基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计毕业设计（论文） - 图(4)

一、概述与特点

74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。

74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0, A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。74HC138特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC138芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC138亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。74HC138与74HC238逻辑功能一致，只不过74HC138为反相输出。 CD74HC138 ，CD74HC238和CD74HCT138 ，CD74HCT238是高速硅栅CMOS解码器，适合内存地址解码或数据路由应用。74HC138 作用原理于高性能的存贮译码或要求传输延迟时间短的数据传输系统，在高性能存贮器系统中，用这种译码器可以提高译码系统的效率。将快速赋能电路用于高速存贮器时，译码器的延迟时间和存贮器的赋能时间通常小于存贮器的典型存取时间，这就是说由肖特基钳位的系统译码器所引起的有效系统延迟可以忽略不计。HC138 按照三位二进制输入码和赋能输入条件，从8 个输出端中译出一个低电平输出。两个低电平有效的赋能输入端和一个高电平有效的赋能输入端减少了扩展所需要的外接门或倒相器，扩展成24 线译码器不需外接门；扩展成32 线译码器，只需要接一个外接倒相器。在解调器应用中，赋能输入端可用作数据输入端。 二、主要特性

电压 2.0～6.0V ； 驱动电流 ±5.2mA ； 传输延迟 12ns@5V； 逻辑电平 CMOS；

功耗考量 低功耗或电池供电应用 ；

封装与引脚 SO16、SSOP16、DIP16、TSSOP16 三、管脚定义、说明

表2-4 74HC138管脚说明

管脚编号 管脚名 说明 输出管脚 输入管脚 使能端 电源地 电源 7、9、10、11、Y0—Y7 12、13、14、15 1、2、3 4、5、6 8 16 A0—A2 E1—E3 GND VCC 图2-5 74HC138管脚图

2.2.3 DS1302实时时钟芯片简介

实时时钟电路DS1302是DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振。

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一、DS1302的结构及工作原理

DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后备电源双电源引脚，同时提供了对后备电源进行涓细电流充电的能力。 二、引脚功能及结构

表2-5 DS1302引脚功能表

管脚编号 管脚名 说明

图2-6 DS1302引脚图

1 Vcc2 主电源 2、3 X1、X2 震荡源，外接32768Hz晶振

4 5 6 7 8 GND RST I/O SCLK Vcc1 电源地 复位/片选线 串行数据输入/输出端（双向） 串行数据输入端 后备电源 DS1302的引脚排列,其中Vcc1为后备电源，Vcc2为主电源。在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电。X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。RST输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。当RST为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。如果在传送过程中RST置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O引脚变为高阻态。上电运行时，在Vcc>2.0V之前，RST必须保持低电平。只有在SCLK为低电平时，才能将RST置为高电平。I/O为串行数据输入输出端(双向)，后面有详细说明。SCLK为时钟输入端。 三、DS1302的控制字节

DS1302 的控制字如图2-7所示。控制字节的最高有效位(位7)必须是逻辑1，如果它为0，则不能把数据写入DS1302中，位6如果为0，则表示存取日历时钟数据，为1表示存取RAM数据；位5至位1指示操作单元的地址；最低有效位(位0)如为0表示要进行写操作，为1表示进行读操作，控制字节总是从最低位开始输出。

图2-7 DS1302控制字节图 四、数据输入输出(I/O)

在控制指令字输入后的下一个SCLK时钟的上升沿时，数据被写入DS1302，数据输入从低位即位0开始。同样，在紧跟8位的控制指令字后的下一个SCLK脉冲的下降沿读出DS1302的数据，读出数据时从低位0位到高位7。 五、DS1302的寄存器

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DS1302有12个寄存器，其中有7个寄存器与日历、时钟相关，存放的数据位为BCD码形式,其日历、时间寄存器及其控制字见表2-6。

表2-6 日历、时间寄存器及其控制字 寄存器名称 秒寄存器 分寄存器 时寄存器 日寄存器 月寄存器 周寄存器 年寄存器 命令字 写操作 读操作 80H 81H 82H 83H 84H 85H 86H 87H 88H 89H 8AH 8BH 8CH 8DH 取值范围 00~59 00~59 01~12或00~23 各位内容 7 6 5 4 3 2 1 0 CH 10SFC SEC 0 10MIN MIN 12/24 0 10 HR HR 01~28，29， 0 0 10 DATE DATE 30，31 01~12 01~07 00~99 0 0 0 10M MONTH 0 0 0 0 0 DAY 10YEAR YEAR 此外，DS1302 还有年份寄存器、控制寄存器、充电寄存器、时钟突发寄存器及与RAM相关的寄存器等。时钟突发寄存器可一次性顺序读写除充电寄存器外的所有寄存器内容。 DS1302与RAM相关的寄存器分为两类：一类是单个RAM单元，共31个，每个单元组态为一个8位的字节，其命令控制字为C0H～FDH，其中奇数为读操作，偶数为写操作；另一类为突发方式下的RAM寄存器，此方式下可一次性读写所有的RAM的31个字节，命令控制字为FEH(写)、FFH(读)。

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第3章：太阳能热水器硬件设计

3.1 太阳能控制器硬件结构

图3-1 系统总体硬件框图

系统总体硬件框图与工作原理：

经过对所要设计的控制系统的功能要求进行分析，可以得到系统的总体硬件设计框图，如图3-1所示。

由系统的总框图可以看出该系统的工作原理为：单片机89C51作为控制核心并协调整个系统的工作，通过数字温度传感器检测当前水的温度，数字信号直接送入单片机89C51内，通过单片机的处理在LED数码管上显示当前的温度值。另外一路是在水箱中的水位传感器测水的压力从而得到水位的高低，水位传感器输出的是0～5V的模拟量，要经过A/D转换成为数字量再送入单片机89C51进行处理，在LED数码管上显示水位值。

3.2 控制器实时时钟接口电路

为实现热水器24小时供应热水的目的，控制器必须有一个实时时钟来为系统提供准确的基准时间；在软件设计上则要实时地读出当前时间，同 …… 此处隐藏：2911字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……