單片機課程設(shè)計__太陽能熱水器控制器設(shè)計

1、單片機課程設(shè)計報告 單片機原理及系統(tǒng)課程設(shè)計專 業(yè)：電氣工程及其自動化 班 級： 姓 名： 學 號： 7 指導(dǎo)教師： 評語：平時（40）修改（30）報告（30）總成績蘭州交通大學自動化與電氣工程學院2021 年 7月 1日1引言 太陽能熱水器控制器設(shè)計2 方案設(shè)計及原理2.1 設(shè)計方案 如圖2-1所示，本系統(tǒng)主要由控制器、自動控制閥、手動控制閥、水位檢測電極、水溫檢測傳感器、電阻加熱絲、儲水箱等組成。圖 2-1 系統(tǒng)組成示意圖2.2 系統(tǒng)組成及工作原理本系統(tǒng)由溫度傳感器及調(diào)理電路、水位傳感器及調(diào)理電路、AD轉(zhuǎn)換電路、液晶顯示電路、FPGA控制模塊、按鍵輸入和繼電器執(zhí)行部件組成，其中FPGA控制

2、模塊是本系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。(1) 液位傳感器采用ATSl73型霍爾元件121，若干霍爾元件固定在一個垂直導(dǎo)槽上，霍爾元件的輸出經(jīng)電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)成不同電壓，經(jīng)ADC送入智能控制模塊中。(2) FPGA控制部分根據(jù)檢測到的水位信號、溫度信號以及用戶的設(shè)定或操作，通過必要的邏輯運算，以確定當前應(yīng)該進行的操作，并通過輸出口送至執(zhí)行部件，進而控制進水閥、加熱泵的狀態(tài)，以實現(xiàn)所要求的控制功能。2.3 單元模塊設(shè)計2.3.1 單片機概述 圖3.1中，晶體振蕩器的頻率選6MHZ，復(fù)位電路采用上電復(fù)位，電路參數(shù)如圖中所示，以滿足系統(tǒng)復(fù)位時兩個機器周期的高電平的要求。由于CPU的內(nèi)部已含有程序存儲器

3、，所以EA引腳接高電平。 圖2.3.1時鐘電路與復(fù)位電路 該水位自動顯示控制器采用AT89C51單片機，機內(nèi)有一高增益反相放大器，構(gòu)成自激振蕩電路，振蕩頻率取6MHz,外接6MHz晶振，兩個電容C1、C2取20pF，以便于起振蕩的作用。右圖中XTAL1為內(nèi)部時鐘工作電路的輸入，XTAL2為來自反向振蕩器的輸出。2.3.2溫度檢測模塊 本設(shè)計溫度傳感器選用AD590。AD590屬于半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器，測溫范圍-55- +150，在其二端加上一定的工作電壓，其輸出電流與溫度變化成線性關(guān)系，1uA/°K，誤差有幾種等級:±1、±0.5、±0.3，本設(shè)計中

4、選取±0.5品種。OP07為高精度運算放大器，AD590電流流經(jīng)R1、RP1轉(zhuǎn)換為電壓信號，R2、RP2為運算負反饋電阻，成反相比例放大器，將溫度信號轉(zhuǎn)換成0-5V的電壓信號，ADC0832再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸入CPU。圖3.2溫度檢測和A/D轉(zhuǎn)換電路圖。 圖2.3.2溫度檢測電路 3 硬、軟件設(shè)計3.1 硬件設(shè)計 AT89C51是一個低功耗高性能CMOS 8位單片機，4k Bytes Flash只讀程序存儲器(ROM),512 Bytes 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，片內(nèi)的Flash存儲器，AT89S51片內(nèi)總共有256字節(jié)的用戶數(shù)據(jù)區(qū)，8位中央處理器和Flash存儲單元。 單片

5、機的定時器To做16位計數(shù)器,四位數(shù)碼管采用動態(tài)掃描方式顯示,長度計量儀采用0.5英寸共陽極連接的LED數(shù)碼管,LED數(shù)碼管由發(fā)光二極管作為顯 示字段的數(shù)碼型顯示器件。3.2 軟件設(shè)計主程序流程圖如圖4.1開中斷調(diào)水位控制子程序開始初始化調(diào)溫度控制子程序調(diào)鍵盤控制子程序判定水位?顯示溫度溫度<設(shè)定啟動輔助加熱延時關(guān)閉加熱Y圖4.1主程序流程圖4 總結(jié) 本控制裝置充分應(yīng)用AT89C51單片機的軟硬件資源，該系統(tǒng)具有智能化、結(jié)構(gòu)緊湊、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，這次基于單片機的太陽能溫控進水及水溫水位顯示控制裝置，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于當今社會，以其無線、非接觸控制技術(shù)，具有抗干擾能力強，信息傳輸可靠，功耗低，

6、成本低，易實現(xiàn)等顯著優(yōu)點，被諸多電子設(shè)備特別是家用電器廣泛采用，并越來越多的應(yīng)用到計算機系統(tǒng)中，本設(shè)計僅是太陽能熱水器控制器的極小部分展示。5 參考文獻1 劉剛、秦永左. 單片機原理及應(yīng)用. 北京：北京大學出版社,2021 .2 胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù). 北京：清華大學出版社,2021 .3 蔡美琴、張為民.MCS-51 系列單片機系統(tǒng)及其應(yīng)用(第二版） 高等教育出版社，2021 .附錄1：程序仿真圖附錄2：程序2.1 主程序ORG 0000H LJMP MAINORG 000BHLJMP CT0 ;轉(zhuǎn)定時器0中斷服務(wù)程序ORG 0030H ;主程序MAIN: MOV 30H,#00H

7、 ;0.1秒單元MOV 20H,#00000100B ;置相應(yīng)標志位MOV P2,#0FFH ;P2口不顯示，電磁閥不通電，不加熱MOV SP,#5FH ;設(shè)置堆棧深度SETB EA ;開中斷SETB ET0 ;允許T0中斷MOV TMOD,#01010001B ;T0方式1定時，T1工作于方式1計數(shù)MOV TH0,#3CH ;定時常數(shù)MOV TL0,#0B7HMOV TH1,#00H ;清計數(shù)單元MOV TL1,#00HSETB TR0 ;啟動定時定時器0SETB TR1 ;啟動T1MOV 28H,#60 ;設(shè)置初始溫度為60度MOV 40H,#0FFH ;轉(zhuǎn)顯示狀態(tài)為全滅MOV 36H,#

8、0 ;清溫度存放單元MOV 37H,#0MOV 2FH,#1 ;目標水位為1LOOP:LCALL WATER ;水位檢測LCALL DISP ;顯示程序LCALL KEY ;鍵盤處理程序SJMP LOOP2.2 中斷子程序CT0: MOV TH0,#3CH ;重置時間初值MOV TL0,#0B0HPUSH AC ;保護現(xiàn)場PUSH PSWSETB RS0 ;選工作寄存器1組MOV R1,#30H ;指向0.1秒單元INC R1CJNE R1,#10,RET_TIMEMOV R1,#00HCPL 00HLCALL TEST_TEMP ;調(diào)溫度處理程序RET_TIME:POP PSW ;恢復(fù)現(xiàn)場P

9、OP ACCRETI ;中斷返回2.3溫度檢測程序TEST_TEMP: ;溫度處理程序，將溫度存放在27H單元，設(shè)置的溫度存放于28H單元 JB 01H,RE_AD ;若為設(shè)置狀態(tài),則不進處理MOV SCON,#00H ;置串口方式0，禁止接收CLR ES ;串口禁中CLR P3.6 ;片選0832MOV A,#06H ;置CH0通道配置ADC0: MOV SBUF,A ;啟動A/DADC1: JNB TI,ADC1 ;串行發(fā)送啟動及通道配置信號CLR TI ;清發(fā)送中斷標志SETB REN ;允許（啟動）串行接收ADC2: JNB RI,ADC2 ;接收第一字節(jié)CLR RI ;清接收中斷標志

10、，同時啟動接收第二字節(jié)MOV A,SBUF ;讀第一字節(jié)數(shù)據(jù)MOV B,A ;暫存ADC3: JNB RI,ADC3 ;接收第二字節(jié)CLR RI ;清接收中斷標志MOV A,SBUF ;讀第二字節(jié)數(shù)據(jù)ANL A,#0FH ;第二字節(jié)屏蔽高4位ANL B,#0F0H ;第一字節(jié)屏蔽低4位ORL A,B ;組合SWAP A ;高低4位互換，組成正確的A/D數(shù)據(jù)MOV 36H,A ;存A/D數(shù)據(jù)CLR REN ;兩通道A/D完畢，禁止接收SETB P3.6 ;清0832片選RET 公司印章管理制度一、目的 公司印章是公司對內(nèi)對外行使權(quán)力的標志，也是公司名稱的法律體現(xiàn)， 因此，必須對印章進行規(guī)范化、合

11、理化的嚴格管理，以保證公司各項業(yè)務(wù)的正常運作，由公司指定專人負責管理。二、印章的種類1、 公章，是按照政府規(guī)定，由主管部門批準刻制的代表公司權(quán)力的印章。2、 專用章，為方便工作專門刻制的用于某種特定用途的印章，如：合同專用章、財務(wù)專用章、業(yè)務(wù)專用章、倉庫簽收章等。 3、手章(簽名章)，是以公司法人代表名字刻制的用于公務(wù)的印章。三、印章的管理規(guī)定1、 印章指定專人負責保管和使用，保管印章的地方(桌、柜等)要牢固加鎖，印章使用后要及時收存。2、 財務(wù)專用章由財務(wù)部負責保管，向銀行備案的印章，應(yīng)由財務(wù)部會計、總經(jīng)辦分別保管。 3、印章要注意保養(yǎng)，防止碰撞，還要及時清洗，以保持印跡清晰。4、一般情況下

12、不得將印章攜出公司外使用，如確實因工作所需，則應(yīng)由印章管理員攜帶印章到場蓋章或監(jiān)印。 5、印章管理人員離職或調(diào)任時，須履行印章交接手續(xù)。四、公章刻制印章需本公司法人代表批準，并由印章管理專責人負責辦理刻制并啟用并交由專人進行保管。 五、印章的使用1、 使用任何的印章，需由相應(yīng)負責人審核簽字。為方便工 作，總經(jīng)理可授權(quán)印章管理專責人審核一般性事務(wù)用印。2、 用印前印章管理人員須認真審核，明確了解用印的內(nèi)容和目的，確 認符合用印的手續(xù)后，在用印登記簿上逐項登記，方可蓋章。 3、對需要留存的材料，蓋印后應(yīng)留存一份立卷歸檔。 4、不得在空白憑證、便箋上蓋章。 5、上報有關(guān)部門的文件資料，未經(jīng)部門經(jīng)理、總經(jīng)理審簽，不得蓋章。 6、以公司名義行文，未經(jīng)總經(jīng)理簽發(fā)，不得蓋章。 7、按照合同會簽制度的規(guī)定，所