太阳能热水器监控仪设计
为计数器工作模式)，通过测量输出脉冲频率的大小来换算成水温高低信号。 2.4.1数字温度传感器DS18B20主要特性
一线式数字温度传感器DS18B20是DS1820的更新换代产品(由美国DA IIAS公司生产)。它具有体积小，分辨率高，转换快等优点。由于每片DS18B20含有唯一的硅串行数， 所以在一条总线上可以挂接多达248≈ 218×1014只DS18B20，再加上DS18B20独特的单线总线结构，决定了DS18B20特别适合于大型的多路温度实时测控系统的温度检测。温度实时测控集装箱的设计，在实现测控系统的温度检测方面就较好地利用了DS18B20 的独到特点，使系统得到了极大的简化。
DS18B20的特性如下：
(1)独特的单线接口方式。DS18B20 在I/O处理器连接时，仅需要一个I/O 口即可实现微处理器同DS18B20的双向通讯。
(2)DS18B20支持组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的单线上，实现多点测温。
(3)DS18B20 的测温范围为：- 55℃～+125℃，在-10℃～+ 85℃时，其精度为+0.15℃。
(4)DS18B20的测温结果的数字量位数从9～12位，可编程进行选择。 (5)DS18B20内含寄生电源，器件既可以由单线总线供电，也可用外部的电源(310V～515V )供电。
数字化温度传感器DS1820测温范围为-55～+125 ℃，增量值为0.5 ℃(9位温度读数)，它主要由4个数据部件部分组成：64位ROM；温度传感器；非易失性的温度报警触发器TH和TL；高速便笺存储器64位ROM用于存储序列号，其首字节固定为28H，表示产品类型码，后6个字节是每个器件的编码，最后1个字节是CRC校验码。温度告警触发器TH和TL 存储用户通过软件写入的报警上下限值，高速便笺存储器由9个字节组成，其中有2个字节RAM单元用来存放温度值前1个字节为温度值的补码低8位，后1个字节为符号位和温度值的补码高3位。
DS18B20在使用时，一般都采用单片机来实现数据采集。只需将DS18B20 信号线与单片机1位I/O线相连，且单片机的1位I/O线可挂接多个DS18B20就可实现单点或多点温度检测。DS18B20传感器精度高、互换性好；它直接将温度数据进行编码，可以只使用一根电缆传输温度数据，通信方便，传输距离远且抗干
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扰性好，与用传统温度传感器组成的多点测温系统相比可节省大量电缆，而且系统得以简化，系统扩充维护十分方便。DS18B20 可以广泛用于工厂工业过程、大型粮仓、酿酒厂，食品加工厂的温度检测以及宾馆、仪器仪表室等处的温度检测和控制。
2.4.2温度检测电路设计
具体电路如图2-7所示：
图2-7 温度检测电路
工作原理：
DS18B20的数据口与单片机相连，单片机P13口通过读口线数据，经处理后送LCD12864显示。
2.5水位检测及键盘电路设计
水位检测电路与键盘均是由按键开关组成，由于所用按键数量不多，只用单片机自身口线足够，因此采用独立式键盘设计，这样也使查询过程简单。 2.5.1水位检测电路设计
蓄水箱水位及温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节，只有准确地检测出水位和温度，才能通过软件计算提前开始辅助加热的预加热时间。
要实现辅助加热提前时间的精确计算，最好是采用连续液位传感器，但考虑系统成本，本设计仍采用分段式液位传感器，采用分段显示感器(通过软件来提高精度)，在水位显示。
在此设计中有四个水位段，分别是低水位、中水位、高水位和超高水位。在
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实用中，是利用水的导电性原理使电路通路从而判断水位。在本设计中通过四个单刀单掷开关K1-K4来表示这四种水位，通过扫描四个开关的开启闭合状态从而判断出水位状态。 2.5.2总体电路设计
将水位测量电路及按键电路组成独立式键盘形式，这样的设计有利于检测开关闭合情况及实现实时控制。电路图如图3-8所示。 2.6显示电路设计
液晶显示模块与单片机的借口电路如图2-8所示。
在本设计中，使PSB管脚接地，以选择串行工作方式，进而只通过三根线将12864与单片机相连进行数据通信。其中脚CS为片选段，次脚低电平有效；脚SID为串行数据线，单片机中数据通过此线发送到12864中以用于显示；脚SCLK为串行的时钟脉冲信号输入。
串行通信方式所占用的单片机口线少，因此不用做LCD扩展。
一般液晶显示模块与单片机的接口分为直接访问方式和间接控制方式，间接控制方式还分为一位串行、4位并行以及8位并行。本文采用的AT89S52和液晶12864LCD模块的接口电路如图所示。由于12864采用串口通信，其特点是占用单片机口线少，电路简单、直观、操作方便。在此电路中，采用软件模拟液晶的时序，达到正确显示的目的。
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图2-8 12864LCD显示电路
2.7光电隔离与辅助加热电路设计
在阳光充足时，热水器能够正常加热工作，但是在阴雨天，由于阳光不足，水温有时会达不到所需的设定温度。因此本设计给出了一套从系统，即辅助加热系统，在光线不足的时候，可以启动次从系统对水箱中的水进行加热，以实现热水的连续供应。
辅助加热系统电路图如图2-9所示： 器件选择：
光耦合器选用型号6N137。该型号是一款用于单通道的高速光耦合器，其内部有一个850 nm波长AlGaAs LED和一个集成检测器组成，其检测器由一个光敏二极管、高增益线性运放及一个肖特基钳位的集电极开路的三极管组成。
1.集电极开路的三极管组成。
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表2-9 指令表（RE=0：基本指令）
指 令 码
指令
RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
功 能
清除
将DDRAM填满\，并且设定DDRAM的地
显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
址计数器(AC)到\
地址
0
归位
0
0
0
0
0
0
0
1
设定DDRAM的地址计数器(AC)到\，并X 且将游标移到开头原点位置；这个指令不
改变DDRAM 的内容
显示状态开/关
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
D=1： 整体显示 ON C=1： 游标ON B=1：游标位置反白允许
游标或
设定游标的移动与显示的移位控制位；这
显示移位控制
0
0
0
0
0
1 S/C R/L X
X
个指令不改变DDRAM 的内容
读取忙
读取忙标志(BF)可以确认内部动作是否完
标志和地址
0
1
BF AC6 AC5 AC4 AC3 AC2 AC1 AC0
成，同时可以读出地址计数器(AC)的值
DL=1(必须设为1)
功能设
0
定
0
0
0
1
DL
X
RE
RE=0；基本指令集动作
0
X
X
RE=1；扩充指令集动作
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