1、精品文檔 你我共享摘要熱水器是一種可供浴室，洗手間及廚房使用的家用電器。目前市場上熱水器主要品種有電熱水器、太陽能熱水器、燃氣熱水器。就中國的具體情況而言,由于太陽能熱水器的使用受天氣原因的限制,使用范圍狹窄；燃氣熱水器由于以石油、天然氣為燃料,而燃料供應(yīng)量又難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，且不利于環(huán)境，因此電熱水器越來越受到消費者的青睞。市場上傳統(tǒng)的機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)量的提高使得消費者對電熱水器要求越來越趨向于智能化和數(shù)字化，因此智能家用電熱水器出現(xiàn)滿足了大眾的需求。它采用智能控制器為控制中心，具有抗干擾能力強 ,工作可靠穩(wěn)定,自帶flash閃存等特點，

2、完全滿足高性能的電熱水器的控制要求能。智能家用電熱水器控制器有對溫度精確控制，可靠的水位采集電路，防止干燒，時間設(shè)定等等功能。我們考慮到家電業(yè)的激烈競爭，節(jié)約生產(chǎn)成本，智能家用電熱水器控制器的設(shè)計主要采用簡單的器件：如51單片機，液晶屏顯示12864，ADC0809等配件構(gòu)成，與C語言軟件編程相結(jié)合；充分利用內(nèi)外圍功能，以提高產(chǎn)品的性價比，稍加改進，便能以較低成本應(yīng)用于實際批量生產(chǎn)中?！娟P(guān)鍵詞】智能控制器、功能、設(shè)計 目錄第一章 設(shè)計方案1.1 設(shè)計思想61.2 實現(xiàn)功能6第二章 硬件設(shè)計2.1 智能控制器的核心 72.2 矩陣式鍵盤按鍵功能 92.3 液晶屏顯示部分 10 2.4 A/D轉(zhuǎn)換

3、模塊 102.5 水溫及水位檢測電路 112.6 漏電檢測及報警電路 112.7 加熱及繼電器失控保護電路 11第三章 軟件設(shè)計3.1智能控制器子程序設(shè)計123.2主程序流程圖13總結(jié)14參考文獻14附錄15第一章 設(shè)計方案1.1 設(shè)計思想智能電熱水器控制器主體由51單片機組成。時間由單片機內(nèi)部的定時器計數(shù)器提供。由溫度傳感器ADC08098讀取外部溫度數(shù)據(jù)并傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)部。由液晶屏12864顯示溫度、時間，聯(lián)合控制開關(guān)輸出想要的數(shù)據(jù)。 輸入由接口芯片和串并轉(zhuǎn)換芯片74LS165從單片機的串口輸入。 1.主體部分由STC89C52單片機組成，單片機外接晶振。作為內(nèi)部定時器的輸入脈沖。時鐘由內(nèi)

4、部的定時器構(gòu)成。2 .AD轉(zhuǎn)換由ADC08098實現(xiàn)，這是集AD轉(zhuǎn)換和串行輸出一身的芯片,它能將采集到的溫度直接轉(zhuǎn)換成串行信號輸入到單片機。3 .輸出通道使用電子開關(guān)配合光電二極管實現(xiàn)對加熱器的控制。4.顯示部分分兩部分。一部分是由于顯示時間一部分是用于顯示溫度。時間和溫度顯示當前時間和溫度，可以通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)當前時間和設(shè)定時間的轉(zhuǎn)換。溫度也是同理。顯示器由七段數(shù)碼管組成。四個用于顯示時間，兩個用于顯示溫度。六個數(shù)碼管通過一個I/O口擴展芯片8255A與單片機連接。5. 輸入設(shè)備采用一個I/O接口芯片。使用掃描的方法實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入。輸出的并行數(shù)據(jù)通過一個并行/串行接口芯片實現(xiàn)串口的輸入。6.

5、控制開關(guān)，由外部的電子開關(guān)直接輸入。硬件上使用I/O引腳直接輸入。在編程上由程序上直接掃描I/O引腳通過引腳電平的變化轉(zhuǎn)入相應(yīng)的中斷子程序，實現(xiàn)相應(yīng)的功能。7.輸出控制，由電平控制的光電二極管實現(xiàn)。光電二極管直接接到單片機的輸出引腳。1.2 實現(xiàn)功能設(shè)計的智能電熱水器將要實現(xiàn)的功能： 1、對溫度精確控制 .采用高性能的溫敏電阻實時采集熱水器內(nèi)水溫 ,將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘柡笏蛦纹瑱C處理 ,可用高清晰度的數(shù)碼管進行實時顯示 2、可靠的水位采集電路，實時采集水位供查詢時進行顯示，當水位過低時給出提示并停止加熱，防止干燒。3、開機方式有立即開機和定時開機兩種 .24小時內(nèi)任意設(shè)定開機時間 .用省時

6、節(jié)能的方式準時加熱到特定溫度，既可免去等待燒水的時間,又避開用電高峰,節(jié)約電費. 4、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、防漏電等多項自檢功能，使用戶在使用過程中安全更有保障。 第二章 硬件設(shè)計 2.1 智能控制器的核心我們采用了單片機（STC89RC52）為智能控制器的控制核心。STC89C52RC單片機:它具有抗干擾能力強 ,工作可靠穩(wěn)定 ,自帶 flash閃存等特點 ,完全滿足高性能的電熱水器的控制要求 .同時考慮到家電業(yè)的激烈競爭，節(jié)約生產(chǎn)成本，我們用盡量簡單的器件實現(xiàn)這些功能，并充分利用內(nèi)外圍功能，以提高產(chǎn)品的性價比，稍加改進，便能以較低成本應(yīng)用于

7、實際批量生產(chǎn)中。STC89C52RC單片機功能介紹：STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復位電路，三個16 位 定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CP

8、U 停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復位為止。最高運作頻率35Mhz，6T/12T可選。 和atmel的對比 ，STC89C52RC單片機有: 8K字節(jié)程序存儲空間； 512字節(jié)數(shù)據(jù)存儲空間； 內(nèi)帶4K字節(jié)EEPROM存儲空間; 可直接使用串口下載； STC89C52RC引腳功能：p0 口：p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在

9、這種模式下， p0具有內(nèi)部上拉電阻。 在flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需要外部上拉電阻。 p1 口：p1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 ttl 邏輯電平。對p1 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。此外，p1.0和p1.2分別作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入（p1.0/t2）和時器/計數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），具體如下表所示。 在flash編程和校驗時，p1口接收低8位地址字節(jié)

10、。引腳號第二功能p1.0 t2（定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出p1.1 t2ex（定時器/計數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）p1.5 mosi（在線系統(tǒng)編程用）p1.6 miso（在線系統(tǒng)編程用）p1.7 sck（在線系統(tǒng)編程用）p2 口：p2 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 ttl 邏輯電平。對p2 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movx dptr） 時，p

11、2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，p2 口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如movx ri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗時，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。p3 口：p3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動4 個 ttl 邏輯電平。對p3 端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 p3口亦作為stc89c52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash編程和校驗時，p3口也接收一些控制信號

12、。端口引腳 第二功能p3.0 rxd(串行輸入口)p3.1 txd(串行輸出口)p3.2 into(外中斷0)p3.3 int1(外中斷1)p3.4 to(定時/計數(shù)器0)p3.5 t1(定時/計數(shù)器1)p3.6 wr(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)p3.7 rd(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，p3口還接收一些用于flash閃存編程和程序校驗的控制信號。rst復位輸入。當振蕩器工作時，rst引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。ale/prog當訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ale仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，

13、因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ale脈沖。對flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令才能將ale激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ale禁止位無效。psen程序儲存允許（psen）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當stc89c52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次psen有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次psen信

14、號。ea/vpp外部訪問允許，欲使cpu僅訪問外部程序存儲器（地址為0000h-ffffh），ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，復位時內(nèi)部會鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。flash存儲器編程時，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當然這必須是該器件是使用12v編程電壓vpp。 2.2 矩陣式鍵盤按鍵功能為了方便智能熱水器控制器功能的選擇，我們采用矩陣式鍵盤，矩陣式鍵盤的工作原理： 按鍵設(shè)置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的 兩端。行線通過上拉電阻接到+5V 電源上。無按鍵按下時，行線處 于高電平

15、的狀態(tài)， 而當有按鍵按下時， 行線電平與此行線相連的列 線電平?jīng)Q定。 2行列掃描法原理： 第一步， 使行線為編程的輸入線，列線是輸出線，拉低所有的列線， 判斷行線的變化，如果有按鍵按下，按鍵按下的對應(yīng)行線被拉低，否則 所有的行線都為高電平。 第二步， 在第一步判斷有鍵按下后， 延時 10ms 消除機械抖動，再次讀取行值，如果此行線還處于低電平狀態(tài)則進入下 一步，否則返回第一步重新判斷。第三步，開始掃描按鍵位置，采用逐 行掃描，每間隔 1ms 的時間，分別拉低第一列，第二列，第三列，第四 列，無論拉低哪一列其他三列都為高電平，讀取行值找到按鍵的位置， 分別把行值和列值儲存在寄存器里。第四步，從寄

16、存器中找到行值和列 值并把其合并，得到按鍵值，對此按鍵值進行編碼，按照從第一行第一 個一直到第四行第四個逐行進行編碼，編碼值從“0000” 至“1111” ， 再進行譯碼，最后顯示按鍵號碼。 2.3 液晶屏顯示12864液晶一、概述 帶中文字庫的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國標一級、二級簡體中文字庫的點陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為12864, 內(nèi)置8192個16*16點漢字，和128個16*8點ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機交互圖形界面。可以顯示84行1616點陣的漢字. 也可完成圖形顯示.

17、低電壓低功耗是其又一顯著特點。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡潔得多，且該模塊的價格也略低于相同點陣的圖形液晶模塊。 基本特性: l 低電源電壓（VDD:+3.0-+5.5V） l 顯示分辨率:12864點 l 內(nèi)置漢字字庫，提供8192個1616點陣漢字(簡繁體可選) l 內(nèi)置 128個168點陣字符 l 2MHZ時鐘頻率 l 顯示方式：STN、半透、正顯 l 驅(qū)動方式：1/32DUTY，1/5BIAS l 視角方向：6點 l 背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/51/10 l 通訊方式：串行、并口可選 l 內(nèi)置

18、DC-DC轉(zhuǎn)換電路，無需外加負壓 l 無需片選信號，簡化軟件設(shè)計 l 工作溫度: 0 - +55 ,存儲溫度: -20 - +60 模塊接口說明 *注釋1：如在實際應(yīng)用中僅使用串口通訊模式，可將PSB接固定低電平，也可以將模塊上的J8和“GND”用焊錫短接。*注釋2：模塊內(nèi)部接有上電復位電路，因此在不需要經(jīng)常復位的場合可將該端懸空。*注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫短接。2.2并行接口管腳號管腳名稱電平管腳功能描述1VSS0V電源地2VCC3.0+5V電源正3V0-對比度（亮度）調(diào)整4RS(CS）H/LRS=“H”,表示DB7DB0為顯示數(shù)據(jù)RS=“L”,表示D

19、B7DB0為顯示指令數(shù)據(jù)5R/W(SID)H/LR/W=“H”,E=“H”,數(shù)據(jù)被讀到DB7DB0R/W=“L”,E=“HL”, DB7DB0的數(shù)據(jù)被寫到IR或DR6E(SCLK)H/L使能信號7DB0H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線8DB1H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線9DB2H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線10DB3H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線11DB4H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線12DB5H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線13DB6H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線14DB7H/L三態(tài)數(shù)據(jù)線15PSBH/LH：8位或4位并口方式，L：串口方式（見注釋1）16NC-空腳17/RESETH/L復位端，低電平有效（見注釋2）18VOUT-LCD驅(qū)動電壓輸出端19AVDD背光源正端（+5V）（見注釋

20、3）20KVSS背光源負端（見注釋3）*注釋1：如在實際應(yīng)用中僅使用并口通訊模式，可將PSB接固定高電平，也可以將模塊上的J8和“VCC”用焊錫短接。*注釋2：模塊內(nèi)部接有上電復位電路，因此在不需要經(jīng)常復位的場合可將該端懸空。 *注釋3：如背光和模塊共用一個電源，可以將模塊上的JA、JK用焊錫短接。 2.4 A/D轉(zhuǎn)換模塊A/D轉(zhuǎn)換器。 ADC0809是 8位逐次逼近型 A/D轉(zhuǎn)換器。帶 8個模擬量輸入通道，芯片內(nèi)帶通道地址譯碼鎖存器，輸出帶三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器，啟動信號為脈沖啟動方式。 C、B、A輸入的通道地址在 ALE有效時被鎖存。啟動信號 START啟動后開始轉(zhuǎn)換，EOC信號在START的下降

21、沿10S后才變無效的低電平，這要求查詢程序待EOC無效后再開始查詢，轉(zhuǎn)換結(jié)束后由OE產(chǎn)生信號輸出數(shù)據(jù)。ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由兩大部分組成。一部分為輸入通道，包括 8位模擬開關(guān)，三條地址線的鎖存器和譯碼器，可以實現(xiàn) 8路模擬輸入通道的選擇。另一部分為一個 8位逐次逼近型 ADC0809的引腳排列：IN0IN7為 8個模擬通道輸入端。 START為啟動轉(zhuǎn)換信號。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。 OE為輸出允許信號。 CLOCK為外部時鐘脈沖輸入端，ADC0809的工作頻率范圍 10KHz1280KHz，當頻率為 500KHz時，轉(zhuǎn)換速度為128S。ALE為地址鎖存允許信號。 A、B、C為通道地址線，C

22、BA的 8種組合狀態(tài) 000111對應(yīng)了 8個通道選擇。 VREF（+）、VREF（-）為參考電壓輸入端。 Vcc為+5V電源。GND為接地。ADC0809進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，而單片機 AT89C51則完成將 8通道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理并循環(huán)進行顯示。 ADC0809的啟動信號 START由單片機片選線 P2.7與寫信號 WR的或非產(chǎn)生，當一條向 ADC0809寫操作指令運行后， ADC0809的 START腳產(chǎn)生啟動脈沖，開始啟動 ADC0809進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換。 ALE與START相連，即按打入的通道地址接通模擬量輸入通道，并啟動轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完成后 EOC輸出高電平。我們可以利用 EOC信號通知單片機（查

23、詢法或中斷法）讀入已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。也可以在啟動 ADC0809轉(zhuǎn)換后經(jīng)適當?shù)难訒r，再讀入已轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)。允許信號 OE由讀信號 RD與片選線 P2.7或非產(chǎn)生，當一條 ADC0809的讀操作指令運行后， ADC0809的 OE腳產(chǎn)生輸出允許脈沖，使數(shù)據(jù)輸出。 AT89C51的 ALE腳輸出頻率為晶振頻率的 1/6（1MHz），AT89C51的 ALE腳與 ADC0809的 CLK腳相連，提供 ADC0809的工作時鐘。按圖 1接法，ADC0809的片選地址為7FFFH。輸出的數(shù)據(jù)為： Dout=Vin*255/5=Vin*51 ，其中 Vin為輸入的模擬電壓， Dout為輸出數(shù)據(jù)。 2.5水溫及水

24、位檢測電路熱敏電阻將溫度信息轉(zhuǎn)換為電壓信息，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換模塊中 PTB0輸入 CPU,查表后得到實時水溫。水位檢測為三個并聯(lián)的不同阻值的電阻，電路的電極電流較小(幾個微安 )，電腐蝕小，適用水電阻變化范圍大 (幾 K一 100K歐)。某電阻所在水位未到達，電阻截止；水位到達，電阻導通，組成并聯(lián)電路。將不同阻值所分得的電壓經(jīng) PTB1轉(zhuǎn)換后，可判斷出水位信息（高、中、低、干燒）。 2.6 漏電檢測及報警電路熱水器工作環(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。檢測電路，在正常情況下，流過磁環(huán)的電流大小相等，方向相反，磁環(huán)檢測線圈無感應(yīng)電流信號，漏電檢測集成電路輸出低電平。當出現(xiàn)漏電

25、電流時，由了流過磁環(huán)的電流不平衡，于是磁環(huán)檢測線圈感應(yīng)出漏電信號，經(jīng)集成電路 M54123L放大輸出高電平，經(jīng)三極管倒相后輸出至 CPU。 CPU接收到漏電信號，則停止加熱保溫及鍵盤操作，結(jié)束工程程序并發(fā)出報警信號，電源指示燈閃爍警示，蜂鳴器連續(xù)嗚響。正常情況下， CPU每隔 10ms就發(fā)出一個漏電保護可靠性自檢脈沖，代替普通漏電開關(guān)的試驗按鈕，控制晶體管導通，于是磁環(huán)流過一個大于 10mA的電流，該電流作為模擬漏電信號被磁環(huán)檢測，經(jīng) M54123L放大及三極管倒相后，輸出至 CPU。CPU自動判斷是否為自檢信號以及自檢是否合格，有信號則自檢合格，繼續(xù)執(zhí)行程序；無信號則自檢不合格，自動停止加熱

26、保溫及鍵盤操作，結(jié)束工作程序并發(fā)出報警信號，電源指示燈閃爍警示，蜂鳴器連續(xù)嗚響，從而確保電熱水器的安全使用。在漏電保護及自檢不合格情況下，只有關(guān)閉電源及排除故障后，重新接通電源才能工作。 2.7加熱及繼電器失控保護電路在電熱水器正常工作狀態(tài)下，二繼電器動作觸點對加熱管的電源能執(zhí)行雙極斷開，可有效地保證當停止加熱時，加熱系統(tǒng)可完全與外電隔離，兩只單極繼電器同時出現(xiàn)故障的幾率是極低的，但在熱水器正常壽命期間，單只繼電器出現(xiàn)此故障卻是極有可能的，而且，此時如不及時處理解決，另一繼電器很有可能不久后也跟著產(chǎn)生此類故障而導致真正的危險。因此解決問題的關(guān)鍵是必須在有一繼電器出現(xiàn)此故障后，系統(tǒng)可以及時檢測到

27、，并依靠另一暫時尚可以正常工作的繼電器執(zhí)行系統(tǒng)的安全保護措施采用如圖所示的電路，可以有效地檢測到兩個繼電器中任一個或同時兩個觸點出現(xiàn)粘死、不斷開故障時的情況。 第三章 軟件設(shè)計3.1智能控制器子程序設(shè)計智能電熱水器控制器的系統(tǒng)軟件由主程序，中斷服務(wù)程序及若干功能模塊子程序組成。其中主控制器子程序包括:A/D轉(zhuǎn)換子程序（水位、水溫），鍵盤處理及顯示子程序，加熱控制子程序（使用輸出比較功能），漏電、干燒保護子程序， TBM模塊日歷鐘子程序，數(shù)據(jù)保存子程序，延時子程序等組成。中斷主要有定時中斷，鍵盤輸入中斷， TIM輸入捕捉中斷， TBM模塊中斷等。按鍵選擇子程序主要有按鍵處理子程序， LCD顯示子

28、程序， TBM模塊日歷鐘子程序。終端有定時中斷，按鍵中斷， TBM模塊中斷等。 1主程序。主程序要先初始化系統(tǒng)的工作參數(shù)，主要是 CPU 的定時器， COP模塊、 A/D轉(zhuǎn)換、端口、鍵中斷等的工作模式參數(shù)設(shè)定。之后系統(tǒng)主程序循環(huán)調(diào)用各個功能模塊子程序。對相關(guān)事件的處理依靠標志位和判斷標志位實現(xiàn)。 3、加熱控制子程序。判斷標志位有否預約、加熱標志。之后依流程進行處理。為防止加熱絲頻繁啟動，加熱控制采用回差控制，停止加熱后只有實時水溫低于目標溫度一定溫度后，才會再次啟動加熱絲工作。為滿足不同功率要求，加熱方式有快速加熱和普通兩種，在一般情況下及預約狀態(tài)下均采用普通方式，以控制用電功率。 4、按鍵按

29、下，設(shè)置標志位，并通過動態(tài)掃描方式讀取鍵號，之后按標志位及鍵號利用輸出比較進行編碼發(fā)送。接收：利用輸入捕捉功能獲得建好，接受成功后設(shè)標志位并讀取鍵號供主程序進行處理。2鍵盤處理及顯示子程序。此程序主要是判斷 I/O口的高低電平進行的。有按鍵按下進入鍵中斷置標志位，等松開后再進行相應(yīng)的處理。在進行設(shè)置及查詢操作時會閃爍顯示設(shè)置及查詢結(jié)果，否則顯示實時水溫。5、延時子程序。所有工作多處用到定時及延時子程序鍵盤判斷消抖延時，閃爍顯示時的顯示及消隱延時，輸入捕捉，日歷鐘等。 6、安全保護子程序。在正常情況下，漏電檢測電路輸出高電平。一旦出現(xiàn)漏電現(xiàn)象，漏電檢測電路輸出的電平，引起中斷。并以最快速度使漏電

30、保護電路切斷整個電源電路，保證使用者安全。當溫度過高或水位過低時，自動關(guān)加熱并開啟蜂鳴器向主人報警有異常情況發(fā)生。3.2主程序流程圖該控制器的功能實現(xiàn)是通過鍵盤掃描和溫度傳感器以及水位傳感器（探針式）循環(huán)掃描，把信息傳遞給單片機。通過單片機中已編的程序來控制外部加熱裝置和進、出水裝置的。該控制器的所有功能只需要在鍵盤上操作就可以完成。首先單片機一直在循環(huán)檢測溫度和水位以及在循環(huán)掃描鍵盤。循環(huán)檢測溫度和水位就是要適時地把當前的水溫和水位反映出來。鍵盤掃描主要是便于適時的接受用戶的操作信息，從而就可以達到我們控制和設(shè)置水溫水位的目的。該控制電路的程序流程圖如圖17所示：圖17 程序流程圖（設(shè)計的程

31、序見附錄）總結(jié)經(jīng)過幾天的辛苦，終于完成了我的智能家用電熱水器控制器的設(shè)計，雖然沒有完全達到設(shè)計要求，但從心底里說，還是高興的，畢竟這次設(shè)計把實物都做了出來，高興之余不得不深思呀！在本次設(shè)計的過程中，我發(fā)現(xiàn)很多的問題，雖然以前還做過這樣的設(shè)計但這次設(shè)計真的讓我長進了很多，單片機課程設(shè)計重點就在于軟件算法的設(shè)計，需要有很巧妙的程序算法，雖然以前寫過幾次程序，但我覺的寫好一個程序并不是一件簡單的事，只有我們?nèi)ピ囍隽?，才能真正的掌握，只學習理論有些東西是很難理解的，更談不上掌握。在這次設(shè)計的工程中, 我們圍要題目的關(guān)鍵字著手，開始搜集資料。通過各種渠道開始準備工作，比如：從網(wǎng)絡(luò)、圖書館搜集相關(guān)學術(shù)論

32、文、核心期刊、書籍等。通過一個多月的深入學習和研究，搜集了一大堆與畢業(yè)設(shè)計相關(guān)的資料，在老師的指導下，摒棄了一些無關(guān)緊要的內(nèi)容，保留了有參考價值的資料作為備用。在中國知網(wǎng)上，我們搜索了一些學術(shù)論文和期刊文章；在常見的搜索引擎中，我了解到一些相關(guān)的知識，同時，特意瀏覽了大量的外文網(wǎng)站，并將這些內(nèi)容列成提綱，便于以后查詢，以減少后期工作量。從這次的課程設(shè)計中，我真真正正的意識到，在以后的學習中，要理論聯(lián)系實際，把我們所學的理論知識用到實際當中，學習單機片機更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計中的最大收獲。【參考文獻】1胡乾斌, 李光斌. 單片微型計算機原理和應(yīng)用

33、 M . 武漢：華中科技大學出版社,2001.2何立民. 單片機應(yīng)用技術(shù)選編M . 北京：北京航空航天大學出版社.20033李光飛，李良兒，樓然苗. 單片機C程序設(shè)計實例指導M . 北京：北京航空航天大學出版社.20034郁有文, 常健, 程繼紅. 傳感器原理及工程應(yīng)用M . 西安：西安電子科技大學出版.2003.附錄 智能電熱水器控制器電路圖智能電熱水器控制器程序：#include /*包含庫函數(shù) */*七段數(shù)碼，高電平有效,順序為.gfedcba*/unsigned char led=0,0,0,0;/*將六個LED定義成一個數(shù)組，用來顯示時、分和秒 */unsigned int coun

34、ter;/*counter作為定時器中斷次數(shù)的計數(shù)器*/unsigned char n,w=0,flag=0,flag1=0,flag2=0,start=0; /*n為閃爍次數(shù)計數(shù)器，w為顯示位計數(shù)器，flag為設(shè)置按鍵計數(shù)器，flag1和flag2均為延時消抖計數(shù)器，start為啟動狀態(tài)寄存器*/unsigned char K1_on=1,K2_on=1; /*K1_on和K2_on分別為開關(guān)1和開關(guān)2的開啟和關(guān)斷狀態(tài)寄存器*/unsigned char h_data=0,m_data=0,s_data=0;/*時鐘的時、分、秒計數(shù)器*/unsigned char hdata1_on=0,m

35、data1_on=3,hdata2_on=0,mdata2_on=7; /*開關(guān)1和開關(guān)2的開啟時間寄存器*/unsigned char hdata1_off=0,mdata1_off=5,hdata2_off=0,mdata2_off=9;/*開關(guān)1和開關(guān)2的關(guān)斷時間寄存器*/void display(void); /*申明顯示子程序*/ void delay(unsigned int j) /*定義可變延時子程序*/unsigned int i;for(i=0;i23)H1=H1%10;return H1;/*定義時的十位加1函數(shù)*/unsigned char H0_set(unsigne

36、d char H0) if(H0%10=3&H0/10=2) H0=H0/10*10;else H0=H0%10+1+H0/10*10;return H0; /*定義時的個位加1函數(shù)*/unsigned char M1_set(unsigned char M1) M1=(M1/10+1)*10+M1%10;if(M1=60)M1=M1%10;return M1;/*定義分的十位加1函數(shù)*/unsigned char M0_set(unsigned char M0) if(M0%10=9) M0=M0/10*10;else M0=M0%10+1+M0/10*10;return M0; /*定義分

37、的個位加1函數(shù)*/void display(void) /*定義顯示子程序*/char code num=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xff;/*定義09的LED顯示段碼數(shù)組,0x00為不顯示（消隱）*/char code tv=0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb; /*定義位碼數(shù)組,用于控制顯示碼送到哪個LED*/unsigned char k,i;switch(flag) /*根據(jù)設(shè)置所處的模式顯示時鐘*/ case 0:load_LED(h_data, m_data);break; /*顯示

38、時鐘*/case 1:load_LED(h_data, m_data);break; /*顯示修改時鐘設(shè)置*/case 2:load_LED(hdata1_on, mdata1_on);break;/*顯示設(shè)置開關(guān)1開啟時間設(shè)置*/case 3:load_LED(hdata1_off, mdata1_off);break; /*顯示設(shè)置開關(guān)1關(guān)斷時間設(shè)置*/case 4:load_LED(hdata2_on, mdata2_on);break; /*顯示設(shè)置開關(guān)2開啟時間設(shè)置*/case 5:load_LED(hdata2_off, mdata2_off);break; /*顯示設(shè)置開關(guān)2關(guān)斷

39、時間設(shè)置*/case 6:load_LED(hdata1_on, mdata1_on);break; /*顯示設(shè)置開關(guān)1設(shè)置好的開啟時間*/case 7:load_LED(hdata1_off, mdata1_off);break;/*顯示設(shè)置開關(guān)1設(shè)置好的關(guān)斷時間*/case 8:load_LED(hdata2_on, mdata2_on);break;/*顯示設(shè)置開關(guān)2設(shè)置好的開啟時間*/case 9:load_LED(hdata2_off, mdata2_off);break;/*顯示設(shè)置開關(guān)2設(shè)置好的關(guān)斷時間*/default:P1=0xFF;load_LED(h_data, m_da

40、ta);break;/*其它情況下，顯示時鐘*/ n+; /*n用來對顯示的次數(shù)進行計數(shù)，以便控制對需要設(shè)置的位進行閃爍*/for(k=0;k180)/*每送顯示180次則進行一次閃爍*/n=0; if(k=w)/*如果送顯示的位是正準備調(diào)整的位，則需要閃爍顯示,以下兩句是控制閃爍顯示*/if(n50)flag1=0;flag+; /*用flag對調(diào)整鍵按下次數(shù)計數(shù)，目的是通過一個按鍵實現(xiàn)多種功能 */ if(flag=10)flag=0; switch(flag)/*調(diào)整模式選擇，原理是通過調(diào)整鍵按下的次數(shù)來選擇*/ case 0:P1=0xFF;TR0=1;break; /*上電復位時不調(diào)

41、整，直接顯示時鐘，按10次調(diào)整鍵，退出設(shè)置模式，回到時鐘顯示模式 */ case 1:P1=0xFF;P1_0=0;TR0=0;break; /*按1次調(diào)整鍵，修改時鐘（校準） */case 2:P1=0xFF;P1_1=0;P1_3=0;P1_5=0;TR0=1;break; /*按2次調(diào)整鍵，設(shè)置開關(guān)1開啟時間 */case 3:P1=0xFF;P1_1=0;P1_3=0;P1_6=0;TR0=1;break; /*按3次調(diào)整鍵，設(shè)置開關(guān)1關(guān)斷時間 */case 4:P1=0xFF;P1_1=0;P1_4=0;P1_5=0;TR0=1;break; /*按4次調(diào)整鍵，設(shè)置開關(guān)2開啟時間 *

42、/case 5:P1=0xFF;P1_1=0;P1_4=0;P1_6=0;TR0=1;break; /*按5次調(diào)整鍵，設(shè)置開關(guān)2關(guān)斷時間 */case 6:P1=0xFF;P1_2=0;P1_3=0;P1_5=0;TR0=1;break; /*按6次調(diào)整鍵，顯示開關(guān)1開啟時間 */case 7:P1=0xFF;P1_2=0;P1_3=0;P1_6=0;TR0=1;break; /*按7次調(diào)整鍵，顯示開關(guān)1關(guān)斷時間 */case 8:P1=0xFF;P1_2=0;P1_4=0;P1_5=0;TR0=1;break; /*按8次調(diào)整鍵，顯示開關(guān)2開啟時間 */case 9:P1=0xFF;P1_2

43、=0;P1_4=0;P1_6=0;TR0=1;break; /*按9次調(diào)整鍵，顯示開關(guān)2關(guān)斷時間 */default:P1=0xFF;TR0=1;break; /*/ if(P3_1=0) /*移位控制鍵,在4個LED上來回移動，選擇需要設(shè)置的LED位*/delay(100); /*消抖*/while(P3_1=0) display();if(flag)/*當flag不等于0時，說明處于調(diào)整狀態(tài),此時通過移位鍵選擇調(diào)整哪一個LED*/w=w+1; /*移位鍵控制w加1，用于修改位碼，w代表4個LED數(shù)碼管的某一位*/if(w=4) w=0; /*/if(P3_2=0) /*加1操作*/ delay(100); /*消抖*/while(P3_2=0)display();if(flag)/*當處于調(diào)整模式時，對所選擇的LED進行加1*/sw