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子情境1 太阳能热水器水位控制 较大功率的电磁式继电器与单片机的接口如图 （三） 双向晶闸管接口 把两只反并联的晶闸管制作在同一片硅片上,共用一个控制极,便构成了双向晶闸管。用单片机控制交流电,最方便的就是采用双向晶闸管。 光耦双向可控硅驱动器是单片机输出与双向可控硅之间较理想的接口器件,由两部分组成,输入部分是一砷化镓发光二极管,该二极管在5-15mA正向电流作用下发出足够强度的红外光,触发输出部分。输出部分是一硅光敏双向可控硅,在红外线的作用下可双向导通。 过零触发需要过零检测电路,有些光电耦合器内部含有过零检测电路,如MOC3061双向晶闸管触发电路。如图所示,是使用 MOC3061驱动器完成的一种双向晶闸管和单片机接口电路。  3．传感器选择 RC充放电式水位传感器测量电路，明显优于排阻分档键盘式水位传感器的地方有： （1）接线简单，排阻分档键盘式水位传感器需要四根导线传输水位信号，而RC充放电式水位传感器仅需要两根，这可节省相当多的导线资源。 （2）给水温测量电路设计带来方便，RC充放电式水位传感器的原理可以同样运用到热电阻温度测量电路中。 （3）占用较少的I/O口，仅需两个I/O口就能完成水位检测任务，极大地节约了单片机的I/O 口资源。 综上比较可见选用第二种方案较为优越。 水位测量电路的具体设计及优化。 1．直接接单片机I/O口检测 2．采取与I/O隔离并用中断监测电容电压的电路 这样需要将电容电压与单片机监测端口隔离，如下所示电路。 四、任务实施 1.LM358的应用 LM358的正向输入端接电容电压正端，反向输入端与输出端相连，构成电压跟随器。 2．LM393的作用 给比较器设置+3V的参考电压，将电容电压的指数曲线变成矩形波，波形图如图所示。将参考电压接同相输入端，比较电压接反相输入端，从而实现电容电压在上升到参考电压时比较器产生下降沿信号，作为单片机的外部中断信号。 3．充电时间的设定和电容的选择 电容充电时间的计算公式为： T即位电容电压上升时间。编程使P1.0口输出周期性的方波，给电容充放电，方波半周期（充电或放电时间）为，应使方波半周期大于电容电压上升时间，即： (2) 当定时器/计数器在方式1下做定时器用时，其定时时间计算公式为： 定时输出30ms其程序如下： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 00023H SJMP TIMER1_SVR ORG 0030H MAIN: MOV TH1,#8AH; //定时器1赋值 MOV TL1,#0D0H; MOV TMOD,#0X10; MOV IE,#88H SJMP $ TIMER1_SVR: MOV TH1,#0X8A; //重新给定时器1赋值 MOV TL1,#0XD0; CPL P1.4; //充放电变换 MOV C,P1.4 JC NEXT//充电开始时启动定时器0 SJMP DONE NEXT: MOV TL0,#00H MOV TH0,#0X00; //定时器0赋初值0 SETB TR0; //启动定时器0 DONE: RETI END 4、编程实现水位处理 由于水电阻的波动性和电容的不稳定性等原因，计数器中的数值会有一定的波动，所以需要对数据进行相应的处理显示水位。其中buf1为计数器0寄存器中的值。 五、深化与训练 为了解决太阳能热水器受天气状况的影响大这个问题需要为控制系统提供电加热装置。本系统设计了一个利用时钟芯片提供时间信号完成智能加热功能的电加热系统。 （一）DS1302串行时钟芯片 1．DS1302芯片的性能特点： 实时时钟具有能计算2100 年之前的秒分时日日期星期月年的能力还有闰年调整的能力，318 位暂存数据存储RAM，串行I/O 口方式使得管脚数量最少，宽范围工作电压2.0 ~5.5V， 工作电流2.0V 时,小于300nA，读/写时钟或RAM 数据时有两种传送方式单字节传送和多字节传送字符组方式，8 脚DIP 封装或可选的8 脚SOIC 封装根据表面装配，简单3 线接口，与TTL 兼容Vcc=5V。 2．管脚功能描述 管脚描述： X1 、X2 32.768KHz 晶振管脚；GND 地；RST 复位脚；I/O 数据输入/输出引脚；SCLK 串行时钟；Vcc1,Vcc2 电源供电管脚； （二）时钟电路的应用设计 1、 DS1302 内部寄存器 CH: 时钟停止位 寄存器2