太阳能热水器水温水位检测系统.doc

,摘 要近几十年来，自动控制技术迅猛发展，在工农业生产，交通运输，国防建设和航空、航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今已渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素，而且渐渐由自动化向智能化转变。 随着地球上存储的石油，煤等能源逐渐消耗而日益减少，利用太阳能为人类服务的项目也就越来越多，且将最终取代石油和煤，太阳能热水器也已经被越来越多的人民接受，特别是它环保、节能的优点，使其在市场竞争中占有优势。本文设计了一个太阳能热水器水温水位检测显示报警仪。以 AT89S52 单片机为核心，实现了四级水位检测和显示。在本系统中，需要用到四个干簧管传感器，在检测水温水位的棒子上等距离的有一个卡口，卡口上有一块磁铁，当水位上升时，带动套在棒子上的干簧管传感器上升，上升到卡口的位置时传感器在磁铁的作用下内部闭和，发出信号，同时该传感器被卡口卡住，静止不动，随着水位的上升下一个传感器有随着水位的上升而上升，依次类推，水位的检测就是这样进的。水温由 LM35 精密集成电路温度传感器，经AD620 放大器放大模拟信号，再由 A/D 转换器 ADC0832 将模拟信号转换成数字信号送入单片机内，最后通过数码管动态显示出来。软件部分采用 C 语言编程，C 语言作为一种简洁高效的编译型高级语言，具备可读性好，可靠性高，运算速度快，编译效率高，可移植性好，有功能丰富的函数库等特点，并且可以直接实现对系统硬件的控制，因而逐渐成为单片机应用中的主流编程语言。单片机采用 C 语言编程是大势所趋，当前厂商在推出新的单片机产品时，纷纷配套 C 语言编译器就是证明。关键词：太阳能 AT89S52 单片机 数码管显示器 水温水位 ,目 录1 前言 .12 传感器 .12.1 LM35 系列精密摄氏温度传感器 .22.1.1 简述 .22.1.2 特性 .22.1.3 LM35 使用要点 .32.2 干簧管传感器 .42.2.1 干簧管 .42.2.2 干簧管传感器原理 .43 放大器 .54 89S52 单片机应用系统.84.1 89S52 单片机应用系统的组成.84.1.1 89S52 的基本特性.84.1.2 89S52 单片机应用系统组成.84.1.3 主要技术特征 .9,4.2 89S52 的信号引脚.104.3 0832 A/D 转换芯片.114.3.1 芯片接口说明.124.3.2 单片机对 ADC0832 的控制原理.125原理图和整体电路图 .145.1 系统框图 .145.2系统总电路图.145.3 报警原理图 .156 软件设计 .15结论致谢参考文献英文摘要本科专业毕业设计成绩评定表,1 前言近年来，自动化技术迅猛发展，在工农业生产，交通运输，国防建设和航空，航天事业等领域中获得广泛的应用。随着生产和科学技术的发展，自动控制技术至今已渗透到各种科学领域，成为促进当今生产发展和科学技术进步的重要因素，而且渐渐由自动化向智能化转变。 随着地球上存储的石油，煤等能源逐渐消耗而日益减少，利用太阳能为人类服务的项目也就越来越多，且将最终取代石油和煤，而太阳能热水器的方便使用随着近几年来的发展，越来越得到人们的认可，在一些阳光充足地区得到了充分应用，也已经被越来越多的人喜爱，特别是它环保、节能的优点，使其在市场竞争中占有优势。本文设计了一个太阳能热水器水温水位检测显示报警仪。以 AT89S52 单片机为核心，实现了四级水位检测和显示。在本系统中，需要用到四个干簧管传感器，在检测水温水位的棒子上等距离的有一个卡口，卡口上有一块磁铁，当水位上升时，带动套在棒子上的干簧管传感器上升，上升到卡口的位置时传感器在磁铁的作用下内部闭和，发出信号，同时该传感器被卡口卡住，静止不动，随着水位的上升下一个传感器有随着水位的上升而上升，依次类推，水位的检测就是这样进的。水温由 LM35 精密集成电路温度传感器，经AD620 放大器放大模拟信号，再由 A/D 转换器 ADC0832 将模拟信号转换成数字信号送入单片机内，最后通过数码管动态显示出来。2 传感器人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官，而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了，为了适应这种情况传感器就应运而生了。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的，便于应用的,某种物理量的测量装置。这一定义包含了以下几方面的意思：一是传感器是测量装置，能完成检测任务；二是它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量，生物量等；三是它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输，转换，处理，显示等等，这种量可以是气，光，电量，但主要是电量；四是输出输入有对应关系，而且有一定的精确程度。本系统设计涉及到两种传感器，一种是温度传感器，这里采用美国 NS 公司生产的LM35 系列温度传感器；一种是水位传感器，这里采用普通的干簧管传感器。下面依次对所采用的传感器做出说明。2.1 LM35 系列精密摄氏温度传感器2.1.1 简述LM35 系列是精密集成电路温度传感器，其输出的电压线性地与摄氏温度成正比。因此，LM35 比按绝对温标校准的线性温度传感器优越得多。LM35 系列传感器生产制作时已经过校准，输出电压与摄氏温度一一对应，使用极为方便。灵敏度为 10.0mV/，精度在 0.4至 0.8(-55至+150温度范围内),重复性好，低输出阻抗，线性输出和内部精密校准使其与读出或控制电路接口简单和方便，可单电源和正负电源工作。LM35 的封装图如图 1 所示：图 1 三种封装及外形2.1.2 特性（1)在摄氏温度下直接校准（2）+10.0mV/的线性刻度系数,（3）确保 0.5的精度(在 25)（4）额定温度范围为-55至+150（5）适合于远程应用（6）工作电压范围宽,4V 至 30V（7）低功耗,小于 60uA（8）在静止空气中,自热效应低,小于 0.08的自热（9）非线性仅为1/4LM35 参数指标如表 1 所示：表 1 LM35 参数指标 型 号 封 装 工作温度范围 存放温度LM35DZ TO-92 塑封 0至+100 -60至+150 LM35CZ TO-92 塑封 -40至+110 -60至+150LM35CAZ TO-92 塑封 -40至+110 -60至+150LM35H TO-46 金属封 -55至+150 -60至+180LM35AH TO-46 金属封 -55至+150 -60至+180LM35CH TO-46 金属封 -40至+110 -60至+180LM25CAH TO-46 金属封 -40至+110 -60至+180 LM35DH TO-46 金属封 0至+100 -60至+180LM35DM SO-8 表面贴 0至+100 -65至+1502.1.3 LM35 使用要点实际使用中，可将塑封的传感器的平面用环氧树指粘贴在待测的零件表面，若是 TO-,46 金属封装的，则可在待测零件上钻一个与传感器管帽相当的孔，用胶粘牢，安装十分简单。温度差不会超过 0.01，这是在假定环境空气温度与表面温度总是相同的前提下，如果环境温度比表面温度高或低许多时，LM35 器件外表面的实际温度将为环境温度和表面温度之间的温度。对于 TO-92 封装来说，情况更是如此。在这里，铜导线是向器件传导热量的主要热渠道，因此，其温度将更接近空气温度，而不是表面温度。为了解决这个问题，应确保到 LM35 的导线保持与器件外表面同样的温度，最容易的方法是用环氧树脂覆盖这些导线，以确保引线和导线与器件外表面具有相同的温度，使得器件外表面的温度将不受环境温度的影响。TO-46 金属封装也可被焊在金属表面或管子上，当然在这种情况下电路的电源负端（V-）接地到金属壳上。另一种方法是，LM35 被安装在密闭的金属管中，然后浸入一个槽中或拧入槽的螺纹孔中。和任何集成电路一样 LM35 和其伴随导线及电路必须绝缘和干燥，以防止漏电几腐蚀。如果电路工作在可能发生凝结的低温下，就应该更加注意。经常使用 Humiseal 和环氧树脂等印刷电路涂层和漆，以确保湿气不会腐蚀 LM35 或其连接。电容负载问题：与许多微功率电路一样，LM35 具有有限的驱动电容负载能力。若无特别的预防措施 LM35 独自能驱动 50pF 的电容负载。如果加入一个更大的负载，可以方便地用一个电阻来隔绝或解耦这个负载，或者在输出与地之间用一个串联的 R-C 阻尼器来提高电容的容差。2.2 干簧管传感器干簧管传感器是触点传感器的一种，因为它有一些独特的优点，虽然具有触点的结构，但仍广泛地被应用于自动检测和自动控制系统领域中。2.2.1 干簧管Comment 中中中中1: 图中的图 1.10 H 型干簧管 几个字要去掉,干簧管的是干式舌簧开关管的简称，它是一个充有惰性气体（如氮，氦等）的小型玻璃管，在管内密封有用导磁导电材料制成的两支触点弹簧片（其触点部分采用了金，铑，钯合金等镀层），如图 2 所示：图 2 干簧管传感器结构图当干簧管所处位置的磁场强度足够强，使触点弹簧片磁化后产生的磁性吸引力能克服其预反力时，两弹簧片互相吸住而使触点接通当磁场减弱到一定程度时，在触点弹簧片预反力作用下触点断开。干簧管体积小，簧片质量轻，惯性小，动作快是它突出的优点。2.2.2 干簧管传感器原理干簧管有两种驱动方式，一为永磁铁，二为电磁线圈，前者多用于检测，后者多用于控制。因此，干簧管传感器主要接受永磁铁送来的磁场信号，换句话说，在永磁铁材料，形状，体积，矫顽力一定的情况下，干簧管触点触和与否，决定于与永磁铁所处的相对位置和距离。下图给出了往复运动磁控干簧管原理示意图。干簧管不动的情况，其原理如图 3 所示：,图 3 往复运动磁控干簧管示意图干簧管传感器有下列特点：（1）由于触点密闭于惰性气体中，故有效地防止了周围有机蒸气和尘埃等杂质对触点的侵蚀，同时大大地减小了由于火花所引起触点的氧化和炭化，因此提高了工作可靠性。（2）触点弹簧片小而轻，而使吸上和释放时间快而短，比普通的电磁继电器快 510 倍以上，故可做速动开关。（3）由于触点部分有合金镀层而使接触电阻变化平稳，提高了机电寿命。（4）体积小，重量轻，便于安装，使用灵活，和晶体管电路配套使用可作到小型化。（5）便于组成小巧价廉的磁控传感器。由于上述特点，干簧管传感器广泛地被应用于自动检测系统中，作为行程测量之用。同时由电磁线圈驱动的干簧管也被普遍地应用于采样控制和巡回检测系统中。由于干簧管传感器与触点传感器相同，都是钯模拟量转换成开关量的传感器，不适于连续检测。本设计需要用到四个干簧管传感器，在检测水温水位的棒子上等距离的有一个卡口，卡口上有一块磁铁，当水位上升时，带动套在棒子上的干簧管传感器上升，上升到卡口的位置时传感器在磁铁的作用下内部闭和，发出信号，同时该传感器被卡口卡住，静止不动，随着水位的上升下一个传感器有随着水位的上升而上升，依次类推，水位的检测就是这样进行的，具体连线我们在后面再阐述。 3 放大器温度传感器输出的信号经初使状态平衡调节后，每升高 1 摄氏度其信号是,010mv，不能直接送给单片机进行 A/D 变换及显示，需将其放大为 0：5V。另外由于环境背景，外界温度等诸多因素会对温度传感器的输出信号造成十分严重的影响。传感器的微弱信号往往淹没再各种干扰之中，这就要求放大器除满足一定的放大量要求之外，还应有足够的共模抑制比，具有高精度，低漂移，低燥声和长期稳定性。因此，一般放大器不能满足温度检测的要求，而由高运放组成的差动放大器，对外接电阻的精度要求比较高，也难以用于实际测量，由于集成仪器放大器具有以下优点而在传感器放大电路中得到了广泛的应用。（1）价格低，体积小；（2）外接元件少，电路简单；（3）能处理微弱信号，由于仪器放大器具有很高的共模抑制比和良好的温度特性，因此甚至能处理 V 级的信号。（4）在处理交直流差分信号时，抗源阻抗不平衡能力很强。因为仪器放大器的输入阻抗高（大于 109），所以当源电阻变化 1K 左右时，也不会产生明显的失调现象。鉴于集成仪器放大器以上优点和张力传感器对放大电路的要求，选用美国模拟器材公司生产的 AD620 做为放大器是比较合适的。AD620 是一种低价格，低功耗仪器放大器，它只需要外接一只电阻来设置 1：1000 的放大倍数。AD620 为 8 脚封装，其尺寸小，功耗低（最大电流仅有 1.3mA）。AD620 具有很高的精度（最大非线性为 410-5，最大失调电压为 50V，最大失调漂移为 0.6V/）。因此钯它用于太阳能热水器水温水位检测系统中是比较理想的。AD620 在输入端采用了超 处理，使其有较低输入偏置电流，最大值也只有 1.0nA.AD620 的输入电压噪声低，在 0.1Hz:10Hz 的带宽为 9nV/HZ,0.28V p-p,输入电流噪声为 0.1PA/HZ，使其成为一个很好的前置放大器。其主要特点为：可单电阻设置增益；电源工作范围宽；功耗低；输入失调电压低；输入失调漂移低；输入偏置电流低；噪声低；交,流特性优良；共模抑制比高；加之它体积小，价格低，使其还广泛应用于其他场合，如医疗仪器的心电图和其他多路转换应用系统。AD620 有三种工作温度：AD620S （军用级） -55125AD620A （工业级） -4585AD620I （商业级） 070AD620 其使用极限值：电源电压 18V内部功耗 650Mw共模抑制比 Vs差发输入电压 25V输出短路持续时间 连续AD620 的增益选择使用电阻 RG来设定的，既用 AD620 引脚 1 和 8 之间的阻抗来设定。使用 0.1%1%的电阻，AD620 就能提供精确的增益 G，当 G=1 时，RG引脚不要连接（即相当于 RG），其它任何增益均可通过下式计算。 RG=49400/（G-1） （1）为了减小误差，要避免与 RG串联的较高的寄生电阻，为了减小漂移，RG的温度系数要比较小，一般低于 10-5/就能得到很好的性能。表 2 为几种 RG的增益对应表。具体如表 2 所示。表 2 AD620 外接电阻 RG的增益对照表RG（）1%标准电阻计算增益RG（）1%标准电阻计算增益49.9K1.99049.3K2.002,12.4K4.9845.49K9.9982.61K19.931.00K50.40499K100.0249K199.4AD620AN 为工业级塑封 8 脚 DIP 双列直插式封装，其引脚排列如图 4 所示： 图 4 AD620AN 引脚排列 1 脚和 8 脚 RG按外接增益设定电阻；2 脚和 3 脚 IN-,IN+接测量电桥输出信号；4 脚和 7 脚分别接电源的负极和正极；5 脚 REF端是基准端，若在 5 脚接一恒定参考电压，则会使 6 脚的输出电压产生一个相应的偏置电平。4 89S52 单片机应用系统1 近年来，单片机以它的体积小，重量轻，抗干扰能力强，价格低的独特性能而获得了迅猛发展，它的应用已深入到工业，农业，国防，科研，教育以及日常生活用品（家电，玩具）等各个领域。MCS-51 系列单片机在国内介绍较多，资料比较齐全，充分，性能价格高，供货渠道也很多。因此我们的这个太阳能热水器水温水位检测显示报警仪系统选用 MCS-51 系列的单片机也是十分自然的了。4.1 89S52 单片机应用系统的组成2MCS-51 系列的所有产品都是 40 脚封装，它们的引脚功能与指令系统完全兼容，当,前使用较多的是 89S52、89S51、89C52 这三种芯片，而尤以 89S52 用得最广，因此本章介绍得是以 89S52 为核心得单片机应用系统。4.1.1 89S52 的基本特性（1）一个 8 位微处理器（CPU）。（2）片内 4KB 程序存储器 Flash ROM，用以存放程序、一些原始数据和表格。（3）片内 256 字节数据存储器 RAM/SFR。（4）4 个 8 位并行 I/O 端口 P0P3，每个端口既可以用作输入，也可以用作输出。（5）2 个 16 位的定时器/计数器。（6）具有 5 个中断源、两个中断优先级的中断控制系统。（7）一个全双工 UART 串行 I/O 口。（8）片内振荡器和时钟产生电路。4.1.2 89S52 单片机应用系统组成389S52 单片机应用系统的组成框图由 89S52CPU，EEPROM，RAM，A/D 转换器0809，D/A 转换器 0832，并行接口芯片 8255，键盘显示电路，串行口 MAX232 复位电路和看门狗电路等组成。由于本设计只是进行水温水位的检测，因此上面所说的 D/A 转换器 0832、键盘显示电路、串行口 MAX232 复位电路不需要用到，因此在下面就不再详细进行说明了。框图如图 5 所示：,89S52WATCHDOG晶振电路串行复位总线插座EPROM27128RAM6264RAM6261A/D0809I/O8255D/A0832LED2879图 5 89S52 单片机应用系统组成框图4.1.3 主要技术特征（1）中央处理单元中央处理单元选用 89S52。（2）系统时钟系统时钟选用 12MHz,对 89S52 典型指令的执行时间为 1s。（3）存储器89S52 将程序存储器和数据存储器统一编址。程序存储器使用 Flash ROM,容量为4KB，存放 89S52 本机监控程序和 CRT 监控程序。数据存储器选用两片静态 RAM。两片都具有掉电保护装置，配有自动充电电池。也可将这两片 RAM，改用 E2PROM 进行数据保护。（4）配有 A/D 转换电路（ADC0809）89S52 可经过 ADC0809 外接 8 路模拟输入信号。,（5）配有 D/A 转换电路（DAC0832）该应用系统配有 D/A 转换器芯片 DAC0832 一片，可输出两路模拟信号供控制用。（6）带有可编程并行接口芯片 82558255 有三个输入输出口 PA，PB，PC，经插座 JP6，JP7 与外部设备连接。89S52 可供使用的并行口只有 P1 口，接上 8255 后，扩充了三个 8 位并行口，这些并行口可以连接打印机或 EPROM 编程器。（7）带有全双工 I/O 串行口串行口采用了 MAX232 芯片，省略了12V 电源，只用单5V 供电即可，提高了系统的可靠性；串行口可实现与高位机进行通讯。（8）总线接口89S52 单片机应用系统将 40 根系统总线经 JP3 插座引出，为用户扩展外围电路提供了方便。（9）具有 WATCH DOG 抗干扰电路89S52 单片机应用系统提供了一个 WATCH DOG 电路，能有效防止程序飞跑。（10）采用 8279 驱动键盘和显示器89S52 单片机应用系统有 8 位 LED 显示管和 25 个键码键盘作为输入输出设备。它们采用 8079 芯片驱动，优点是减少 89S52 管理键盘和数码显示器的开销，可避免显示管的闪动和提高其亮度。（11）有高速 E2PROM 编程器选件高速 EPROM 编程器选件可对 271627512EPROM 芯片进行高速编程。4.2 89S52 的信号引脚4 89S52 是标准的的 40 引脚双列直插试集成电路芯片，引脚系列参如图 6 所示：,信号引脚介绍：(1)P0.0P0.7：P0 口是一个 8 位双向 I/O时进行工作。在指令的前半周期，P0 口作口。在访问外部寄存器和扩展 I/O 时，分为地址总线的低 8 位，在指令的后半周期为 8 位的数据总线。作输入口使用时要先写 1。（2)P1.0-P1.7：P1 口是一个内带有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。（3)P2.0-P2.7：P2 口是一个内带有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。在访问外部存储器和扩展I/O 口时，送出地址总线高 8 位。 图 6 89S52 引脚图（4)P3.0-P3.7：P3 口是一个内带有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，其第一功能是作为通用 I/O口，第二功能是作为特殊信号线使用。（5)ALE 地址锁存允许信号端：在系统扩展时，ALE 用于控制 P0 口输出的低 8 位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。此外由于 ALE 是以晶振 1/6 的固定频率输出的正脉冲，因此可作为外部时钟或外部定时脉冲使用。（6)外部程序存储器读选通信号：在读外部程序空间时 PSEN 有效（低电平），以实现_PSEN外部程序空间单元的读操作。（7)访问内外程序存储器控制信号：当 EA 信号为低电平时，CPU 只访问片外 ROM 并_EA执行片外程序存储器中的指令，而不管是否有片内程序存储器；而当 EA 信号为高电平时，CPU 只访问片内 FlashROM 并执行内部程序存储器中的指令。（8)RST 复位信号：当输入的复位信号延续 2 个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的初始化复位操作。,（9)XTAL1 和 XTAL2 外接晶体引线端：当使用芯片内部时钟时，此 2 引线端用于外接石英晶体和微调电容，当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。（10)P3 端口引脚与复用功能： P3 引脚端口功能如表 3 所示：表 3 P3 端口引脚与复用功能端口引脚复用功能P3.0RXD（串行口输入）P3.1TXD（串行口输出）P3.2INT0（外部中断 0 输入）P3.3INT1（外部中断 1 输入）P3.4T0（定时器 0 的外部输入）P3.5T1（定时器 1 的外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）4.3 0832 A/D 转换芯片5ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。由于它体积小，兼容性，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。ADC0832 引脚图如图 7 所示：4.3.1 芯片接口说明（1）CS_片选使能，低电平芯片使能；（2）模拟输入通道 0，或作为 IN+/-使用；,（3）模拟输入通道 1，或作为 IN+/-使用；（4）GND 芯片参考 0 电位（地）；（5）DI 数据信号输入，选择通道控制；（6）DO 数据信号输出，转换数据输出；（7）CLK 芯片时钟输入；（8）Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用）。图 7 ADC0832 的引脚图ADC0832 为 8 位分辨率 A/D 转换芯片，其最高分辨可达 256 级，可以适应一般的模拟量转换要求。其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在 05V 之间。芯片转换时间仅为 32S，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。通过 DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。4.3.2 单片机对 ADC0832 的控制原理6正常情况下 ADC0832 与单片机的接口应为 4 条数据线，分别是 CS、CLK、DO、DI。但由于 DO 端与 DI 端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将 DO 和 DI 并联在一根数据线上使用。当 ADC0832 未工作时其 CS 输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和 DO/DI 的电平可任意。当要进行 A/D 转换时，须先将 CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由,处理器向芯片时钟输入端 CLK 输入时钟脉冲，DO/DI 端则使用 DI 端输入通道功能选择的数据信号。在第 1 个时钟脉冲的下沉之前 DI 端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3 个脉冲下沉之前 DI 端应输入 2 位数据用于选择通道功能。当此 2 位数据为“1”、“0”时，只对 CH0 进行单通道转换。当 2 位数据为“1”、“1”时，只对 CH1 进行单通道转换。当2 位数据为“0”、“0”时，将 CH0 作为正输入端 IN+，CH1 作为负输入端 IN-进行输入。当 2位数据为“0”、“1”时，将 CH0 作为负输入端 IN-，CH1 作为正输入端 IN+进行输入。到第 3 个脉冲的下沉之后 DI 端的输入电平就失去输入作用，此后 DO/DI 端则开始利用数据输出 DO 进行转换数据的读取。从第 4 个脉冲下沉开始由 DO 端输出转换数据最高位DATA7，随后每一个脉冲下沉 DO 端输出下一位数据。直到第 11 个脉冲时发出最低位数据 DATA0，一个字节的数据输出完成。也正是从此位开始输出下一个相反字节的数据，即从第 11 个字节的下沉输出 DATA0。随后输出 8 位数据，到第 19 个脉冲时数据输出完成，也标志着一次 A/D 转换的结束。最后将 CS 置高电平禁用芯片，直接将转换后的数据进行处理就可以了。作为单通道模拟信号输入时 ADC0832 的输入电压是 05V 且 8 位分辨率时的电压精度为 19.53mV。如果作为由 IN+与 IN-输入的输入时，可是将电压值设定在某一个较大范围之内，从而提高转换的宽度。但值得注意的是，在进行 IN+与 IN-的输入时，如果 IN-的电压大于 IN+的电压则转换后的数据结果始终为 00H。ADC0832 与单片机的连接电路如图 8 所示：Comment 中中中中2: 要有点说明，不能一节只有一张图, 图 8 ADC0832 与 89S52 的接口电路图5 原理图和整体电路图7前面我们已经详细介绍了在本次设计中所涉及的大部分元器件，尚未介绍的还有报警仪及整个电路图。关于这一部分我将在接下来的环节里加以详细的阐述。5.1 系统框图 系统总体框图，如图 9 所示：太阳能热水器水箱干簧管传感器温度传感器放大器A/D 转换器89S52 单片机应用系统显示图 9 太阳能热水器水温水位检测系统方框图5.2 系统总电路图如图 10 所示：,图 10 系统总电路图5.3 报警原理图为了使热水器在水空水满的时候都能发出报警信息，以提醒用户注意，在检测水位的同时在 89S52 的 P1.7 处引出一个报警电路，当水位不满 1 格时和水位满 4 格时蜂鸣器均发出报警声音。由 P1.7 输出报警信号；驱动一只蜂鸣器发出报警声音。压电式蜂鸣器约需用 10mA 的驱动电流，因此可以使用 TTL 系列集成电路 7407 低电平驱动，如图 11 所示。图中，驱动器的输入端接 89S52 的 P1.7。当 P1.7 输出高电平 1 时；7407 的输出为低电平 0，使压电蜂鸣器引线获得将近 5V 的直流电压,而产生蜂鸣音。当 P1.7 端输出低电平0 时；7407 的输出端升高到约+5V，压电蜂鸣器两引线间的直流电压降至接近于 0V，发声停止。 图 11 报警电路图6 软件设计,太阳能热水器水温的信号由传感器转换成微弱的电压信号，该电压与水温的大小成正比，经放大后，输入 89S52 单片机系统的 0832A/D 转换器，将放大后的电压信号转换成为能被单片机识别和处理的数字信号；水位的信号由于只需判断水位到达相应的位置与否，因此水位传感器送出的电压信号送入单片机应用系统，至此，水温与水位的信号均已进入单片机内了。但水温的大小及水位是否达到相应的位置及蜂鸣器何时该响何时不该响，这就不是单靠硬件就能解决的问题了，而必须要由硬件、软件一起发挥作用才能解决。关于本设计的程序就在下面加以说明。流程图如下图 12 所示：送显示码在显示码表中的顺序号给内存有关单元调显示子程序序员廷时八位全灭送 8279 方式控制字送扫描频率及扫描参数清除显示写显示数据送段控码廷时8 位完了吗？返回YN上电显示 00启动 ADC0832检测 0832 状态位判断水温显示水温判断水位显示水位返回,通用显示程序图 显示子程序图 主程序图 图 12 程序流程图本设计采用 C 语言编写的程序如下：（1（0832A/D 把摸拟信号转为数字信号的程序：#include reg52.h#includeADC0832.hsbit CLK = P10;sbit DI = P11;sbit DO = P13;sbit CS = P12;unsigned int adval;unsigned int ad () unsigned char i; CS=0; CLK=0; CLK=1; DI=1; CLK=0; CLK=1; DI=1; CLK=0; CLK=1; DI=0; CLK=1; CLK=0; for (i=0;i1)| 0 x80; else adval=(adval1)|0 x00; CS=1; return (adval); （2）数码管动态显示温度程序：#includeChar code TAB10=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07,0 x7f,0 x6f;/数码管数字 0-9unsigned int temp,j,n=0;unsigned char key=255,xianshi4=0 x79,0 x79,0 x79,0 x79,; sbit key0=P10;sbit key1=P11;sbit key2=P12;sbit key3=P13;sbit key4=P14;sbit key5=P15;sbit key6=P16;sbit key7=P17;sbit key8=P30;sbit key9=P31;sbit sure=P32;sbit cancle=P33;sbit bcd8=P34;sbit bcd4=P35;sbit bcd2=P36;,sbit bcd1=P37;sbit P23=P24;sbit P22=P25;sbit P21=P26;sbit P20=P27;/*void delay()int d;for(d=0;d15000;d+);/防抖函数(20ms)/*void delay1()int k;for(k=0;k=0&key=9) /显示数字 j=key;key=255; switch(n) case 0:break; case 1:xianshi0=TABj;break; case 2:xianshi1=TABj;break; case 3:xianshi2=TABj;break; case 4:xianshi3=TABj;break; case 5:n=1;break; display(); if(key=10) if(xianshi0=0 x3f)& (xianshi1=0 x06)&(xianshi2=0 x3f)&(xianshi3=0 x3f)bcd8=0;bcd4=0;bcd2=0;bcd1=1; else if(xianshi0=0 x3f)& ,(xianshi1=0 x5b)&(xianshi2=0 x3f)&(xianshi3=0 x3f)bcd8=0;bcd4=0;bcd2=1;bcd1=0; else if(xianshi0=0 x3f)& (xianshi1=0 x4f)&(xianshi2=0 x3f)&(xianshi3=0 x3f)bcd8=0;bcd4=0;bcd2=1;bcd1=1; else if(xianshi0=0 x3f)& (xianshi1=0 x66)&(xianshi2=0 x3f)&(xianshi3=0 x3f)bcd8=0;bcd4=1;bcd2=0;bcd1=0; else if(xianshi0=0 x3f)& (xianshi1=0 x6d)&(xianshi2=0 x3f)&(xianshi3=0 x3f)bcd8=0;bcd4=1;bcd2=0;bcd1=1; else bcd8=0;bcd4=0;bcd2=0;bcd1=0; （3）水位显示程序：#includesbit shuiwei1=P03;sbit shuiwei2=P02;sbit shuiwei3=P01;sbit shuiwei4=P00;sbit shuib=P14;sbit led1=P10;sbit led2=P11;sbit led3=P12;sbit led4=P13;main(), P0=0 x0f; /作为输入端 shuib=0; led1=0; led2=0; led3=0; led4=0; while(1) if(shuiwei1=1)&(shuiwei2=1)& (shuiwei3=1)&(shuiwei4=1)shuib=1; else if(shuiwei1=0)&(shuiwei2=1)& (shuiwei3=1)&(shuiwei4=1)shuib=0;led4=1; else if(shuiwei1=0)&(shuiwei2=0)&(shuiwei3=1)&(shuiwei4=1)shuib=0; led4=1;led3=1; else if(shuiwei1=0)&(shuiwei2=0)&(shuiwei3=0)&(shuiwei4=1)shuib=0; led4=1;led3=1;led2=1; else if(shuiwei1=0)&(shuiwei2=0)&(shuiwei3=0)&(shuiwei4=0)shuib=0; led4=1;led3=1;led2=1;led1=1; else shuib=1;led1=led2=led3=led4=0 （3）主程序：#includereg52.h#includeADC0832.hvoid main () delay_LCM(500); /延时 500ms 启动, initLCM( ); /LCD 初始化 /时钟定时器 0 初始化 DisplayListChar(0,0, Temperature ); DisplayListChar(0,1,value: ); while(1) displayfun1(); 7 结论经过那么长时间的努力学习， “太阳能热水器水温水位检测显示报警仪”终于得以按时顺利的完成了。这次设计与以前做过的一些课题设计感觉很不一样，由于这次是毕业设计，涉及的内容广，知识面大，做完之后自己在很多方面都有了进一步的了解与掌握，受益匪浅。通过本次毕业设计，使我初步掌握了工程设计的程序和方法，既丰富了自己的专业知识，又取得了一定的工作经验，为以后的走向工作岗位打下坚实的基础，使我完成了由学生向工程技术人员的过渡。参 考 文 献1 李朝青.2005 年.单片机原理及接口技术M. 北京：北京航空航天大学出版社.17-472 周立功.2004 年.单片机实验与实践M. 北京：北京航空航天大学出版社.10-903 王毅平，张振容，晋明武.2000 年.单片机原理及实用技术M. 北京：人民邮电出版社.32-654 张洪润, 刘秀英, 张亚凡等. 2006. 单片机应用设计 200 例(下册)M. 北京：北京航空航天大学出版社. 207-3075 康华光. 1998. 电子技术基础数字部分（第四版）M.北京：高等教育出版社.227-3746 田立, 田清, 代方震. 2007. 51 单片机 C 语言程序设计快速入门M. 北京：人民邮电,出版社. 1-1747 林敏，丁金华，田涛.2009 年.计算机控制技术及工程应用M.北京：国防工业出版社.273-283The Solar Energy Water Heater That Water Level Detection Reviews Xu Teng(college of engineering,South China Agricultural University Guangzhou 510642,China)Abstract: In recent decades, automatic control technology in agricultural production in the rapid development, transportation, national defence construction and aviation, space undertakings in the fields su