1、 摘要 本文提出了一种以 MCS51 系列单片机 8051 为主要控制芯片，辅之以其 他功能芯片对太阳能热水器进行控制的设计方案， 使太阳能热水器使用起来更 加方便、安全。 本设计采用的是 8051 单片机，其内部 ROM 容量为 256B，对于本设计，无 须外部扩展存储器。除了 8051，本设计还用到一些重要的外部功能器件，如采 用 AD 转换器 0809 来实现温度和水位信号的模数转换， 还有可编程输入输出接 口 8255 来实现键盘和显示器接口。键盘由四个按键来设置水温或水位，用六 位 LED 显示器分别显示水温和水位。本设计充分利用 8051 单片机系统的三总 线控制，即数据总线、地址
2、总线、控制总线的设计方式，为应用系统功能的实 现奠定了基础。通过对 8051 单片机的外部功能扩展使系统具有自动上水与保 温的功能，还能自动驱动加热及上水装置来满足系统的设置，使用起来安全可 靠。此外，设计方案中还考虑了一些抗干扰措施，例如采用光电隔离器 4N25 使输入输出有效隔离，采用硬件去抖动措施解决按键抖动的问题等等。 本文阐述了此应用系统的工作原理，并给出部分硬件及软件框图。 关键字： 单片机，温度控制，水位控制 目 录 前言1 第一章 系统总体方案设计3 1.1 设计思路3 1.2 设计总框图4 第二章 系统硬件部分设计5 2.1 数据采集5 2.1.1 温度传感器 AD5905
3、2.1.2 水位传感器6 2.1.3 采样保持器9 2.2 数据转换10 2.2.1AD 转换概述 10 2.2.2ADC080911 2.3 MCS-51 系列单片机 805113 2.3.1 单片机概述 13 2.3.2 单片机 805114 2.4LED 数码显示与键盘16 2.4.1 可编程并行接口 825517 2.4.2 6 位 LED 数码显示与键盘18 2.5 输出驱动与执行机构19 2.5.1 加热器的电路连接与分析19 2.5.2 达林顿管的原理及应用20 2.5.3 上水阀的驱动电路分析21 2.6 系统的硬件抗干扰设计21 2.6.1 按键消抖措施21 2.6.2 光电
4、隔离的应用23 第三章系统软件部分设计24 3.1 主程序流程图24 3.2 部分中断服务程序与子程序25 3.2.1 8255 初始化25 3.2.2 AD 转换程序26 3.2.3 LED 数码显示程序28 3.2.4 键盘扫描子程序28 结论31 致谢32 参考文献33 附录 前言 目前，单片机已进入人类生活的各个领域，如家用电器的冰箱、洗衣机、空 调等，由于配上了单片机，增加了功能，实现了智能化，使人类生活更加方便。 近几年来，MCS51 系列单片机的开发应用深受各个应用领域的关注和重视， 应用十分广泛，发展极快，特别是 8051，在国内是应用最多、影响最大的单片 机。本设计就是以 8051 单片机为主要控制芯片，辅之以其他外设及功能部件， 对太阳能热水器工作进行控制。 目前，太阳能热水器以其安全、节能
