电子类毕业设计参考.docx

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电子类毕业设计参考

常州信息职业技术学院

学生毕业设计（论文）报告

系别：

电子与电气工程学院

专业：

电子信息工程技术

班号：

电子091

学生姓名：

学生学号：

设计（论文）题目：

智能家用电热水器的温控设计

指导教师：

程立新、朱明阳（明阳软件）

设计地点：

常州信息职业技术学院

起迄日期：

2011.9.1-2011.10.31

毕业设计（论文）任务书

专业电子信息工程技术班级姓名

一、课题名称：

智能家用电热水器的温控设计

二、主要技术指标：

家用智能电热水器，它能显示水温，范围0到102℃。

能用键盘方便的设定水温，并具有保持该水温的功能。

用单片机AT89C51来控制，采用共阳极数码显示，软件程序由汇编语言编写。

三、工作内容和要求：

1.使用高清晰度数码管实时显示水温，范围0到102℃。

2.可用键盘方便地设定水温，并显示设定的温度。

3.按设定温度加热到相应水温，并具有保温功能。

4.用AT89C51单片机将采集到的温度值与通过键盘设定的温度值进行比较，根据比较结果，控制加热器的开断，同时将温度值实时显示在LED显示器上。

四、主要参考文献：

[1]何立民.单片机应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社.1996

[2]孙育才编著.MCS-51系列单片微型计算机及其应用（第4版）.东南大学出版社.2004.6（2008.2重印）

[3]高吉祥主编.电子技术基础实验与课程设计[M].电子工业出版社.2005.2

[4]刘守义主编.单片机应用技术（第二版）.西安电子科技大学出版社.2007.8

学生（签名）2010年5月7日

指导教师（签名）程立新2010年5月10日

教研室主任（签名）黄宇航2010年5月10日

系主任（签名）2010年5月12日

毕业设计（论文）开题报告

设计（论文）题目

智能家用电热水器的温控设计

一、选题的背景和意义：

现在电热水器是一种可供洗手间、浴室及厨房使用的家用电器，市场上传统的机械式电热水器控制精度低、可靠性差，随着人们生活水平的提高，人们对电热器的要求越来越高，趋向于智能化和数字化。

近年来，单片机技术的发展飞快，基于单片机的智能设计越来越多，越来越重要。

毕业设计注重于对单片机的理解与应用，明白单片机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。

能进一步了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。

理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计，提高自己的综合能力。

二、课题研究的主要内容：

采用AT89C51单片机作为控制器设计了一款智能家用电热水器，基本实现智能控制功能。

毕业设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。

硬件部分介绍：

智能家用电热水器硬件电路的设计，单片机AT89C51的功能和其在电路的作用。

介绍了AT89C51的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法，A/D转换器ADC0809的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。

软件部分采用单片机汇编语言并结合单片机AT89C51的功能和其在电路中的作用进行设计编写与调试。

结合软硬件进行调试、修改并完成毕业设计。

三、主要研究（设计）方法论述：

根据设计的功能，系统采用集成温度传感器AD590完成温度测量并转换成模拟电压信号，经由A/D转换器ADC0809转换成数字信号送到AT89C51单片机中，单片机将采集到的温度值与通过键盘设定的温度值进行比较，根据比较结果，控制加热器的开断，同时将温度值实时显示在LED显示器上。

硬件部分，主要以高性价比的AT89C51单片机为核心，由AD590测温电路、ADC0809模数转换电路、键盘、显示电路、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，软件采用汇编语言来编写，包括主程序模块、定时器中断子程序模块、键盘扫描处理子程序模块、十进制数据调整转换子程序模块、LED数码显示子程序模块和延时子程序等模块。

四、设计（论文）进度安排：

时间（迄止日期）

工作内容

2011.9.1～2011.9.10

论文选题

2011.9.11～2011.9.15

了解论文的选题背景和意义

2011.9.16～2011.9.20

课题研究方案设计，调研、收集资料

2011.9.21～2011.9.30

进一步总结整理材料，进行分析归纳，形成论文提纲

2011.10.1～2011.10.10

撰写论文

2011.10.11～2011.10.20

对论文进行修改和检查

2011.10.21～2011.10.31

正式完成并提交毕业设计论文

五、指导教师意见：

选题合理，安排恰当，同意开题。

希望与企业实际结合，把设计做得更好。

　　　　　　　　　　　　指导教师签名：

程立新2010年5月10日

六、系部意见：

　　　　　　　　　　　系主任签名：

2010年5月11日

目录

摘要

Abstract

第1章前言…………………………………………………………..……………1

第2章系统硬件设计…………………………………..………………………....2

2.1硬件的基本组成………………………………………………………………2

2.2AD590温度传感器的介绍……………………………………………………2

2.2.1AD590温度传感器简介…………………………………………………2

2.2.2AD590接口电路…………………………………………………………2

2.3AT89C51单片机芯片的介绍…………………………………………………3

2.3.1单片机概述………………………………………………………………3

2.3.2AT89C51单片机简介…………………………………………………3

2.4数码显示管……………………………………………………………………8

2.5系统硬件设计………………………………………………………………10

2.5.1单片机选择……………………………………………………………11

2.5.2温度检测电路的设计…………………………………………………11

2.5.3加热控制电路的设计…………………………………………………11

2.5.4键盘设定及数据显示电路的设计……………………………………11

第3章系统软件设计与编程………..………………………………………….13

3.1系统软件的设计…………………………………………………………13

3.1.1系统主程序的设计…………………………………………………13

3.1.2定时器中断子程序的设计……………………………………………13

3.1.3温度控制子程序的设计………………………………………………14

3.1.4温度检测子程序的设计………………………………………………14

3.2系统软件的编程…………………………………………………………14

3.2.1汇编语言源程序………………………………………………………14

第4章系统调试…………………………………………………………………18

第5章结束语………………………………………………………………....19

答谢辞

参考文献

摘要

本文所讨论的基于AT89C51单片机的智能家用电热水器的温控设计能显示水温，范围0到102℃，还能用键盘方便的设定水温，并显示设定的水温，按设定的温度加热到相应的水温，并具有保温功能。

用单片机AT89C51来控制，采用共阳极数码显示，软件部分由汇编语言编写。

智能家用电热水器的温控设计是用来控制水温的，能满足人们对电热水器智能化和数字化的要求，很方便的设定水温，并且对其进行控制，基本实现了智能控制功能。

智能家用电热水器的温控设计的思路是:

采用集成温度传感器AD590完成温度测量并转换成模拟电压信号，经由A/D转换器ADC0809转换成数字信号送到AT89C51单片机中，单片机将采集到的温度值与通过键盘设定的温度值进行比较，根据比较结果，控制加热器的开断，同时将温度值实时显示在LED显示器上，用汇编语言编写软件程序，使硬件和软件加以结合，完成水温控制功能。

硬件的设计要考虑多方面，以自己设计的目的为出发点，设计合理的方案。

智能家用电热水器的温控设计需要硬件和软件的配合、补充，软件编写要和硬件电路相对应，这样才能完成预期的效果。

关键词：

单片机;汇编语言;模拟电压

Abstract

Thisarticlediscussedthebasisofhouseholdappliancesat89c51monolithicintegratedcircuitsdesignofthewatertemperaturecontrolcandisplaythewater,rangeis0to102℃,wecanusethekeyboardtosetthewater,andthatthewaterandheattosetthetemperatureofwater,andhaveahotfunction.amonolithicintegratedcircuitstocontrol,adoptionat89c51ofanodesisthesoftwaredisplays,bytheassemblerlanguage.

Smarthouseholdappliancesthewatertemperaturecontrolisusedtocontrolthewater,cansatisfythewaterheaterintelligentanddigitizationandveryconvenientforthewater,andthecontrol,theintelligentcontrolfunction.thehouseholdappliancesthedesignofintegratedthetemperaturesensorsare:

thetemperaturemeasurementad590completedandtranslatedintotheprocess,throughavoltageconverterdadc0809convertedtodigitalsendasignaltoat89c51monolithicintegratedcircuits,Monolithicintegratedcircuitswillbetakentothevaluetothekeyboardsetofvalues,asaresult,tocontroltheheatingofthebroken,andwillappearinthevalueofreal-timeleddisplay,theassemblerlanguageiswritesoftwareprograms,thehardwareandsoftwaretobecompleted.thecontrolfunction.

Hardwaredesignswillconsidernumerous,todesignforthepurposeofthestartingpoint,designandreasonable.thehouseholdappliancestothedesignofhardwareandsoftwaresupportandcomplementtowritetothesoftwareandhardwarecircuit,inthiswaycantheintendedeffect.

Keywords：

monolithicintegratedcircuits;theassemblerlanguage;simulationsvoltage

第1章前言

近年来，单片机技术的发展飞快，基于单片机的智能设计越来越多，越来越重要。

毕业设计注重于对单片机的理解与应用，明白单片机的工作原理，以便以后单片机领域的开发和研制打下基础，提高自己的设计能力，培养创新能力，丰富自己的知识理论，做到理论和实际结合。

能进一步了解单片机的工作原理，内部结构和工作状态。

理解单片机的接口技术，中断技术，存储方式，时钟方式和控制方式，这样才能更好的利用单片机来做有效的设计，提高自己的综合能力。

现在电热水器是一种可供浴室、洗手间及厨房使用的家用电器，市场上传统的机械式电热水器控制精度地、可靠性差，越来越不能满足人们的需求。

随着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。

为了满足人们的需求，现采用AT89C51单片机作为温度控制器设计了一款智能家用电热水器，基本实现了智能控制功能，给人们的生活带来了很多的方便。

毕业设计的目的是了解基本电路设计的流程，丰富自己的知识和理论，巩固所学的知识，提高自己的动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力。

毕业设计分为两个部分，硬件部分和软件部分。

硬件部分介绍：

智能家用电热水器电路的设计，单片机AT89C51、A/D转换器ADC0809的功能和其在电路的作用。

介绍了AT89C51、A/D转换器ADC0809的管脚结构和每个管脚的作用及各自的连接方法。

系统硬件主要以高性价比的AT89C51单片机为核心，由AD590测温电路、ADC0809模数转换电路、加热控制电路、键盘设定电路及数据显示电路构成，还介绍了数码显示管的工作方式，共阳极和共阴极数码显示管的电路组成，有动态和静态显示两种方式，说明了不同显示方法与单片机的连接。

软件部分：

主要采用汇编语言来编写，包括主程序模块、定时器中断子程序模块、键盘扫描处理子程序模块、温度检测子程序模块、LED数码显示子程序模块和温度控制子程序等模块。

第2章系统硬件设计

基于AT89C51单片机的智能家用电热水器的温控设计，硬件的设计是基础。

只有在设计好系统硬件的基础上，加强对硬件电路的了解和应用，才能设计出优秀的软件系统。

现在我们对智能家用电热水器的温控电路的硬件系统进行简单的介绍：

2.1硬件的基本组成

智能家用电热水器温控电路的硬件主要由AT89C51单片机、A/D转换器ADC0809、AD590、LM324、3个共阳极LED、按键开关、电阻器、电位器、非门、与门、或门、电容、稳压二极管、晶振、加热丝等组成。

2.2AD590温度传感器的介绍

2.2.1 AD590温度传感器的简介

AD590是美国AD公司生产的单片集成两端感温电流源。

它的测温范围为为-55℃～+150℃，满足人们日常生产和生活中的温度范围，电源电压可在4V～30V范围变化，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏；输出电阻为710MΩ。

D590产生的电流与绝对温度成正比，具有非常好的线性输出性能，非线性误差为±0.3℃。

温度每增加1℃，其电流增加1uA。

表2-1为温度与AD590电流、电压的关系表。

表2-1温度与AD590电流、电压关系表

温度值（℃）

AD590电流（uA）

经10KΩ电压（V）

放大器输出V0（V）

ADC0809的输出

0

273.2

2.732

0

00H

10

283.2

2.832

0.49

19H

20

293.2

2.932

0.98

32H

30

303.2

3.032

1.47

4BH

40

313.2

3.132

1.96

64H

50

323.2

3.232

2.45

7DH

60

333.2

3.332

2.94

96H

70

343.2

3.432

3.43

AFH

80

353.2

3.532

3.92

C8H

90

363.2

3.632

4.41

E1H

100

373.2

3.732

4.90

FAH

2.2.2AD590接口电路

AD590是电流输出型器件,必须利用接口电路将AD590所输出的电流信号转换成电压信号,再经过A/D转换器转换成数字信号,提供给单片机处理。

再表2-1中,列出了不同温度值下AD590的输出电流,通过图2-1所示的电路可将输出电流转换成0V～5V的模拟电压。

图2-1温度采集电路

2.5系统硬件设计

硬件系统以高性价比的AT89C51单片机为核心，由AD590测温电路、ADC0809模数转换电路、加热控制电路、键盘设定电路及数据显示电路构成。

该系统设计硬件原理结构框图如图2-7所示：

图2-7系统硬件结构框图

2.5.1单片机选择

该系统由于系统对控制精度的要求不高,所以选用内部具有程序存储器芯片的AT89C51就可以满足要求了。

2.5.2温度检测电路的设计

温度检测电路由温度传感器、信号放大器及A/D转换器组成。

由AD590将温度转换成电流信号再经信号放大器得到对应的模拟电压,再经ADC0809转换后接入单片机。

如图2-8所示。

2.5.3加热控制电路的设计

加热控制信号经反相器反相后,驱动固态继电器（SSR）工作,从而接通或断开加热丝两端的电源,实现对水的加热控制。

加热控制电路如图2-8所示。

为了使加热控制更加精确,系统采用了三组加热电阻丝组合实现,当温度小于5℃时,仅A组加热丝工作;当温差在5℃～10℃之间时，采用A、B两组加热控制；当温度大于10℃时，采用A、B、C三组加热控制。

2.5.4键盘设定及数据显示电路的设计

键盘扫描由11个按键及3位LED共阳极显示器组成。

通过P1、P2口直接驱动键盘，为了简化显示接口，这里采用串行口扩展LED显示器，如图2-8所示.

该系统的原理图如图2-8所示：

第3章系统软件设计与编程

硬件是基础，软件是根本。

现在，我们对智能家用电热水器温控的软件系统的设计进行简单的介绍：

3.1系统软件的设计

软件系统主要包括主程序模块、定时器中断子程序模块、键盘扫描处理子程序模块、温度检测子程序模块、LED数码显示子程序模块和温度控制子程序等模块。

3.1.1系统主程序的设计

主程序，用于进行初始化处理，包括各端口的初始化、定时/计数器的设定、中断容许的设定等。

同时进行键盘的扫描输入。

图2-9为主程序流程图。

3.1.2定时器中断服务子程序的设计

通过单片机内部的定时器T0进行50ms定时，再通过寄存器R6进行计数，以实现1S定时中断的要求。

进入中断服务程序之后，可进行当前温度的检测及显示，根据所测值与设定值的比较结果进行温度控制等。

图2-10为定时中断服务子程序流程图。

图2-9主程序流程图图2-10定时中断服务子程序流程图

3.1.3温度控制子程序的设计

通过比较键盘设定值与温度检测值之间的差别，按照一定的控制规律，控制输出口线的状态，实现3组加热丝的控制。

图2-11为温度控制程序流程图。

3.1.4温度检测子程序的设计

温度检测采用每1S定时采样一次的方式，为了实现温度的准确检测，采用了平均值滤波法以抗干扰。

即连续4次起动ADC0809进行A/D转换，求取转换结果的平均值，存入指定单元，以得到检测温度值。

图2-12为温度检测程序流程图。

图2-11温度控制程序流程图图2-12温度检测程序流程图

3.1.5温度显示子程序的设计

在每次温度检测之后，进行一次温度显示刷新。

在进行温度设定时，显示所设定的温度值。

3.2系统软件的编程

3.2.1汇编语言源程序

本次毕业设计，是使用我们学过的汇编语言进行编写，加深我对汇编语言的理解。

系统具体汇编语言源程序如下：

ORG0000H

AJMPMAIN

ORG000BH

AJMPTOINT

ORG0030H

MAIN:

MOVSP,#60H

MOVP1,#0FFH

MOVSCON,#00H

MOVTMOD,#01H

MOVTH0,#3CH

MOVTD0,#0B0H

MOVR6,#14H

MOV5DH,#00H

MOV5EH,#00H

MOV5FH,#00H

ACALLDISP

SETBET0

SETBEA

SETBTR0

LM0:

ACALLKEY

AJMPLM0

TOINT:

MOV50H,#00H

MOVB,#00H

MOVR7,#04H

MOVDPTR,#7FFFH

TT0:

MOVX@DPTR,A

JBP3.2,$

MOVXA,@DPTR

ADDA,50H

MOV50H,A

JNCTT1

INCB

TT1:

DJNZR7,TT0

CLRC

XCHA,B

RRCA

XCHA,B

RRCA

CLRC

XCHA,B

RRCA

XCHA,B

RRCA

MOV50H,A

RET

TCONT:

MOVA,51H

CLRC

SUBBA,50H

MOVR0,A

JNCCCPR

MOVP1,#0FEH

AJMPCONEND

CCPR:

MOVA,R0

SUBBA,#19H

JCCCPR1

MOVP1,#0F8H

AJMPCONEND

CCPR1:

MOVA,R0

SUBBA,#0CH

JCCCPR2

MOVP1,#0FCH

AJMPCONEND

CCPR2:

MOVP1,#0FEH

CONEND:

RET

KEY:

ACALLKS

JNZK1

ACALLDELAY

AJMPKEY

K1:

ACALLDELAY

ACALLKS

JNZK2

AJMPKEY

K2:

MOVR3,#0FEH

MOVR4,#00H

K3:

MOVA,R3

MOVP1,A

MOVA,P2

JBACC.0,L1

MOVA,#00H

AJMPLK

L1:

JBACC.1,L3

MOVA,#04H

AJMPLK

L2:

JBACC.2,NEXT

MOVA,#08H

AJMPLK

LK:

ADDA,R4

PUSHACC

K4:

ACALLDELAY

ACALLKS

JNZK4

POPACC

RET

NEXT:

INCR4

MOVA,R3

JNBACC.3,KEY

RLA

MOVR3,A

AJMPK3

KS:

MOVA,#00H

MOVP1,A