毕业论文-移专-陈龙-修改2 - 图文(2)

武汉工程大学邮电与信息工程学院毕业设计（论文）

第4章 功能简介与成品图片 ................................................................................... 35

4.1 智能热水器具的功能 ........................................................................... 35 4.2 成品图片 ............................................................................................... 35

第5章 总结与展望 ................................................................................................... 38 附录 程序 ................................................................................................................... 41

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第1章 绪论

单片机是一种与我们生活息息相关的控制器，它存在于许多地方，例如：电子手表、掌上游戏机、数码相机、录音笔、电视机遥控器等等。单片机主要由中央处理器、内存、输入/输出设备组成，它就好像是一台小型电脑，它能够执行人们对它编写的程序，从而发出各种不同的控制命令，与外部电路结合后，便可以完成各种各样的功能。通过单片机人们的生活将会变得更加方便、快捷。

1.1 家用电热水器的现状

我们的生活电热水器是一种可供浴室、洗手间及厨房使用，按照人们的需要的温度，提供温水的家用电器。市场上传统的机械式电热水器控制精度低、可靠性差，甚至存在一定的危险隐患。随着社会的发展、人们生活质量的提高，人们对电热水器的要求越来越趋向于智能化和数字化，这种老式而简单的电热水器已经不能够满足人们的需要了。而智能化家用电热水器正是适应现代化智能家用电器趋势而出现。它能提供用户方便快捷的数字化输入方式，并且能精确的采集和控制环境中的水温，将其提供给用户，因此备受人们的关注。

1.2 TX-1C单片机实验开发板简介

XT-1C单片机开发板是哈尔滨市天祥电子综合多年开发经验，在原TX-1B基础上，经过精心设计开发出的多功能51单片机开发平台。该开发板集常用的单片机外围资源、串口和USB口两种调试下载接口于一身，完全兼容ATMEL公司的51单片机，除此之外还有很多特点，如：无法解密、低功耗、高速、高可靠、强抗静电、强抗干扰等。

TX系列单片机开发板可完全作为各种51单片机的开发板，用汇编语言或者C语言对其进行编程。当用STC公司的单片机时，直接用产品套件附带的串口线将开发板与计算机串口相连，按照STC单片机下载操作教程便可以下载程序，而且下载速度比起其他下载工具要快的多。本文将使用TX-1C开发板完成数字化电热水器的设计。

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第2章 系统硬件设计

2.1 系统硬件的组成部分

系统设计硬件原理结构见图2.1所示。系统以高性价比的AT89C51单片机为核心，由键盘输入、DS18B20温度采集、数码管显示电路、电源时钟复位电路、双向可控硅驱动电路MOC3041、双向可控硅TLC336A组成加热器控制电路。

图2.1 系统设计硬件原理结构

2.2 系统硬件各部分的简介

这里AT89C51为总控制器。单片机的P0口连接74HC573锁存器，这样可以节约单片机端口，即可多次操作P0口，使其既能控制数码管的片选，又能控制数码管的位选，从而节省的单片机的外部接口，扩展了功能。

键盘的输入由P3口完成在第4章节中会具体介绍如何实现。

时钟复位电路见图2.2所示，RET连接单片机的RESET接口，主要完成单片机的复位功能。

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图2.2 时钟复位电路

温度采集芯片由DS18B20芯片完成，DS18B20的2号接口接在单片机的P2^2口，按协议传送以两个字节为一组的温度数据，第3章会介绍具体实现方法。

加热模块见图2.3所示，MOC3041芯片的2号接口连接单片机的P2^2口。当需要加热时，P2^2接口送出低电平，即可触发加热器工作。

图2.3 加热模块

2.3 数码管显示

2.3.1 数码管简介

单片机系统中常用的显示器有：

发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、液晶CD(Liquid Crystal Display)显示器、CRT显示器等。LED、LCD显示器有两种显示结构：段显示（7段、米字型等）和点阵显示（5×8、8×8点阵等）。

使用LED显示器时，要注意区分这两种不同的接法。为了显示数字或字符，

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必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上一个小数点，共计8段。因此为LED显示器提供的编码正好是一个字节。本设计采用的TX-C1实验板是采用共阴LED显示器，根据电路连接图显示十六进制数的编码见表2.1所示。

表2.1 十六进制数的编码

十六进制编码 0x3f 0x06 0x5b 0x4f 0x66 0x6d 数码管显数值 0 1 2 3 4 5 十六进制编码 0x7d 0x07 0x7f 0x6f 0x77 0x7c 数码管显数值 6 7 8 9 A B 十六进制编码 0x39 0x5e 0x79 0x71 0x00 数码管显数值 C D E F 无显示

2.3.2 数码管的实现方法

数码管的显示由P0口完成控制。有两点需要注意，第一点是要哪一个数码管亮，第二点是亮的数码管显示什么数字。所以数码管有位选和段选之分，位选在程序中用wei表示，单片机上是P2^7端口，即对位选操作时使P2^7呈现高电平，这时P0的八个端口对数码管的操作决定了那几个数码管亮，P0操作完成后使P2^7呈现低电平，这样位选就已锁定。段选在程序中由duan表示，单片机上是P2^6端口，与位选相同，操作时使P2^6呈现高电平，这时P0的八个端口对数码管的操作决定了亮的几个数码管显示什么数字，P0操作完成后使P2^6呈现低电平，这样段选就已锁定。

见图2.4所示由于单片机仅仅起到控制的作用，其输出电流十分小，所以P0端需要接上拉电阻与5V电源，通过电压的变化控制5V电源点亮，想要图中a端由电流通过时，即给P0^0一个低电平，触发上拉电阻两端间的电势差，这样

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