微电脑热水器控制板.doc

※※※※※※※※※ ※※ 2009级学生 ※单片机课程设计 ※ ※※※※※※※※※ ※ ※ 单片机课程设计报告书 课题名称 微电脑（单片机）热水控制器设计 姓 名 学 号 院 系 专 业 指导教师 冯佳 0912203-17 通信与电子工程学院 电子信息工程 赵政春 讲师 2012年 6月18日 1 微电脑（单片机）热水控制器设计 冯佳 （湖南城市学院通信与电子工程学院电子信息工程专业,益阳,413002） 1设计目的 (1) 能熟练使用PROTEUS和KEILC软件,掌握电路的设计与仿真及运用C语言汇编语言编程的方法。 (2) 掌握单片机内部结构的功能与应用，明确所设计电路的应用方向。 (3) 掌握撰写课程设计报告的方法。 (4) 锻炼自己的动手能力。 2设计的主要内容和要求 实现任务与要求中的预置功能，在KeilC的编译环境下编译连接，并利用Proteus软件实现仿真，得出仿真结果以及分析结果，再经过系统的文字组织，完成设计报告书。 3 整体设计方案 3.1设计方案论证 （1该系统主要使用AT89C51单片机、温度传感器DS18B20、及LED显示模块来完成对热水器的控制。 （2）温度传感器DS18B20是单总线温度传感器。内部包含了温度传感器，12位的A/D转换器，单总线通信接口和电源电路等。 （3）使用74HC 245（三同相三态缓冲器）来驱动LED模块显示实时数据。 3.2微电脑控制热水器系统的原理框图如图3.1所示。 图3.1 微电脑热水器原理框图 2 3.3 微电脑控制热水器系统流程图如图3.2所示。 图3.2 微电脑热水器流程图 4 硬件电路的设计 3 4.1微电脑热水器的原理图如图4.1 所示。 图4.1 微电脑热水器原理图 4.2 主控电路器件 单片机（图4.2）：本次设计使用单片机芯片AT89C51 AT89C51的工作特性： · ·具有1个全双工的可编程串行通信接口； ·具有1个数据指针DPTR； ·具有可编程3级程序锁定位； ·AT89C51的工作电源为5（1±0.2）V且典型值为5V； ·AT89C51最高工作频率为24MHZ； ·AT89C51的编程频率为3~24MHZ，编程启动电流和启动电压分别为1mA、 5或12V。 4 图4.2 AT89C51引脚图 4.3 按钮输入电路 根据系统控制要求，设置两个按键（个位按键、十位按键），分别显示LED显示器上的个位和十位，从而控制预设水温。按钮输入电路如图4.3。 图4.3 按键输入电路 4.4 显示电路和驱动电路 本次设计要求使用4位的七段LED数码显示，LED显示器内部由7段发光二极管组成，因此亦称之为七段LED显示器，由于主要用于显示各种数字符号，故又称之为LED数码管。每个显示器还有一个圆点型发光二极管，用于显示小数， 但其编程相对复杂，可显示字符比较少。显示电路如图4.4所示。 5 图 4.4 显示电路 采用74HC245（三同相三态缓冲器）来驱动LED灯的显示，74HC245是方向可控的八路缓冲器，主要用于实现数据总线的双向异步通信。为了保护脆弱的主控芯片，通常在主控芯片的并行接口与外部受控设备的并行接口间添加缓冲器。当主控芯片与受控设备之间需要实现双向异步通信时，自然就得选用双向的八路缓冲器了，74HC245就是面向这种需求的。常见于同并口液晶屏、并口打印机、并口传感器或通讯模块等设备的接口上。74HC245如图4.5所示。 图4.5 74HC245三同相三态缓冲器 4.6 数字温度传感器DS18B20 4.6.1 DS18B20简单介绍 DS18B20是DALLAS公司的一种新型的单线数字温度传感器，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。温度测量范围为-55～+125 摄氏度，可编程为9位～12位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量的方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3 根或2 根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的 6 引线和逻辑电路。同时硬件上DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是VCC接外部电源，另一种是用寄生电源供电，使用起来比较灵活。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以连接很多这样的数字温度计，十分方便。如图4.6所示。 图4.6 DS18B20 4.6.2 DS18B20性能特 (1) 用单总线