太阳能供热工程智能控制系统毕业设计论文(编辑修改稿)

太阳能供热工程智能控制系统毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

个低功耗高性能 CMOS 8 位单片机， 4k Bytes Flash 只读程序存储器 (ROM),512 Bytes 内部数据存储 器 (RAM),该微处 理器采用 ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准 MCS51指令系统，引脚兼容 80C51 和80C52 芯片，片内的 Flash 存储器可以像常规程序存储器一样进行烧写， AT89C51片内总共有 256 字节的用户数据区，而 128 字节的内部扩展数据区需通过清SFR(8EH)的位 1 并用 MOVX 指令访问，片内置通用 8位中央处理器和 Flash 存储单元，另一个 256BytesRAM区与 ATMEL之 AT89系列 8052兼容的单片机是一致的，AT89C51 结合通用的 8位微处理器和 Flash 存储技术 构成功能强大单片微处理器，可提供许多高性能低价位的系统控制应用场合。 AT89C51 单片机最小系统是 在 AT89C51 的基础上，加复位电路、时钟电路、EA 引脚信号及电源即可。 复位电路： 该水位自动显示控制器采用上电复位电路，由 R C1 构成复位电路，在上电瞬间，产生一个脉冲， AT89C51将复位。 为保证可靠复位，脉冲宽度应大于两个机器周期，这取决于 R、 C 时间长数。 取电容 C=10uF，电阻 R=10K。 时钟电路： 该水位自动显示控制器采用 AT89C51 单片机，机内有一高增益反相放大器，构成自激振荡电路， 振荡频率取 6MHz,外接 6MHz 晶振，两个电容 CC3取 20pF，以便于起振荡的作用。 右 图中 XTAL1 为内部时钟工作电路的输入，XTAL2 为来自反向振荡器的输出。 宁夏理工学院毕业设计 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 1C14 .7 uR11 0 k+5V 图 复位电路 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 1C32 0 p FC22 0 p FX1C R Y S T A LGND 图 时钟电路 宁夏理工学院毕业设计 最小系统： 所谓最小系统，即指使单片机能正常工作的所需的最少的电路，即应包含 CPU 及辅助电路、 ROM、 RAM 及 I/O 端口等电路。 如 图 中，晶体振荡器的频率选 6MHZ，复位电路采用上电复位，电路参数如图中所示，以满足系统复位时两个机器 周期的高电平的要求。 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C 5 1X1C R Y S T A LC14 .7 FC22 0 p FC32 0 p FR11 0 kGNDGND+ 5 V+ 5 VGND 图 AT89C51 单片机最小系统 数码管显示 由单片机的定时器 To做 16 位计数器（为便于数据处理，这里只用低 8位计数值，即寄存器 TL0 中的值）。 一边记录脉冲数量，一边以厘米为单位由四位数码 管显示出 来。 四位数码管采用动态扫描方式显示。 长度计量仪采用 英寸共阳极连接的 LED 数码管。 LED 数码管由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。 右图为 LED 数码管外形和引脚图，其中 7只发光二极管分别对应 ag笔段，构成“日” 字形，另宁夏理工学院毕业设计 一只发光二极管 DP 作为小数点，因此这种 LED 显示器称为八段数码管。 （如图 所示） g f C om a b 10 9 8 7 6 1 2 3 4 5 e d C om c Dp Dp （ a ） （ b ） Dp g f e d c b a + 5 v 图 数码管共阳极型 LED 数码管，是将各段发光二极管的阳极连在一起，作为公共端,应接高电平。 a—— g、 Dp各笔段中，某笔段接低电平时发光，高电平时不发光。 为了节省单片机 I/O 口的数量，将各位数码管的 a—— g对应笔画并联起来分别与单片机的 —— 引脚连接。 显示时，由 P2 口依次输出各位数字的笔 段码，并依次由 、 、 、 输出低电平位选信号接通数码管的公共端，轮流进行，循环不止，由于循环的频率较高（约 50Hz），加上人眼的视觉暂留，既保障了各位数字的对应显示，又不会出现闪烁现象，实现动态扫描显示。 本系统需显示水温，测量范围为 0~99 0C，用四个八位 LED 数码管显示。 1） LED 结构和显示原理。 LED（ Light Emitting Diode）显示器是由发光二极管作为显示字段的显示器件，最常见的是由 7段型发光二极管（ a~g7 段）和 1个圆点型发光二极管（常以 dp表示，主要用 来显示小数点）组成的 LED 显示器，其排列形状如下图所示。 这种 LED 显示器也可称为 7段数码显示器（或 8段数码显示器）。 LED 显示中的发光二极管根据其连接的方法有共阴极和共阳极两种结构。 宁夏理工学院毕业设计 共阴极结构：把各段发光二极管的阴极连接在一起构成公共阴极，如图 a所示。 使用时，公共阴极接地，根据要求需点亮发光二极管的阳极输入高电平，不需点亮的发光二极管的阳极输入低电平。 共阳极结构：把各段发光二极管的阳极连接在一起构成公共阳极，如图 b 所示。 使用时，公共阳极接 +5V，根据要求需要点亮发光二极管的阴极输入低电平，不需点亮的 发光二极管的阴极输入高电平。 通过控制 7 个段的发光二极管的亮暗的不同组合，可以显示多种数字、字母以及其他符号。 2）字段码。 为了显示各个数字或字符，就需要为 LED 提供相应的代码，因为这些代码是控制各段的亮或灭，供显示器显示字形的，所以称为字段码（也可以称为段选码或字形码）。 七段发光二极管再加上 1个小数点位，共计 8 段，因此提供给 LED 显示器的字段码正好 1个字节。 各代码位的对应关系如下： D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 dp g f e d c b a 下图所示为共阴极 LED 所显示的不同字符的字段码，测量范围为 0~99 0C，当温度超出范围时，显示器均显示 F。 表 字符对应字段码 显示字符 共阴极字段码 0 3FH 1 06H 2 5BH 3 4FH 4 66H 5 6DH 6 7DH 7 07H 宁夏理工学院毕业设计 8 7FH 9 6FH F 71H 3） N位 LED 显示器。 在单片机应用系统中，实际使用的 LED 显示器有多个，N 位 LED 显示器的显示要从两个方面来控制：其一是控制 N 位的字段显示（即显示什么字符）；其 二是控制字位（即哪一位到哪一位亮）。 由 LED 的显示原理可知，要使某 N位 LED 显示器的某一位显示某个字符，就必须将此字符转换为对应的字段码来控制该位的 8个段，同时，该位的字位线也要控制有效，这要通过一定接口来实现。 LED 显示器有两种显示方式，即静态显示方式和动态显示方式。 N 位 LED 显示器有 N 根字位选线（简称：“位选线”）和 N*8 根字段选线（简称：“段选线”）。 根据显示方式不同，位选线和段选线的连接方式也不同。 各种字符的字段码的获取方法有两种：即软件译码和硬件译码法。 目前通常所用的各种型号的单片机开发系统或 实验装置普遍采用软件译码。 当单片机应用系统中的 LED 显示器位数较多时，为了简化电路降低成本，本设计采用动态显示的方式。 动态显示方式的接口电路的连接方法是：将所有 LED位的段选线（ a ~ dp）同名并联，即所有 a 段并联，所有 b段并联。 依次类推，然后由一个 8位 I/O 接口来控制各个段，而所有位的位选线则由另外一个相应的I/O 接口线来控制。 这样用两个 8位 I/O 接口就能控制 8位 LED 显示器。 LED 显示器是由电流型控制器件，其工作电流为 2mA~20mA，使用时须加限流电阻。 本设计中限流电阻选用 1K。 动态扫描显示控 制方式就是逐个地循环点亮各位显示器，即在某一瞬间，只让某一位的位选线处于选通状态（共阳极的为高电平，共阴极的为低电平）其它各位的位选线处于段开状态，同时段选线上输出相应位要显示字符的字段码。 这样在每一个瞬间， 8 位 LED 中只有选通的那一位 LED 显示出字符，而其它 7位则是熄灭的。 同样，。