熱水器控制裝置的硬件設(shè)計主要有直流穩(wěn)壓電源設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計人機(jī)交互電路設(shè)計水位控制電路設(shè)計水溫控制電路設(shè)計和漏電檢測電路設(shè)計其中詳細(xì)分析了電源電路中各個器件的作用功率器件的驅(qū)動電路設(shè)計過程和漏電檢測電路的理論計算根據(jù)電熱水器功能實(shí)現(xiàn)的需要進(jìn)行控制器的控制策略與軟件設(shè)計主要包括主程序設(shè)計和中斷程序設(shè)計其中主程序設(shè)計有水位控制程

20、序設(shè)計水溫控制程序設(shè)計人機(jī)交互的程序設(shè)計和漏電檢測及聲音提示程序設(shè)計最后介紹了控制器的調(diào)試方法和調(diào)試過程結(jié)尾論述了主要結(jié)論通過對各方面資料整理分析總結(jié)結(jié)合電熱水器控制原理本論文提出了一種電熱水器控制器系統(tǒng)的設(shè)計方案其內(nèi)容分為以下幾個方面第一章結(jié)合當(dāng)前電熱水器的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢介紹了電熱水器控制器研究的目的及意義第二章總體介紹了智能電熱水器控制器硬件和軟件知識包括系統(tǒng)模塊框圖主要元器件選型以及主程序流程圖等第三章分別從硬件和軟件兩個方面詳細(xì)介紹了智能電熱水器控制器的實(shí)現(xiàn)第四章通過焊接的電路按照提出的測試方法對控制器功能進(jìn)行測試和分析并運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行仿真演示第五章總結(jié)了本次畢業(yè)設(shè)計所做的主要工

21、作和系統(tǒng)設(shè)計中的不足本章小結(jié)本章首先介紹了熱水器發(fā)展現(xiàn)狀尤其是中國電熱水器的發(fā)展現(xiàn)狀接著又介紹了未來電熱水器的發(fā)展趨勢引出了研究電熱水器控制器設(shè)計的目的和意義最后總體介紹了本論文研究的主要內(nèi)容系統(tǒng)總體設(shè)計系統(tǒng)概述智能電熱水器控制器以下簡稱控制器用于控制熱水器在安全狀態(tài)下工作控制熱水器水位水溫度并且將檢測到的信號測量值通過液晶顯示屏顯示實(shí)現(xiàn)電熱水器的控制功能根據(jù)控制器所需完成的控制功能控制系統(tǒng)模塊框圖如圖21所示包括電源模塊51單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊人機(jī)交互模塊水位控制模塊溫度控制模塊漏電檢測以及聲音提示模塊等七個模塊其中電源模塊為系統(tǒng)提供12v和5v電源51單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊是整個系統(tǒng)的核心控制部

22、分用于完成系統(tǒng)的控制功能人機(jī)交互模塊實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和外部的信息傳遞包括液晶顯示模塊和按鍵模塊通過這兩個模塊進(jìn)行系統(tǒng)控制策略的選擇水位控制模塊實(shí)現(xiàn)水位的檢測和控制包括水位檢測電路和電磁閥控制電路溫度控制模塊實(shí)現(xiàn)溫度的檢測和控制包括溫度檢測電路和加熱電路漏電檢測模塊用于檢測是否漏電使熱水器在安全的狀態(tài)下使用聲音提示用于發(fā)音提示熱水器當(dāng)前狀態(tài)圖21系統(tǒng)模塊框圖本系統(tǒng)采用51單片機(jī)為核心控制器對整個系統(tǒng)進(jìn)行控制其控制過程如下首先通過人機(jī)交互模塊設(shè)定系統(tǒng)的控制策略接著通過水位控制模塊對電磁閥進(jìn)行進(jìn)水控制同時通過水位檢測模塊檢測水箱中水位然后通過溫度控制模塊對加熱電阻進(jìn)行控制同時通過溫度檢測模塊檢測水箱中溫度

23、并實(shí)時通過顯示模塊將水位溫度信號測量值發(fā)送給液晶顯示屏顯示實(shí)現(xiàn)對熱水器的控制硬件總體選型一主要元器件選型原則元器件選擇必須要緊密結(jié)合功能需求和應(yīng)用對象主要元器件的選擇在考慮滿足功能需求的同時還必須要保證在特定環(huán)境下的穩(wěn)定性能同時還必須盡量降低成本cpu的選擇具備以下特點(diǎn)存儲器空間至少大于4k具有至少一個外部中斷源具有至少一個定時計數(shù)器可編程io口液晶顯示屏要求編程簡單能顯示溫度和水位等信息價格低廉水位監(jiān)測裝置要求安裝簡單價格低廉溫度傳感器要求低電壓供電測溫范圍寬安裝簡單還要求數(shù)據(jù)為串行方式以節(jié)約單片機(jī)端口資源漏電檢測模塊中需要漏電電流互感器由于泄漏電流通常為毫安級且必須用一匝穿芯的結(jié)構(gòu)用常規(guī)互

24、感器在如此小的安匝數(shù)下很難進(jìn)行測量二主要元器件選型stc89c52rc該芯片是st公司生產(chǎn)的基于51內(nèi)核的8位微處理器片內(nèi)有8k的flash3個定時器計數(shù)器2個外部中斷32個可編程io線8個中斷源一個串口通信模塊等資源3可以滿足本系統(tǒng)cpu的要求lcd1602顯示2行每行16個字符每個字符由57點(diǎn)陣構(gòu)成4ds18b20-55125可編程為9位12位轉(zhuǎn)換精度測溫分辨率可達(dá)00625分辨率設(shè)定參數(shù)以及用戶設(shè)定的報警溫度存儲在eeprom中掉電后依然保存5由于使用單總線通信方式節(jié)省io口資源水位監(jiān)測裝置用8根不銹鋼針分別置于水箱內(nèi)的8種不同高度的位置當(dāng)某個鋼針不接觸水面時其輸出為高電平當(dāng)其與水面接觸

25、時則輸出低電平它們的輸出接至cpu的引腳cpu對這些引腳進(jìn)行判斷后送去顯示相應(yīng)的水位值這種方法省去了傳統(tǒng)的ad轉(zhuǎn)換器顯示共分8檔每檔為滿水位的1256漏電互感器簡介漏電保護(hù)器主要由檢測元件中間環(huán)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及自檢裝置等部分組成漏電保護(hù)器的檢測元件就是漏電電流互感器檢測出的漏電電流信號經(jīng)中間機(jī)構(gòu)放大推動執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作切掉電源達(dá)到安全保護(hù)的目的軟件總體設(shè)計從圖21可以看出本應(yīng)用涉及的輸入輸出通道較多因此在設(shè)計中考慮到了單片機(jī)的io通道的充分利用對于只需要基本輸入輸出功能的模塊盡量不使用單片機(jī)特殊功能模塊的專用引腳本系統(tǒng)軟件部分實(shí)現(xiàn)對熱水器的控制工作包括人機(jī)交互水位的控制溫度的選擇和安全檢測等功能一單片

26、機(jī)系統(tǒng)資源分配單片機(jī)系統(tǒng)資源分配如表21所示列出了本系統(tǒng)使用52單片機(jī)的所有的io資源包括人機(jī)交互模塊水位控制模塊溫度控制模塊漏電檢測模塊以及聲音提示模塊等五個模塊表21 單片機(jī)系統(tǒng)資源分配編號模塊名稱系統(tǒng)io資源占用表接口功能定義52單片機(jī)接口1人機(jī)交互模塊液晶顯示模塊p00-p07p34p35按鍵掃描p24-p272水位控制模塊水位檢測p10-p17電磁閥p223溫度控制模塊溫度傳感器p20加熱電路p214漏電檢測模塊外部中斷0p325聲音提示模塊蜂鳴器控制線p23二系統(tǒng)軟件設(shè)計時采用模塊化程序設(shè)計的方法按照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與各部分的功能將整個程序也劃分為多個功能模塊部分分別進(jìn)行編程然后裝配在一

27、起系統(tǒng)軟件部分主程序流程圖如圖22所示圖22 系統(tǒng)軟件部分主程序流程圖系統(tǒng)軟件部分主要實(shí)現(xiàn)對熱水器的控制工作由液晶顯示程序按鍵掃描程序水位控制程序溫度控制程序漏電檢測及聲音提示程序和控制策略程序等七個部分組成其中液晶顯示程序顯示熱水器當(dāng)前溫度和水位按鍵程序用于設(shè)置熱水器狀態(tài)水位控制程序控制水箱的水位溫度控制程序控制熱水器中水的溫度漏電檢測及聲音提示程序用于實(shí)時監(jiān)測熱水器安全狀態(tài)用于當(dāng)熱水器工作異常時聲音報警提示作用本章小結(jié)本章首先總體對熱水器控制器系統(tǒng)進(jìn)行了描述在確定控制參數(shù)的基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了控制器的各功能組成模塊及工作原理根據(jù)實(shí)現(xiàn)功能提出了系統(tǒng)硬件主要元器件選型原則總體描述了選取的主要元器件

28、并對主控芯片的引腳進(jìn)行定義最后對系統(tǒng)軟件部分進(jìn)行了總體說明根據(jù)控制策略設(shè)計軟件主程序流程圖主要包括水位控制程序設(shè)計水溫控制程序設(shè)計人機(jī)交互程序設(shè)計和漏電檢測以及聲音報警提示程序設(shè)計等系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)計本系統(tǒng)硬件部分包括電源電路stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路人機(jī)交互電路水位控制電路溫度控制電路漏電檢測電路以及聲音提示電路等七部分電源電路為系統(tǒng)提供12v和5v電源人機(jī)交互電路負(fù)責(zé)單片機(jī)和外界信息的交流水位控制電路實(shí)現(xiàn)控制水的液位溫度控制電路實(shí)現(xiàn)控制水溫度漏電檢測電路負(fù)責(zé)檢測熱水器是否在安全的狀態(tài)下運(yùn)行聲音提示電路負(fù)責(zé)熱水器在非安全狀態(tài)下時發(fā)出聲響提示用戶硬件設(shè)計部分主要完成以上電路的設(shè)計包括各個

29、電路的理論分析以及各個電路與單片機(jī)的連接等等一電源電路設(shè)計本系統(tǒng)需要兩種電源分別是5v和12v5v用于52單片機(jī)人機(jī)交互電路溫度檢測電路水位檢測電路漏電檢測電路等12v用于溫度控制部分繼電器線圈和水位控制部分電磁閥本系統(tǒng)12v電源直接通過外接12v的電源得到5v電源通過lm7805穩(wěn)壓芯片將12v電壓變成5v圖31是電源的原理圖圖31 12v轉(zhuǎn)5v電源電路圖圖中d1是防止電源正負(fù)極反接接入電路時損壞元件d2的作用是當(dāng)輸入端對地短路時其電位迅速接近零電位而輸出端由于有大電容儲存很多電荷而來不及釋放其電位仍接近輸出電壓值vo這時電容將通過穩(wěn)壓器的輸出調(diào)整管釋放電荷其pn結(jié)在高于7v的反向偏置電壓下

30、會被擊穿如果有了保護(hù)二極管就能及時將電容的電荷釋放從而保護(hù)了穩(wěn)壓器發(fā)光二極管d3起到指示燈的作用在安裝時要盡量使濾波電容c1和01uf電容c3靠近穩(wěn)壓芯片這樣可以有效地防止瞬態(tài)過電壓c2用于濾除穩(wěn)壓芯片輸出處的紋波8二單片機(jī)最小系統(tǒng)電路設(shè)計stc89c52rc單片機(jī)最小系統(tǒng)包括52單片機(jī)芯片時鐘電路和復(fù)位電路本系統(tǒng)52單片機(jī)芯片采用stc89c52rc該芯片內(nèi)部有2個16位向上計數(shù)定時計數(shù)器有四種工作方式5個中斷源一個串口通信接口32個io口內(nèi)部ram有256字節(jié)內(nèi)部rom有8k字節(jié)9時鐘電路通過內(nèi)部時鐘源提供時鐘外部只需要接一個振蕩電路振蕩電路中的晶振頻率是12mhz復(fù)位電路采用按鍵復(fù)位方式

31、當(dāng)單片機(jī)復(fù)位引腳檢測到至少24個時鐘周期的高電平時會自動復(fù)位系統(tǒng)系統(tǒng)會重新啟動10stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計原理圖如圖32所示圖32 stc89c52單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖三人機(jī)交互電路設(shè)計鍵盤與顯示部分是用戶和熱水器之間進(jìn)行信息傳遞的界面用戶主要通過鍵盤實(shí)現(xiàn)對熱水器的控制操作并通過顯示界面了解熱水器的工作參數(shù)與狀態(tài)用戶通過鍵盤進(jìn)行的操作主要有設(shè)定水位和水溫度顯示部分顯示設(shè)定水位和水溫度和當(dāng)前熱水器工作狀態(tài)另外在用戶查看或進(jìn)行操作設(shè)定時提示用戶當(dāng)前顯示的是什么數(shù)值項(xiàng)1液晶顯示電路液晶12端為電源1516為背光電源液晶3端為液晶對比度調(diào)節(jié)端通過一個10k電阻接地來調(diào)節(jié)液晶顯示對比度液晶5端

32、為讀寫選擇端因?yàn)椴粡囊壕ёx取任何數(shù)據(jù)只向其寫入命令和顯示數(shù)據(jù)因此此端始終選擇為寫狀態(tài)即低電平接地液晶6端為使能信號是操作時必需的信號接單片機(jī)的p34口其余714為數(shù)據(jù)口接單片機(jī)p0口11圖33 lcd1602的控制電路2按鍵電路圖34 按鍵電路圖四水位控制電路設(shè)計根據(jù)電熱水器功能需要將水位控制電路分為水位檢測電路和電磁閥進(jìn)水電路兩部分進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計其中水位檢測電路采用自制傳感器實(shí)現(xiàn)低成本水位檢測由于電磁閥的工作電壓為12v功率為3w單片機(jī)的工作電壓為5v電源不兼容且單片機(jī)端口輸出電流無法直接驅(qū)動電磁閥所以需要一個驅(qū)動電路來連接單片機(jī)和電磁閥1水位檢測電路水位檢測電路如圖35所示水位傳感器可以自制

33、用8根不銹鋼針分別置于水箱容積的8平分位置在電極間加電流電路簡單直流電壓通過470k電阻和鋼針無水開路有水側(cè)有十幾k電阻分壓鋼針上的壓降不大當(dāng)某個鋼針不接觸水面時其輸出為高電平當(dāng)鋼針與水面接觸時則輸出為低電平分別接入cpu的p10-p17引腳cpu對這些引腳進(jìn)行判斷后送去顯示相應(yīng)的水位值這種方法省去了傳統(tǒng)的ad轉(zhuǎn)換器顯示共分8檔每檔為滿水位的125圖35 水位檢測電路2電磁閥進(jìn)水電路電磁閥進(jìn)水電路如圖36所示驅(qū)動電路采用達(dá)林頓管驅(qū)動繼電器實(shí)現(xiàn)單片機(jī)端口控制電磁閥電路其中繼電器選用jqc-16f線圈電壓為12v觸點(diǎn)部分可以承受14v20a的直流電13圖中的q1是達(dá)林頓管型號是tip12214進(jìn)行

34、強(qiáng)弱電的隔離實(shí)現(xiàn)繼電器的控制其中d5是二極管起續(xù)流保護(hù)作用r19起到提高單片機(jī)端口驅(qū)動能力該電路的工作過程如下當(dāng)p22端口為高電平時npn達(dá)林頓三極管導(dǎo)通驅(qū)動繼電器線圈產(chǎn)生電磁場此時繼電器的銜鐵被吸下使得電磁閥接入12v電源電磁閥電路處于導(dǎo)通狀態(tài)電磁閥工作打開進(jìn)水口反之p22為低電平時電磁閥電路處于斷開狀態(tài)進(jìn)水口關(guān)閉15電磁閥通電時處于導(dǎo)通狀態(tài)電磁閥斷電時處于關(guān)斷狀態(tài)圖36 電磁閥進(jìn)水電路五溫度控制電路設(shè)計在傳統(tǒng)的溫度測量系統(tǒng)中一般采用熱電偶或鉑電阻進(jìn)行溫度測量在這些電路中有這樣一些問題必須解決為了進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度測量必須給鉑電阻提供一個良好的恒流源由于熱電偶出來的信號是模擬信號所以此信號在送給

35、cpu之前必須先進(jìn)行ad轉(zhuǎn)換然后再送給cpu進(jìn)行處理并且熱電偶的信號很微弱只有十幾毫安因此在ad轉(zhuǎn)換之前通常還需要進(jìn)行增益放大因此采用熱電偶和鉑電阻進(jìn)行溫度測量需要考慮很多問題構(gòu)成的系統(tǒng)也比較復(fù)雜dallas公司推出的數(shù)字式溫度傳感器ds18b20很好地解決了這樣一些問題ds18b20采用單總線接口只需占用單片機(jī)的一個io口其外圍電路也非常簡單并且ds18b20將測得的溫度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量輸出可以與單片機(jī)直接相連而不需進(jìn)行信號放大和ad轉(zhuǎn)換大大簡化了電路的設(shè)計因此系統(tǒng)采用了ds18b20作為溫度傳感器進(jìn)行溫度采集1溫度檢測電路使用ds18b20溫度傳感器采集溫度ds18b20ds18b20的數(shù)

36、據(jù)io均由同一條線來完成ds18b20的電源供電方式有2種外部供電方式和寄生電源方式外部電源供電方式是ds18b20最佳的工作方式工作穩(wěn)定可靠抗干擾能力強(qiáng)而且電路也比較簡單可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)在外接電源方式下可以充分發(fā)揮ds18b20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)即使電源電壓vcc降到3v時依然能夠保證溫度量精度無論是內(nèi)部寄生電源還是外部供電io口線要接10k左右的上拉電16在這里采用外部供電方式供電ds18b20與芯片連接電路如圖37所示圖37 ds18b20溫度檢測電路圖2加熱電路由于單片機(jī)端口驅(qū)動能力很弱加熱電路采用繼電器控制方式操作方便其中加熱器件參數(shù)是12v45w實(shí)際加熱棒為2

37、20v15kw由外部12v電源直接給加熱器件提供電壓加熱電路如圖38所示原理同電磁閥控制電路圖38 加熱器件控制電路圖六漏電檢測電路設(shè)計1漏電檢測原理熱水器工作環(huán)境潮濕為了保證使用者安全控制器應(yīng)具備漏電檢測功能檢測原理如圖39所示將火線和中線同時穿過一個環(huán)形磁芯作為漏電互感器的初級線圈次級線圈數(shù)百匝輸出漏電信號當(dāng)系統(tǒng)沒有漏電時電源輸入線中的火線電流與中線電流完全平衡次級漏電信號為零當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生漏電現(xiàn)象時火線電流與中線電流將失去平衡其合成電流就是漏電電流次級漏電信號的大小和漏電程度成正比24圖39 漏電檢測原理2漏電檢測電路漏電檢測電路如圖310所示設(shè)計使用一片lm358雙運(yùn)放第一個運(yùn)放作放大器第

38、二個運(yùn)放作比較器為了在5v電源下正常工作將比較器的參考電平d點(diǎn)選定為25v左右運(yùn)放的參考電平b點(diǎn)選定為3v左右這可以通過r19 39kr15 1kr2 51k來實(shí)現(xiàn)漏電互感器輸出的信號加在a和b兩點(diǎn)當(dāng)沒有漏電時abc三點(diǎn)電位相同3v左右比較器輸出高電平當(dāng)有漏電現(xiàn)象時c點(diǎn)出現(xiàn)放大的漏電信號信號的負(fù)半波將c點(diǎn)的電位從3v向下拉低只要漏電到達(dá)一定的程度就可以使c點(diǎn)的電位在某時刻低于d點(diǎn)的電位使比較器輸出低電平其下降沿就可以作為單片機(jī)的外部中斷信號使系統(tǒng)及時做出反映切斷電源避免出現(xiàn)嚴(yán)重后果定量分析設(shè)允許最大漏電流為il通常為數(shù)毫安具體數(shù)據(jù)可查閱相關(guān)規(guī)定漏電互感器次級的匝數(shù)為n則次級電流為iln產(chǎn)生的信

39、號電壓為r11iln放大器的放大倍數(shù)為則c點(diǎn)最大下拉幅度為產(chǎn)生漏電中斷的條件是26實(shí)驗(yàn)調(diào)試用一根導(dǎo)線穿過漏電互感器從中通過數(shù)毫安的交流電流不必用220v高壓只需用幾伏特的低壓交流電源串聯(lián)一個電阻就可以r11可選擇1k左右調(diào)節(jié)可調(diào)電位器r18可調(diào)節(jié)放大器的放大倍數(shù)或r15直到出現(xiàn)中斷信號為止圖310 漏電檢測電路七聲音提示模塊蜂鳴器發(fā)聲驅(qū)動電路原理圖如圖311所示因?yàn)閱纹瑱C(jī)的io口驅(qū)動能力弱所以采用pnp三極管擴(kuò)流電路驅(qū)動蜂鳴器當(dāng)p23口輸出低電平時q3導(dǎo)通蜂鳴器發(fā)出聲音反之蜂鳴器不發(fā)聲圖311 聲音提示電路圖軟件設(shè)計系統(tǒng)軟件設(shè)計時采用模塊化程序設(shè)計的方法按照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與各部分的功能將整個程序也

40、劃分為多個功能模塊部分分別進(jìn)行編程然后裝配在一起系統(tǒng)軟件部分主要實(shí)現(xiàn)對熱水器的控制工作由液晶顯示程序按鍵掃描程序水位控制程序溫度控制程序漏電檢測及聲音提示程序和控制策略程序等七個部分組成一液晶顯示程序設(shè)計本設(shè)計使用的1602液晶為5v電壓驅(qū)動帶背光可顯示兩行每行16個字符不能顯示漢字內(nèi)置128個字符的ascii字符集字庫只有并行接口無串行接口液晶屏lcd1602的顯示模式一般設(shè)置為162顯示57點(diǎn)陣8位數(shù)據(jù)接口顯示狀態(tài)光標(biāo)顯示可按實(shí)際需要和個人偏好設(shè)定1寫操作時序圖圖313是lcd1602寫操作時序圖分析可知操作lcd1602液晶的流程如下通過rs確定是寫數(shù)據(jù)還是寫命令寫命令包括使液晶的光標(biāo)顯

41、示不顯示光標(biāo)閃爍不閃爍需不需要移屏在液晶的什么位置顯示等等寫數(shù)據(jù)是指要顯示的內(nèi)容讀寫控制端設(shè)置為寫模式即低電平將數(shù)據(jù)或命令傳送數(shù)據(jù)線上給e一個高脈沖將數(shù)據(jù)送入液晶控制器完成操作關(guān)于時序中的延時基本都為納秒級單片機(jī)操作最小單位為微秒級因此在寫程序時可以不做延時圖313 lcd1602寫操作時序圖2初始化過程lcd1602初始化包括初始化以下寄存器顯示模式寄存器光標(biāo)設(shè)置寄存器和移屏寄存器顯示模式寄存器通常設(shè)置162顯示57點(diǎn)陣8位數(shù)據(jù)口光標(biāo)設(shè)置可以設(shè)置是光標(biāo)顯示或者是光標(biāo)不顯示方式整屏移動可以設(shè)置整屏移動或者不移動lcd1602初始化程序流程圖如圖314所示圖314 lcd1602初始化程序流程圖

42、初始化lcd1602程序源代碼如下初始化lcdvoid lcd_initial lcden 0lcd_write lcd_command0x38 8位數(shù)據(jù)端口2行顯示57點(diǎn)陣lcd_write lcd_command0x38 lcd_setdisplay lcd_showlcd_no_cursor 開啟顯示無光標(biāo)lcd_write lcd_commandlcd_clear_screen 清屏lcd_setinput lcd_ac_uplcd_no_move ac遞增畫面不動 3向lcd1602發(fā)送數(shù)據(jù)程序設(shè)計該子程序用于將8位數(shù)據(jù)發(fā)送至lcd1602控制器圖315是該程序流程圖該程序的執(zhí)行過程

43、如下首先選中數(shù)據(jù)顯示的地址然后輸入要顯示的數(shù)據(jù)當(dāng)調(diào)用完以下兩個子函數(shù)就會在對應(yīng)的位置顯示實(shí)現(xiàn)對lcd1602的操作圖315 向lcd1602發(fā)送數(shù)據(jù)程序流程圖向lcd1602發(fā)送數(shù)據(jù)程序源代碼如下液晶字符輸入的位置void gotoxy unsigned char x unsigned char y if y 0 lcd_write lcd_command0x80x if y 1 lcd_write lcd_command0x80 x-0x40 void print unsigned char str 將字符輸出到液晶顯示 while str 0 lcd_write lcd_datastr s

44、tr 二按鍵掃描程序設(shè)計按鍵信號處理包括三個方面的內(nèi)容分別是檢測并判斷是否有按鍵動作確定按鍵的鍵值和根據(jù)所按鍵值做出一系列的針對性處理即按鍵響應(yīng)考慮到用戶在進(jìn)行按鍵操作時按下及松開的瞬間都容易產(chǎn)生抖動現(xiàn)象造成單次按鍵操作時按鍵端口電平多次跳變另外輸入信號在按鍵已經(jīng)閉合或斷開的穩(wěn)定期也可能存在干擾窄脈沖也要采取措施加以克服硬件法和軟件法都可以克服按鍵的抖動與窄脈沖干擾影響采取硬件措施需要增加額外的元件本設(shè)計采用軟件措施完成去抖動與防干擾處理本設(shè)計采用定時中斷掃描的方式進(jìn)行按鍵檢測ms掃描一次按鍵端口狀態(tài)按鍵檢測過程中無需一直監(jiān)視按鍵端口或執(zhí)行額外的延時程序節(jié)省了單片機(jī)的cpu資源和中斷資源按鍵掃

45、描程序流程圖如圖316所示圖316 按鍵掃描程序流程圖三水位控制程序設(shè)計水位控制程序設(shè)計主要是對水位采集程序的設(shè)計水位采集程序主要是對單片機(jī)端口的設(shè)置由于是開關(guān)量的檢測即當(dāng)端口檢測到低電平則表示水位上升到對應(yīng)的鋼針在軟件編程的時候可以參考上一小節(jié)的按鍵掃描程序進(jìn)行設(shè)計四溫度控制程序設(shè)計溫度控制程序設(shè)計主要是對溫度采集程序的設(shè)計溫度采集是通過分時與ds18b20的單總線通信完成的有嚴(yán)格的時隙概念因此對ds18b20的各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行通過單線總線的所有執(zhí)行處理都從一個初始化時序開始初始化時序如圖317所示初始化時序包括一個由總線控制器發(fā)出的復(fù)位脈沖和跟有其后由從機(jī)發(fā)出的存在脈沖存在脈沖讓總線

46、控制器知道ds18b20在總線上且已準(zhǔn)備好操作圖317 ds18b20初始化時序圖該程序的執(zhí)行過程如圖318所示先將數(shù)據(jù)線dq置高電平1延時該時間要求不是很嚴(yán)格但是要盡可能短一點(diǎn)數(shù)據(jù)線dq拉到低電平0延時750us該時間范圍可以在480960us數(shù)據(jù)線dq拉到高電平1延時等待如果初始化成功則在1560ms內(nèi)產(chǎn)生一個由ds18b20返回的低電平0據(jù)該狀態(tài)可以確定它的存在若cpu讀到數(shù)據(jù)線dq上的低電平0后還要進(jìn)行延時其延時的時間從發(fā)出高電平算起第步的時間算起最少要480us將數(shù)據(jù)線dq再次拉到高電平1后結(jié)束void init_ds18b20 void unsigned char x 0dq 1

47、dq復(fù)位delay_18b20 8 稍做延時dq 0 單片機(jī)將dq拉低delay_18b20 80 精確延時大于480usdq 1 拉高總線delay_18b20 14 x dq 稍做延時后如果x 0則初始化成功x 1則初始化失敗delay_18b20 20 2讀取ds18b20當(dāng)前溫度ds18b20在出廠時默認(rèn)配置為12位其中最高位為符號位即溫度值共11位單片機(jī)在讀取數(shù)據(jù)時一次會讀2字節(jié)共16位讀完后將低11位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù)后在乘以00625便為所測的實(shí)際溫度值另外還需要判斷溫度的正負(fù)前5個數(shù)字為符號位這5位同時變化我們只需要判斷11位就可以了前5位為0時讀取的溫度為正值時只要將測

48、得的數(shù)值乘以00625即可得到實(shí)際溫度值讀取當(dāng)前溫度程序流程圖如圖323所示圖323 讀取當(dāng)前溫度程序流程圖讀取ds18b20當(dāng)前溫度void readtemp void unsigned char a 0unsigned char b 0unsigned char t 0init_ds18b20 初始化ds18b20writeonechar 0xcc 跳過讀序列號的操作writeonechar 0x44 啟動溫度轉(zhuǎn)換delay_18b20 100 this message is very importantinit_ds18b20 writeonechar 0xcc 跳過讀序列號的操作wri

49、teonechar 0xbe 讀取溫度寄存器 前兩個就是溫度delay_18b20 100 a readonechar 讀取溫度值低位b readonechar 讀取溫度值高位temp_value b 4temp_value a0xf0 4 五漏電檢測及聲音提示程序設(shè)計漏電檢測的輸出口接在單片機(jī)的外部中斷0當(dāng)檢測到漏電外部中斷0獲取下降沿產(chǎn)生中斷漏電檢測及聲音提示 ex0 1 外部中斷0允許it0 1 下降沿觸發(fā)ea 1開總中斷此時只打開外部中斷0等待設(shè)置 void external0 interrupt 0 p1 0xf7打開蜂鳴器報警 六控制策略程序設(shè)計熱水器控制系統(tǒng)中的控制任務(wù)的實(shí)現(xiàn)最終

50、是靠程序的執(zhí)行來完成的在已完成各個功能模塊的設(shè)計后還需將各個功能模塊按照一定的控制策略結(jié)合在一起才能達(dá)到總體控制要求作為一個控制系統(tǒng)熱水器控制系統(tǒng)的控制過程可以歸結(jié)為三個步驟數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)分析處理和控制輸出這個三個步驟不斷重復(fù)使整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)所需的控制目標(biāo)用戶可以通過按鍵選擇不同的控制策略控制器設(shè)置了四個按鍵功能鍵加鍵減鍵和確認(rèn)鍵各按鍵功能如下功能鍵用于切換數(shù)值項(xiàng)的可調(diào)狀態(tài)第一次按下水溫度變?yōu)榭烧{(diào)再次按下水位變?yōu)榭烧{(diào)狀態(tài)此為一個循環(huán)直至確認(rèn)鍵按下保存當(dāng)前設(shè)置跳出菜單加鍵和減鍵用于調(diào)整設(shè)定的水溫和水位當(dāng)前狀態(tài)為可調(diào)狀態(tài)時每按一次加鍵和減鍵被設(shè)置的數(shù)據(jù)值遞增或遞減調(diào)整溫度值時以1為調(diào)整單位調(diào)整水位時以

51、10升為調(diào)整單位確認(rèn)鍵用于在可調(diào)狀態(tài)時保存當(dāng)前設(shè)置參數(shù)并跳出可調(diào)狀態(tài)返回主程序通過定時器定時產(chǎn)生中斷掃描是否有設(shè)置鍵按下當(dāng)設(shè)置鍵按下時進(jìn)入相應(yīng)菜單進(jìn)行水位和溫度的設(shè)置其程序源代碼如下void keydone 按鍵功能執(zhí)行 tmod 0x01tl0 0xb0th0 0x3ctr0 1et0 1ea 1 setkey 掃描模式切換按鍵if count 2 count 2 switch count case 1docount 1調(diào)整溫度 outkey 掃描跳出按鈕upkey 掃描加按鈕downkey 掃描減按鈕show_temp 液晶顯示數(shù)據(jù) while count 2 breakcase 2doc

52、ount 2調(diào)整水位 outkey upkey downkey show_temp 液晶顯示數(shù)據(jù) while count 3 breakdefaultbreak 本章小結(jié)本章首先對系統(tǒng)硬件部分設(shè)計進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析主要有電源電路中穩(wěn)壓芯片的外圍器件作用的說明功率器件的驅(qū)動電路設(shè)計過程漏電檢測電路的理論計算根據(jù)電路原理圖的進(jìn)行軟件部分設(shè)計并對各個子程序進(jìn)行了相關(guān)分析其中詳細(xì)的介紹了控制策略程序液晶顯示屏lcd1602操作程序和讀取溫度傳感器ds18b20溫度值程序這樣整個系統(tǒng)的設(shè)計部分就完成了系統(tǒng)測試與分析根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案本系統(tǒng)的調(diào)試可以分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試兩大部分由于在系統(tǒng)在硬件設(shè)計過程中

53、采用模塊化設(shè)計因此方便了對各電路功能模塊的逐級測試包括對人機(jī)交互功能調(diào)試水位控制功能調(diào)試溫度控制功能調(diào)試漏電檢測及聲音提示功能調(diào)試等單片機(jī)軟件先在單片機(jī)最小系統(tǒng)板上調(diào)試確保工作正常之后與硬件系統(tǒng)相連接將各模塊組合后再進(jìn)行整體測試這樣才能使系統(tǒng)的所有功能得以實(shí)現(xiàn)最后使用仿真軟件進(jìn)行演示硬件調(diào)試在完成了用戶系統(tǒng)樣機(jī)的組裝和軟件設(shè)計以后便進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試階段各種用戶系統(tǒng)的調(diào)試步驟和方法基本是相同的硬件調(diào)試?yán)瞄_發(fā)系統(tǒng)萬用表示波器等基本測試儀器通過執(zhí)行開發(fā)系統(tǒng)有關(guān)命令或運(yùn)行適當(dāng)?shù)臏y試程序檢查用戶系統(tǒng)硬件工作是否正常硬件測試可分為靜態(tài)調(diào)試與動態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行36一靜態(tài)調(diào)試靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未加電工作時的一

54、種硬件檢查具體步驟如下1目測單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)安裝在萬用板上因此對每一條焊接好的電路要進(jìn)行仔細(xì)的檢查檢查是否有斷線有無毛刺是否與其他線或焊盤粘連焊盤有無脫落是否連通等并檢查集成芯片的插座電路元件焊接在萬用板上焊點(diǎn)是否有毛刺是否與其他焊盤連接焊點(diǎn)是否光亮飽滿有無虛焊等對系統(tǒng)中所用的器件與設(shè)備要仔細(xì)核對型號檢查它們對外連線是否完整無損通過目測查出一些明顯的器件設(shè)備故障并及時排除2萬用表檢測目測結(jié)束后可用萬用表測試先用萬用表復(fù)核目測過程中認(rèn)為可疑的連接或節(jié)點(diǎn)檢查它們的通斷狀態(tài)是否與設(shè)計相符特別檢查各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象仔細(xì)查出并排除3加電檢查在靜態(tài)檢測完成之后當(dāng)給萬用板加電前首先檢查所有插座

55、后器件的電源額定值是否與電源電壓相符并在系統(tǒng)前端加上保險絲然后再加電檢查各點(diǎn)電壓是否正常接地端電壓是否接近于零接固定電平的引腳段電平是否正確二動態(tài)調(diào)試動態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障器件間連接邏輯錯誤的一種檢測方法由于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件動態(tài)測試是在開發(fā)系統(tǒng)的支持下完成的因此有稱為聯(lián)機(jī)仿真或聯(lián)機(jī)調(diào)試動態(tài)調(diào)試借用開發(fā)系統(tǒng)資源單片機(jī)存儲器等來調(diào)試用戶系統(tǒng)中單片機(jī)的外圍電路利用開發(fā)系統(tǒng)友好的人機(jī)界面可以有效地對用戶系統(tǒng)的各部分電路進(jìn)行訪問控制使系統(tǒng)在運(yùn)行中暴露問題從而發(fā)現(xiàn)故障典型有效的訪問控制各部分電路的方法視對電路進(jìn)行循環(huán)讀或?qū)懖僮魇沟秒娐分兄饕獪y試點(diǎn)的狀態(tài)能

56、夠用常規(guī)檢測儀器如示波器萬用表等測試依次檢測被調(diào)試電路是否按預(yù)期的狀態(tài)工作智能熱水器控制器的電路焊接完成后首先進(jìn)行檢查即確認(rèn)電路無虛焊無短路無斷路集成元件安裝是否正確之后進(jìn)行電路功能模塊的分級調(diào)試根據(jù)電路功能逐級進(jìn)行單片機(jī)最小系統(tǒng)功能調(diào)試包括對晶振電路和復(fù)位電路的調(diào)試人機(jī)交互功能調(diào)試包括對lcd1602顯示和按鍵檢測電路的調(diào)試水位控制功能調(diào)試包括對水位檢測電路和電磁閥電路的調(diào)試溫度控制功能調(diào)試包括對18b20溫度檢測電路和加熱電路的調(diào)試漏電檢測功能調(diào)試主要對漏電檢測電路的調(diào)試聲音提示功能調(diào)試主要對蜂鳴器驅(qū)動電路的調(diào)試軟件調(diào)試軟件調(diào)試是通過對用戶程序的匯編連接執(zhí)行來發(fā)現(xiàn)程序中的語法錯誤與邏輯錯誤并加以排除的過程軟件調(diào)試一般采用先獨(dú)立后聯(lián)機(jī)先分塊后組合先單步后連續(xù)的測試方法本系統(tǒng)對軟件進(jìn)行調(diào)試時程序全部用c語言來編寫選用ke