毕业设计-太阳能热水器控制电路设计 doc - 图文(3)

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（5）P3口：P3口是一组带着内部上电阻的8位双向I / O，P3的输出以及缓冲级可以用来驱动4个及以上的TTL逻辑门电路

P3口还接收一些用于Flash的快速存储器相关编程和程序的校验控制信号。

（6）RST：复位来输入。当振荡器开始工作时，RST引脚出现两个或者以上的 机器周期以上高电来使单片机进行复位。WDT溢出将会使引脚输出高电平，设置SFR AUXR 的 DISRT0（地址8EH）可以打开或者关闭这一项功能。

（7）ALE/PROG：当访问外部程序存储器 或数据存储器时，ALE（地址锁存器允许）输出脉冲用于锁存地址的 8位字 节。即使 不访 问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信 号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

对Flash存储器编程期间，该引脚 还用于输入编程脉冲（PROG）。

如有必要，可通过多特殊功能寄 存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置，可禁止ALE操作。该位置后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活。另外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE无效。

（8）PSEN：程序存储允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C51由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲。当访问外部数据存储器，没有两次有效的PSEN信号。

（9）EA/VPP：外部访问允许。欲 使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需 要 注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。 Flash存储器编程时，该引脚加上 +12V的变成电压Vpp. （10）XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。 （11）XTAL2：振荡器反相 放大器的输出端。 AT89C51单片机的内部结构

2、 AT89C52单片机与MCS-51完全兼容

（1）看门狗（W D T）：W DT是一种需 要 软件控制的复位方式。WDT 由13位计数器和特殊功能寄存器中的看门狗定时器复位存储器（WDTRST）构成。WDT 在默认情况下无法工作；为

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了激活WDT，用户必须往WDTRST 寄存器（地址：0A6H）中依次写入01EH 和0E1H。当WDT激活后，晶振工作，WDT在每个机器周期都会增加。WDT计时周期依赖于外部时钟频率。除了复位（硬件复位或WDT溢出复位），没有办法停止WDT工作。当WDT溢出，它将驱动RSR引脚输出一个高电平。

（2）可编程串口（UART）在AT89C51中，UART 的操作与AT89C51 和AT89C52 一样。A如果执行SBUF指令，则读出的数据一定来自接收缓存器。因此，CPU对SBUF的读写，实际上是分别访问2个不同的寄存器。这2个寄存器的功能决不能混淆。

（3）振荡电路：AT89C51系列单片机的内部振荡器，由一个单极反相器组成。XTAL1反相器的输入，XTAL2为反相器的输出。可以利用它内部的振荡器产生时钟，只要XTAL1和XTAL2引脚上一个晶体及电容组成的并联谐振电路，便构成一个完整的振荡信号发生器，此方式称为内部方式。另一种方式由外部时钟源提供一个时钟信号到XTAL1端输入，而XTAL2端浮空。在组成一个单片机应用系统时，多数采用这种方式，这种方式结构紧凑，成本低廉，可靠性高。在电路中，对电容C1和C2的值要求不是很严格，如果使用高质的晶振，则不管频率为多少，C1、C2通常都选择30pF。

(定时/计数器：AT89C51单片机内含有2个十六位定时器和计数器。

（4）RAM：高于7FH内部数据存储器的地址是8位的，也就是说其地址空间只有256字节，但内部RAM的寻址方式实际上可提供384字节。的直接地址访问同一个存储空间，高于7FH的间接地址访问另一个存储空间。这样，虽然高128字节区分与专用寄器 ，即特殊功能寄存器区的地址是重合的，但实际上它们是分开的。究竟访问哪一区，存是通过不同的寻址方式加以区分的。

（5）SFR：SFR是具有特殊功能的所有寄存器的集合，共含有22个不同寄存器，它们的地址分配在80H～FFH中。虽然如此，不是所有的单元都被特殊功能寄存器占用，未被占用的单元，其内容是不确定的。如对这些单元进行读操作，得到的是一些随机数，而写入则无效，所以在编程时不应该将数据写入这些未确定的地址单元中，特殊功能寄存器主要有累加器ACC、B寄存器、程序状态字寄存器PSW、堆栈指针SP、数据指针DPTR、I/O端口、串行口SBUF、捕捉寄存器、控制寄存器。

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2.2温度传感器DS18B20

2.2.1 DS18B20的介绍

温度传感器选择DS1820数字温度计，它以9位数字量的形式反映器件的温度值。DS1820经过一个单线的接口来发送或者是接收信息，所以在中央得微型处理器中与DS1820两者之间只需加一条连接线（加上地线）。

图2-2 DS18B20引脚排列与封装形式 表2-2 DS18B20引脚说明 引脚 1 2 3 符号 GND DQ VDD 接地 说明 数据输入/输出脚。对于单线操作：漏极开路 可选的VDD引脚。 DS18B20虽然有测量温度系统当便、测量温度精度比较高、与系统的连接也方便、占用得口比较少等等优点，但是在实际应用中也应注意一下问题：

（a）在对比较微小的硬件的开销就要要相对比较复杂的软件来协助进行连接补偿，DS18B20与微处理器间采用穿行数据传送，编程时要严格保证它的读和写时序，否则将以后无法继续读取和准确的测温结果。

（b）连接DS18B20的总线电缆长度是有长度限制的。当采用普通信号电缆传输长度不能超过50m，采用双绞线带屏蔽电缆时可达到150m。

（c）在DS18B20测温程序中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20

的返回信号，要保持接触良好，否则会进入死循环。

DS18B20的特性：

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（a）独特的单总线接口方式。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。

（b）DS18B20支持组网功能，多个DS18B20多个DS18B20可以并联在唯一的单线上，实现多点测温。

（c）DS18B20的测温范围为：－55℃～＋125℃，在－10℃～＋85℃时，其精度为＋0.15℃。 （d）DS18B20的测量结果的数字量位数从9～12位，可编程进行选择。

（e）DS18B20内部寄生电源，器件既可以由单线总线供电，也可以用外部电源供电。 DS18B290测温原理：DS18B20测量温度采用了特有的温度测量技术，它是通过计数时钟周期来实现的，内部计数器对一个受温度影响的振荡器的脉冲计数，低温时，振荡器的脉冲无法通过门电路。计数器设置为－55℃。同时，计数器复位在当前的温度值时，电路对振荡器的温度系数进行补偿，计数器重新开始计数直到回零。如果门电路仍未关闭，则系统重复上述过程。

2.2.2 DS18B20的结构

DS18B20有三个主要数字部件：

1、64位激光ROM， 2、 温度传感器，

3、 非易失性温度报警触发器 TH和 TL。

器件用就跟下方式从单线通讯线上汲取能量：在信号线处在高电平期间把能量储存在内部电容里，在信号线处于低电平期间消耗电容上的电能工作，直到高电平到来再给寄生电源（电容）充电。DS1820也可用外部5V电源供电。

DQ存储器和控制逻辑温度传感器64位ROM和单线端口暂存器上限触发VCC电源检测8位CRC产生器图2-3 DS18B20的内部结构 8

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DS18B20单纯通信功能是分时完成的。单线信号包括复位脉冲，响应脉冲，写“0”，写“1”，读“1”。它们有严格的时隙概念。系统对DS18B20的操作以ROM命令（5个）和存储器命令（6个）形式出现。对它的操作协议是：初始化DS18B20发复位脉冲－发ROM功能命令－处理数据－发存储器命令处理数据，各种操作都有相应的时序图。

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测量。DS18B20传感器的精度高、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，传输距离远且抗干扰性好，与用传统的温度传感器系统相比系统得以简化。系统扩充维护十分方便。

2.2.3 DS18B20接线原理图

图2-4 DS18B20接线原理图

2.3 水压传感器及A/D转换

力学传感器的种类繁多，应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。在水箱的最底部安装压力传感器，水位的不同，传感器检测到的压力值就不同，采集到的模拟量信号经过处理和计算，就能换算成水位的高低，经过单片机显示。

水位传感器输出的信号为模拟信号，由于输出量微弱，要经过放大器的放大转化为0～5V的电压信号，才能送入ADC0832中进行转换，输出为串行数字数据，送入单片机89C52处理。传感器和AD转换原理图如下图－所示：

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