基于单片机饮水机温度控制系统的设计

图2.8 键盘的机械抖动示意图

2.6 报警电路设计

报警电路主要是由发光二极管和蜂鸣器组成的，具有声、光报警功能的简单电路，其电路如图2.9所示。当温度超过设置的上、下限时，P2.2口输出高电平，三极管导通，蜂鸣器工作，发出声音。P2.3口输出高电平时，发光二极管正向导通，发光报警。

图2.9 报警电路

2.7 控制电路设计

控制部分电路图如图2.10所示。

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图2.10 控制电路

该电路是由两个固态继电器作为控制开关，一个继电器控制加热装置，另一个继电器控制制冷装置。固态继电器是一种无触点通断型电子开关，是四端有源器件，其中两个端子为控制输入端，另外两个为输出受控端。为了实现输入与输出的隔离，器件采用了高耐压的光耦合器。当输入信号有效时，电路呈导通状态，反之，呈断开状态，可以实现类似电磁继电器的开关功能。固态继电器将MOSFET、GTR、普通晶闸管等组合在一起与触发电路封装在一个模块中，而且驱动电路与输出电路隔离。固态继电器是可控硅过零触发器，无触点，不用调节，对电网不会产生波形畸变。因此，非常适合本设计。

控制电路工作原理：当AT89C51的RXD口输出一个高电平时，三极管开始工作，驱动继电器J1工作，继电器J1呈导通状态，加热装置开始工作。同样，当AT89C51的TXD口输出一个高电平时，三极管开始工作，驱动继电器J2工作，继电器J2开关闭合，制冷装置开始工作。

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第3章 软件设计

系统软件设计也就是程序设计，就是在完成了硬件系统的基础上，再编写相应的程序，下载到芯片里，通过执行程序指令控制硬件，从而实现各种功能。一般来讲，软件的功能可分为两大类。一类是执行软件，它能完成各种实质性的功能，如测量、计算、显示、打印、输出控制等。另一类是监控软件，它专门协调执行模块和操作者的关系，在系统中充当组织协调的角色。

软件设计就是用计算机所能接受的形式把解决问题的步骤描述出来。简单的说，软件设计就是编制计算机程序。一个好的程序应该完成规定的任务，而且应该层次清晰、易于阅读，并尽可能少占内存，缩短执行时间，但也不要一味地追求少占内存，缩短执行时间。这样做可能会使程序的可读性变差。随着大规模和超大规模集成电路的发展，芯片的内存容量也在不断的增加，计算机执行指令的时间也大大的缩短。因此，程序的长短和执行时间，不再显得那么重要，而程序的易读性和程序的开发周期，显得越来越重要。另外，在较复杂的程序设计中，必须充分考虑程序的可读性、稳定性、可扩展性、兼容性以及容错性等也是衡量与评价程序的优劣的重要指标。

由于用汇编语言编写的程序效率高，占用的内存单元和CPU资源少，执行速度快，还可直接访问存储器、输入/输出接口以及扩展的各种芯片，并可直接处理中断，直接管理和控制硬件设备，适用于实时控制系统，因此，本设计选用汇编语言来编写程序。

3.1 主程序流程图及简要说明

本设计的软件设计包括主程序、A/D转换子程序、键盘子程序、控制子程序及显示子程序。结合本系统的功能，程序长度不会超过AT89C51内部

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的程序存储器，所以硬件上不用外扩程序存储器。

主程序流程如图3.1所示。本设计主程序工作过程为：首先对系统初始化，由于本系统要实现对饮水机的冷、热两个水箱的检测与控制，因此先要选择控制模式，这主要是经过硬件电路的按键S1来选择的。在确定进入加热或制冷模式后，调用A/D转换子程序对采集到的模拟量进行转换，转换完毕保存数据后，调用键盘子程序，这个子程序主要完成对温度上、下限的设置。完成设置后，调用控制子程序1或子程序2，通过对执行这个程序，实现报警、加热或制冷。最后调用显示子程序来显示温度值。整个系统是一个闭环的，系统工作是循环进行的，这也就实现了实时检测的设计要求。

图3.1 主程序流程图

开始 初始化 进入加热模式？ Y 调用A/D转换子程序 调用键盘子程序 调用控制子程序1 N 调用A/D转换子程序 调用键盘子程序 调用控制子程序2 调用显示子程序 ·20·