太阳能热水器智能控制毕业论文

太阳能热水器智能控制毕业论文

（3）外设接口部分

可由编程决定三个端口的功能

输入

输出

其它

8位锁存 / 缓A口 8位锁存 双向

冲 8位锁存 / 缓B口 8位锁存

冲

8位锁存 / 缓可分成两组分别作A口、B口的选通联络C口 8位锁存

冲 线 2、8255A的端口操作

A1 A0 选中 0 0 PA口 0 1 PB口 1 0 PC口

1 1 控制寄存器

二、8255A的工作方式及方式选择 1、8255A的工作方式

（1）方式0 ——基本输入/输出方式

A口、B口、C口均有此方式，无选通， 是单片机与外部设备之间的直接数据通道。 （2）方式1 ——

12

太阳能热水器智能控制毕业论文

仅PA口、PB口有此方式，PC口中若干位作联络信号线。 各联络信号线的意义：

/STB —— 输入选通信号，外设发来。

IBF —— 输入缓冲器满信号，发给外设（通知外设数据未被取走，暂不能接收新数据） INTR —— 中断请求信号，外部设备发给单片机 INTE —— 中断允许信号

/OBF —— 输出缓冲器满信号，发给外设（单片机将数据已送到指定口，外部设备可以取走） /ACK —— 外设响应信号，由外部设备发来（数据已送到外部设备）

（3）方式3 ——双向方式

仅PA口有此方式。PC3 ~ PC7作联络线

此时，PB口可以是方式0；也可以是方式1（PC0 ~ PC1作联络线）。 2、8255A的方式控制字

用编程方法向8255A的控制口写控制字，可决定它的工作方式。有两个控制字：

（1）方式选择控制字

“1”——方式控制标志位

D6、D5——决定A组的工作方式，0 0 —— 方式0 0 1 —— 方式1

1 × —— 方式2

D4 —— A口的传输方向，1 —— 入，0 —— 出。

D3 —— PC7 ~ PC4的传输方向，1 —— 入，0 —— 出。

D2 —— 决定B组的工作方式，0 —— 方式0，1 —— 方式1。 D1 —— B口的传输方向，1 —— 入，0 —— 出。 D0 —— PC3 ~ PC0传输方向，1 —— 入，0 —— 出。

13

太阳能热水器智能控制毕业论文

（2）PC口置位/复位控制字

“0”—— 标志位。 D6、D5 —— 不使用位。

D3、D2、D1—— 位选择位，000 ~ 111 分别对应PC7 ~ PC0。 D0 —— 位状态位，1 —— 置位，0 —— 复位。

3 太阳能热水器中央控制器的硬件设计 3.1 前端模拟电路设计

现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也就可以确定了。测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。

1.根据测量对象与测量环境确定传感器的类型

要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需

14

太阳能热水器智能控制毕业论文

要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。

2.灵敏度的选择

通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。但要注意的是，传感器的灵敏度高，与被测量无关的外界噪声也容易混入，也会被放大系统放大，影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽减少从外界引入的串扰信号。

3.频率响应特性

传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。传感器的频率响应高，可测的信号频率范围就宽，而由于受到结构特性的影响，机械系统的惯性较大，因有频率低的传感器可测信号的频率较低。

4.线性范围

传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。但实际上，任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在一定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性的，这会给测量带来极大的方便。

5.稳定性

传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前，应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当的措施，减小环境的影响。

6.精度

精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。

如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，

15

太阳能热水器智能控制毕业论文

就需选用精度等级能满足要求的传感器。对某些特殊使用场合，无法选到合适的传感器，则需自行设计制造传感器。自制传感器的性能应满足使用要求[11]。

本系统设计以采集温度为例，通过选用不同的传感器及其相应传感器的放大电路，可实现多路采集不同的测量数据如温度、湿度、压力等数据。

3.1.1 温度传感器选用

本系统采用接触式温度传感器DS18B20。DS18B20、 DS1822 “一线总线”数字化温度传感器是DALLAS最新单线数字温度传感器， 同DS1820一样，DS18B20也 支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS1822的精度较差为± 2°C 。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。而且新一代产品更便宜，体积更小。

3.1.2 DS18B20与单片机的典型接口设计

可以采用外接电源与寄生电源供电（就是供电电源从数据线上得到）：

16