基于PIC单片机的热水控制器设计

三系统软件设计

系统软件采用PIC16C5X精简指令编写。由于PIC16C57没有中断功能，因此本系统中键盘扫描、漏电检测等子程序都通过查询实现，并采用4MHz的时钟频率，对指令的运行时间进行了精确计算和设计，保证软件的可靠性和稳定性。系统主程序框图如图4 所示，本文讨论键盘显示与水温测量两个模块。 键盘和显示 本系统中，有四个功能按键：定时加水、恒温控制、手动加水和手动加热；三个七段码显示与四个LED 灯指示。

a) 按下定时加水按钮时，定时LED变亮，并以当前时间为定时时标，每24小时自动加水至设定水量；若长按此钮超过5 秒，定时LED 灭，并听到“嘟”一声进行水量设定，此后每按一下钮，水量显示加一档，1~4 档循环显示，不按此钮超过5 秒，再次听到“嘟”一声，水量设定完毕。系统的定时功能主要通过软件完成。PIC16C5X内带一个8 位定时器/计数器RTCC，在进行24 小时定时加水时采用了该定时器。

RTCC 工作状态由OPTION 寄存器控制，其中OPTION寄存器的RTS位用来选择RTCC的计数信号源，当RTS为“1”时，信号源为来自RTCC 引脚的外部信号，RTS 为“0”时，信号源为内部时钟。OPTION寄存器的PSA 位控制预分频器分配对象，当PSA为“1”，分配给RTCC，即外部或内部信号经过预分频器分频后再输出给RTCC。预分频器的分频比率由OPTION内的PS0~PS2决定。OPTION 的RTE 位用于选择外部计数脉冲的触发沿，当RTE为"1"时下降沿触发，“0“时为上升沿触发。RTCC计数器采用递增方式计数，当计数至FFH 时，在下一个计数发生后，将自动复零，重新开始计数，以此循环下去。在实际设计中，OPTION寄存器为“00100111“，即定时器的信号源来自RTCC 引脚的外部信号，预分频器的分频比率为1：256，上升沿触发。RTCC引脚信号的输入频率为1kHz，因此RTCC 计数至FFH 时需65536ms。通用寄存器F0EH、F0FH用作定时暂存。当设置定时加水功能时，初始化RTCC、OPTION、F0EH、F0FH,开始进行定时，每隔256ms查询一次RTCC 的值，RTCC每循环一次，F0EH－F0FH增1，当增到1318时，24小时定时到，寄存器复位，自动加水。

b) 按下恒温控制钮，恒温LED变亮，表示进行恒温控制，再按一下LED灭，取消恒温控制。与水量设定类似，长按后，进行温度设定。

c) 按下手动加热钮时，加热LED变亮，加热至65℃，如水量少于1档，则先加水到1档，再按一次取消加热。

d) 按下手动加水钮时，加水至设定水量值，长按可设定水量。手动加水过程中，再次按下取消加水。 正常情况下，两个七段码显示当前水温，另一个显示当前水位。水温测量 温度读取是通过与DS1820通信完成。DS1820通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念。因此系统对DS1820的各种操作必须按协议进行。

操作协议为：初始化DS1820(发复位脉冲 →发ROM功能命令 →发存储器操作命令 →处理数据)。各操作时序图如图6 和图7 所示。 本程序中需用到的操作命令如下： SKIPROM 命令(CCH)：此命令执行后，表示以后的存储器操作命令将针对在线的所有DS1820，由于本系统中只有一片DS1820，因此发出此命令后，就可对其进行操作。 CONVERT 命令代码［44H］：启动在线DS1280 进行温度A/D 转换。 READSCRATCHPAD 命令代码[BEH]：读取温度寄存器的温度值。 对DS1820操作的总体流程图如图8所示。其他功能程序 漏电检测、数据处理、定时计数等其他功能程序都根据程序运行时间进行了统筹设计，在此不再进行详述。

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