AT89S52单片机智能热水器控制系统的设计+源代码+电路图(3)
图6 DS18B20接线图
2.3 键盘电路的设计
键盘设计可以用独立式键盘或者是矩阵式键盘，各有优缺点。用独立式键盘设计简单，编程简单，但是需要在CPU不断的扫描查询端口状态，这就需要单片机检查键盘是否有按下，另外它占用的IO端口较多，在单片机数据端口较少时，是不易采用此种接法。矩阵式键盘占用的端口较少，但是接线复杂，编程较难，在单片机端口较少时，易采用这种接线方式。CPU查询外设时可以采用中断方式或者扫描方式，中断方式下，CPU利用率高，还能够处理其他的工作，查询方式下，CPU大量的时间都浪费在对端口状态的查询。但是本文的单片机按键较少，占用的端口只有三个，所以用采用独立式键盘设计较好。采用的是查询方式，因为中断方式下编程较难，由于时间能力有限，所以用这种方式。
按键有三个：温度设定键、温度加、温度减
电源用5V供电即可，端口分别与单片机的P1.2\P1.3\P1.4连接
按键电路如图7所示。
图7 按键电路图
2.4 LCD显示电路及报警电路的设计
采用的液晶显示器型号为LCD1602，它能够显示字符、数字等可以显示两行，每行之间有间隔。其管脚有VSS电源地、VCC电源正极、V0对比度（接地时对比度高，接电源时对比度低）、RS寄存器选择、RW读写控制、E使能端、D0-D7数据输入端口[6,7]。
LCD1602中有很多字符，与数码管相比，其有很大的优势，且使用方便，若要显示字符等可以用程序设计达到目的。数据端口分别与单片机的P0.0-P0.7相连接，RS\RW\E分别于单片机的P2.0\P2.1P2.2相连接，由温度传感器输入的数字量经单片机处理，输出到液晶显示器上显示。它显示测量的温度、报警温度、键盘输入的设定温度，按两行显示，如图8所示。
图8 液晶显示模块
图中需要加上拉电阻，用5V电源供电，RP1是排阻。为了使显示清晰，VDD接电源地，这样就能清楚的显示字符和温度。
当测量的水温高于65℃时，单片机会向端口输出一个信号，经放大器放大后能够驱动蜂鸣器报警，（由于仿真时蜂鸣器不响，不容易看出结果变化，所以在蜂鸣器与接地之间加一个黄色的LED灯显示）。此时电加热模块停止工作，温度低于设定值时电加热模块开始加热工作，（由于是弱点控制强电，所以本文采用的是用LED来代替电阻加热信号）。温度在设定到65℃之间时，电加热不工作。报警电路的输入端与单片机的P2.5连接，加热电路与单片机的P2.4相连，电加热用绿色的LED代替。在LED接线时应注意不能接反了，它是有正负之分的。其中加热模块的灯需要加上拉电阻驱动，否则灯不会太亮。报警电路和加热电路如图9所示。
图9 报警电路和加热电路
2.5 系统总体硬件电路图
图10 系统原理图
热水器开始工作时，首先测量水的温度，并且将其结果通过单片机处理后，经LCD显示出来。这时如果有按键按下，设定想要加热的温度时，则就处理键盘输入值，若输入的数值大于测量的温度时，就启动加热，若输入值小于测量时，则不加热。若温度大于65℃时，这时就停止加热，蜂鸣器开始一直响，直到温度在65℃以下，才停止。LCD上显示两行字符，其中第一屏是当前水的实际温度，第二屏是报警温度，第三是设定的温度，并且第二行都显示当前水温。其中设定的温度可以通过三个按键设定（有加减按键，没按一次，加或减1度）。系统总体电路图如图10所示。
3. 系统软件设计
3.1 按键程序设计
图11 按键扫描流程图