文档介绍：摘要
本论文设计介绍了MCS-51系列单片机为控制芯片,对电热水壶工作进行控制的方法。通过电加热电路对水进行加热,并对水的温度进行采样,采样信号通过ADC0809将数字量送入单片机系统,经微机处理后,结合键盘控制实现LED显示,并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统。
单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、8255芯片、地址锁存器等组成的单片机控制电路、温度检测电路、A/D转换电路、光电隔离电路、键盘及显示电路和温度加热电路。整个系统的关键电路是单片机控制电路,完成信号的输入和输出的转换,即可将温度检测电路采样的输入信号通过A/D转换器ADC0809进行处理加工后输出到显示器进行显示,并可以通过控制器控制温度,同时当水加热超过指定的温度以后,蜂鸣器工作报警。
关键字:单片机温度控制控制器
目录
1 引言 I
2 热水壶控制系统总体概述 II
热水壶的工作情况 II
MCS-51单片机控制的总体介绍 II
3 电热水壶控制系统的硬件设计 III
温度检测电路和A/D转换器的电路 III
单片机8051芯片介绍和主要电路 VII
8255输出口扩展 XII
单片机的抗干扰电路 XIV
键盘及显示电路 XVI
加热电路和报警装置 XXI
4 单片机的软件设计 XXII
总的程序设计框图 XXII
8255的程序设计 XXIII
键盘和显示接口电路程序设计 XXIV
结论 XXVII
参考文献 XXVIII
附录 XXIX
1 引言
Intel公司在MCS-48系列单片微机的基础上,采用HMOS技术,研制出了8位高档的MCS-51系列产品微机。
该微机型在性能上有了很大的改进和提高:片内程序存贮器容量扩大了一倍,外部程序存贮器的寻址空间扩大到64K字节。片内数据存贮器扩大了一倍,外部数据存贮器的空间达到64K字节。并行I/O口线增加到32,且可进行位处理。MCS-51设有两个16位的定时器/计数器,且可程序设定多种工作方式。设有一个全双工串行I/O口,可程序设定4种工作方式,设有4个8位的通用工作寄存器区,可适应多级中断和子程序嵌套的情况,这样可避免寄存器内容进行栈保护操作,提高了中断响应速度,加速了子程序的调用,设有两个内部中断源和两个外部中断源,一个串行口中断源,可程序设定中断优先级,堆栈位置可允许设定,深度可在允许范围内选用。MCS-51指令系统增强了加,减,乘,除,比较,堆栈操作,因而运算功能大大加强。所设置的灵活的跳转指令,不仅能充分满足了实际应用的需要,而且可尽量减少程序存贮空间的占用,MCS-51内部设有可直接进行位寻址的存贮器、位处理指令、位处理累加和运算器等,因而为一种功能极强的位处理机。这为控制方面的应用和逻辑运算提供了很大方便。
从以上可见,MCS-51系列单片微机具有很强的功能,使用范围广,既可构成功能很强的复杂系统,也可组成较简单的应用系统。
目前,单片机在家电,工业生产等领域的应用非常广泛,为了适应不同产品对单片机的不同要求,半导体生产厂家生产出了各种规格的单片机。本文介绍了一种以MCS-51系列单片机为控制芯片,对电热水壶工作进行控制的方法。
温度检测电路由热电偶、运算放大器,温度传感器AD590等组成,直接输出电流(1μA/K)经运算放大器LM358进行I/V转化后,可得到电压输出,输出电压为100mV/℃,经A/D转换通道送到微处理器中。
A/D转换一般都设置在前向通道中,它将外界输入的模拟信号转换成计算机数据总线能接受的数字量。工程上常用的隔离方法有光电隔离器、变压器、继电器和集成组件等,而光电隔离器有独特优点得到广泛应用。由于该器件是通过电——光——电这种转换来实现对输出设备进行控制的,彼此之间没有电气连接,因而起到隔离作用,隔离电压与光电隔离器的结构有关。
经实际运行表明,该方案安全、可靠,完全能够满足实际需要。
2 热水壶控制系统总体概述
热水壶的工作情况
对于常规的电热水壶,只要接通电源,就开始加热,直到水沸腾后通过蒸汽来产生声音报警。这种设计有下面几个方面的不足:
如水壶中没水,电源误接通时也会一直加热,容易引起事故。
当只需要加热到沸点以下某一温度时,不能及时给出声音报警信号。
当水加热沸腾后不能自动停止工作。
针对以上不足,在本设计方案中,用MC-51单片机作为控制芯片,管理整个电热水壶的工作情况,构成了一个闭环控制系统,而且增加了三个按键和六位数码管显示。它的工作情况和常规的热水壶相比,有下面几个方面的特点:
有三个按键,可用来设置希望加热到的温度即报警的温度。上电复位后,设置温度初值为20度,每按一下