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子情境4：综合项目 子情境4 综合实训 江西工业工程职业技术学院 一、任务描述 二、任务分析 三、相关知识 四、任务实施 五、深化与训练 任务1 太阳能热水器控制器的设计与实践 一、任务描述 本任务要求设计一个太阳能热水器智能控制系统。要能够实现太阳能热水器的完整功能。本任务以89C51单片机为核心配合传感器、显示器件、电磁阀、电加热器、报警器等外围器件，采集热水器储水箱中的水位、水温信号，通过控制电动机的运转、电加热器加热来控制储水器的水位、温度，并完成水位、水温显示，时间显示，水溢报警等功能。另外配有键盘，可以实现手动上水、手动电加热、设置水位、设置温度等功能。 二、任务分析 太阳能热水器整体结构大致可以分为以下四大部分： 1．水位、水温测量电路。这部分用于采集水位水温信号给单片机，是太阳能热水器控制器最关键的部位。 2．时间、水位、温度显示和键盘电路。这部分用于系统和人的信息交互，有对太阳能热水器状态的直观显示，也有用于人对系统控制的键盘电路。 3．时钟电路。给系统提供时间显示和参考时间。 4．驱动电路。包括电加热、上水电磁阀、报警电路，是整个系统的执行部分。 系统的整体结构图如图所示： （一）可编程I/O口芯片8255介绍 1．内部结构 8255A是Intel公司的微处理器配套的通用可编程并行I/O接口芯片,采用40脚双列直插式封装。 （1）I/O端口A、B、C  （2）A组和B组控制电路  （3）双向三态数据缓冲器  （4）读写和控制逻辑 三、相关知识 图　8255A引脚图 2．工作方式和控制字 （1）工作方式控制字 8255A有三种可由软件选择的基本工作方式：方式0—基本输入/输出方式；方式1—选通输入/输出方式；方式2—双向传送方式。 （2）8255A的工作方式 1）方式0——基本输入/输出方式。适合于无条件数据传送。 2）方式1——选通输入/输出方式。方式1中A口和B口分别用于数据的输入/输出，而C口则作为数据传送的联络信号。 3）方式2——双向传送方式。 （二）8255A在太阳能热水器控制电路中的作用 （一）水位、水温测量电路 这部分用于采集水位水温信号给单片机，是太阳能热水器控制器最关键的部位。以P1.0口作为水位和水温电路的公共充0放电口，以INT0作为水位测量电路的中断检测口，以INT1作为水温测量电路的中断检测口。 （二）时间、水位、温度显示和键盘电路 这部分用于系统和人的信息交互，有对太阳能热水器状态的直观显示，也有用于人对系统控制的键盘电路。 （三）时钟电路 给系统提供时间显示和参考时间。 四、任务实施 图 水位和水温测量电路实际电路图 图 单片机与DS1302的连接图 （四）驱动电路。 1、上水控制电路 由单片机P1.1口的输出来控制上水电磁阀。 2、 电加热控制电路 3、报警控制电路 有P1.2口控制报警电路，当水位超标时P1.口输出高电平报警，不报警时将P1.2口置低电平。 4、水位显示电路 水位显示电路由P2.0-P2.4口来控制，其中P2.4口输出高低电平控制水位的显示与否，P2.0-P2.3口输出高低电平控制二极管的亮灭来显示水位。 图 主要驱动电路电路图 （五）电源电路 本设计由+5V和+12V两个不同的电压供电，并且+5V是主电源。变压器分别采用220/8和220/15的变压器，稳压电路分别采用集成稳压器件7805和7812进行稳压。图11为系统+5V直流电源的整体图，+12V电源与它基本相同。 主程序流程图： 五、深化与训练 程序（详见电子课件） 子情境4 综合实训 江西工业工程职业技术学院 * *