基于单片机的电热水器毕业设计(5)

2019-01-27 11:20

湖南人文科技学院毕业设计 3.2复位电路和复位状态

MCS-52单片机的复位是靠外部电路实现的。MCS-52单片机工作后,只要在它的RST引线上加载10ms以上的高电平,单片机就能够有效地复位。

1)复位电路

MCS-52单片机通常采用上电自动复位和按键复位两种方式。最简单的复位电路 如图3.2所示。上电瞬间,RC电路充电,RST引线端出现正脉冲,只要RST端保持10ms以上的高电平,就能使单片机有效地复位。

图 3.2 简单的复位电路

2)复位状态

复位电路的作用是使单片机执行复位操作。复位操作主要是把PC初始化为0000H,使单片机从程序存储器的0000H单元开始执行程序。程序存储器的0003H单元即MCS-51单片机的外部中断0的中断处理程序的入口地址。留出的0000H~0002H 3个单元地址,仅能够放置一条转移指令,因此,MCS-52单片机的主程序的第一条指令通常情况下是一条转移指令。除PC之外,复位还对其他一些特殊功能的寄存器有影响,它们的复位状态如表3.1所示。

由表3.1可知,除SP=07H,P0~P3 4个锁存器均为FFH外,其他所有的寄存器均为0。此外,单片机的复位不影响片内RAM的状态(包括通用寄存器Rn)。

P0、P1、P2、P3共有4个8位并行I/O口,它们引线为:P0.0~P0.7、P1.0~P1.7、 P2.0~P2.7、P3.0~P3.7,共32条引线。这32条引线可以全部用做I/O线,也可将其中部分用做单片机的片外总线。

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表3.1 寄存器的复位状态

寄存器 PC ACC PSW SP DPTR P0 – P3 IP IE TMOD 状态 0000H 00H 00H 07H 0000H FFH xxx00000H 0xx00000H 00H 寄存器 TCON TL0 TH0 TL1 TH1 SCON SBUF PCON 状态 00H 00H 00H 00H 00H 00H 不确定 0xxx0000H

1) 单片机中断的作用

当MCS-C51单片机的CPU正在处理某件事情的时候,单片机外部或内部发生的某一时间请求CPU立即去处理,于是,CPU暂时中止当前的工作,转到终端服务处理程序处理所发生的事件。中断服务处理程序处理完该事件后,再回到原来被中止的地方,继续原来的工作,这称为中断。我们这次设计就用到了定时中断(INT0,INT1)。

中断系统:能够实现中断处理功能的部件称为中断系统。

功能:消除了CPU在查询方式中的等待现象,大大提高了CPU的工作效率。 2) 总线结构

单片机的引线除了电源、复位、时钟输入、用户I/O口外,其余引线都是为实现系统扩展则设置的,这些引线构成了单片机外部的3总线形式,如图3-7所示。 1、地址总线

地址总线宽度为16位,由P0口经地址锁存器提供低8位地址(A7~A0),P2口

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湖南人文科技学院毕业设计 直接提供高8位地址(A15~A8)。

由口的位结构可知,MCS-51单片机在进行外部寻址时,P0口的8根引绠低8位地址和8位数据的复用线。P0口首先将低8位的地址发送出去,然后再传送数据,因此要用锁存器将先送出的低8位地址锁存。MCS-52常用74LS373或8282做地址锁存器。 2、数据总线

数据总线宽度为8位,由P0口提供。 3、控制总线

MCS-51用于外部扩展的控制总线除了它自身引出的控制线RES、EA、ALE、PSEN外,还有由P3口的第二功能引线:外部中断0和外部中断1输入线INT和INT,以及外

01部RAM或I/O端口的读选通和写选通信号RD和WR。

3.3 键盘接口电路

本毕业设计的按键采用独立式按键,是直接用I/O口线构成的单个按键电路,其特点是每个按键单独占用一根I/O口线,每个按键的工作不会影响其它I/O口线的状态。独立式按键的典型应用如图:

图3.3 独立式按键

按键输入均采用低电平有效,此外,上拉电阻保证了按键断开时,I/O口线有确定的高电平。当I/O口线内部有上拉电阻时,外电路不可接上拉电阻。独立式按键的软件

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常采用查询式结构。先逐位查询每根I/O口线的输入状态,如某一根I/O口线输入为低电平,则可确认该I/O口线所对应的按键已按下,然后,再转向该键的功能处理程序,具体编程见程序清单。

3.4温度检测电路

本文采用温度传感器DS18B20采集电热水器的实时温度, 提供给AT89S52的P3.3口作为数据输入。在本次设计中我们所控的对象为水温。其电路原理图如图3.4。

图3.4 温度检测电路

DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器,具有3引脚TO-92小体积封装形式;温度测量范围为-55℃~+125℃,可编程为9位~12位A/D转换精度,测温分辨率可达0.0625℃,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出,支持3V~5.5V的电压范围,使系统设计更灵活、方便;其工作电源既可在远端引入,也可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,可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。分辨率设定,及用户设定的报警温度存储在EEPROM中,掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择,让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端;1脚GND为电源地;3脚VDD为外接供电电源输入端。

3.5 温度显示电路

在本设计中有两个显示电路,共用到六个共阴极八段码数码管分两组,一组显示设定温度值一组显示测量的温度。每组中前两位显示0-99,最后一位为小数点后一位数据。两组共用片选达到动态显示。

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图3.5 温度显示电路

3.6 自动报警电路

自动报警电路是本毕业设计中的另外一个重要的部分。在生活中,人们因为不慎被电热水器中的水烫的案例多不胜数。于是,通过单片机控制蜂鸣器,当温度达到预设的温度时,单片机对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就使蜂鸣器发出声音。电路图如图3.6。

图3.6 自动报警电路

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