基于单片机S3F9454的水位水温检测电路的设计

金色传说

[摘要]介绍了一种韩国三星公司生产的高性能8位单片机S3F9454。 给出了以该单片机为
核心的水位水温检测电路。分别介绍了--种通过串行发光二极管(LED)显示驱动器MAX7219与两
: S5 W) M* J4 U; R$ b* A# x个3位数码管构成的水位显示器和水温显示器、--种有多个电极的探测棒和与这些电极相连接的电.
" x5 H& i: P) M! f7 W* b, e$ ?阻网络构成的水位传感器以及与其相关的水位检测电路、一种由热敏电阻构成的水温传感器以及与.
其相关的水温检测电路;介绍了水位检测原理和水温检测原理;以及如何用单片机S3F9454来完成检.
9 ]$ g5 Z; r# G( f3 a测和显示的过程,给出了各功能模块的程序流程。
9 f% W7 p3 O9 _6 [; [3 o! E/ e
5 j+ G' U5 Y2 {% o2 y/ V3 Z$ @) Z. Y关键词:单片机，S3F9454, MAX7219,水位检测，水温检测

- X5 ~* P0 I. D( A* b2 Y! [0引言
S3F9454是韩国三星公司生产的高性能8位微处
理器，其价格低廉、控制功能强、工作稳定,是一种较理
( f/ y, \4 W  p# u% a. j想的微控制器,可以用于各种控制电路中。本文介绍.
笔者为某太阳能热水器研制的控制系统中的水位、水
0 R6 ^( z6 W& o2 Z温检测电路的设计和各功能模块的程序流程。
( U, ^+ d: c6 \! f1 S3F9454 单片机的结构和特点
封装形式：DIP,有20引脚和16引脚两种。
ROM:4 kB Flash存储器,208 B RAM。
% h$ D% m. `* W7 Y2 H$ \5 mRAM:208 B,其中16 B作为工作寄存器且这16
个寄存器都可以作为累加器。
控制寄存器:26 个,11个系统控制,15个I/0控.
制。
2 K+ E3 R2 w9 z7 z" M$ W, G, F. G精简指令集:41条指令,最短执行时间400 ns
(fosc=10 MHz)。
振荡器:可接外部晶体振荡器,其频率范围1 MHz .
! F# L- y" p9 b5 z1 I6 I~ 10 MHz;也可只用内部RC振荡器,在5 V电源时有
3.2MHz和0.5MHz两种频率。
& m* T5 w* c9 n0 E( E看门狗功能:1个8位看门狗定时器。.
$ M( N2 N6 H% q" E4 K3 c& Y复位功能:内外两种复位,内复位为低电压复位,.
可设置为2.3 V.3.0 V.3.9 V;外部低电平复位;不用
/ L  t3 B. i! i& N4 ~外部复位时,其复位引脚可用做普通I/0引脚。
* G% @, M( X7 R" [4 m$ ^+ B中断源:4个(1个中断矢量)。
# `+ e6 r% }9 TI/0口:3个(最大18个I/O引脚)。
脉宽调制( PWM)功能:1个8位PWM输出。
# }1 E& K0 K/ _3 r+ c% N3 C定时器:1个基本定时器,1个8位定时/计数器。
A/D转换器:1个10位A/D转换器,9个模拟输
% W6 k) }$ S5 y8 M入。
9 H5 V& c- U1 A" c' d工作电压:2 V ~5.5 V。
工作温度: -40C ~ +85%C
2水位检测
图1为基于S3F9454的水位、水温检测电路。
可以看出,水位传感器是在一根探棒上等间隔布
置10个电极,电极与-一个电阻网络(R1 ~R11 )相连，
0 @- q7 C5 X, X" Y& g3 H. M它们与R14一起构成分压电路,设计时要恰当地选择
5 ]6 z$ j4 m1 l9 d: G+ w) O" |这些电阻的阻值,使得探棒悬空时,a点有一个恰当的
) G, R7 q" H, l( L7 i/ e电压值。探棒深入水中时,每淹没一个电极,由于水电
8 Z' g" b- v- r. E0 ^0 h阻的作用,a点的电压值都会发生变化。不同的电压
0 V, {7 {* O( i6 y值代表了被水淹没的不同的电极。R11、 R12、R13、
' u. E% b/ @. Q0 b7 ]5 t: jC1.U1构成振荡器,该振荡器输出的交变电压接到探
. g0 b. P9 V8 ]! X棒的电极,这样可以避免水中的离子向电极沉积而结
  z: T2 w! W" ^) k6 W" d垢。V1、C2、R15.U4构成解调电路,将a点的交变电
4 z- R0 h9 o$ i* _1 Q4 c压解调成直流。R16、R17将其转换为适于单片机.
3 a; Q- o* `6 d4 @- W- dS3F9454工作的电压值，该电压代表了水位的高低。.
把它接入S3F9454的P0. 6。
P0.6是单片机A/D转换器的模拟输入口之- - 。
! z2 x- z8 {9 F3 M, a# x探棒在水中随着水位的变化,每淹沒一个电极表示水
位变化10%。水满时,淹没最上面的电极显示100%。
6 y. j+ s! y8 s: {单片机中的A/D转换器将这个电压变换成相应的数
; K* t0 m1 a1 X) M字量。该数字量代表被水淹没的探极所处的水位，数
6 o4 k  u; p- ^- O) C码管显示水位分别为0, 10,20, ..,100,直观地表示水
, y% Y- j  V8 S0 X" n) s# w% w位在水箱中的百分数。但实际的A/D转换值不是这
些显示值，因此要对变换后的数字量进行处理,使其成
! A! w9 B# H2 p* ~: s9 [& P为相应的显示值。

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S3F9454是韩国三星公司生产的高性能8位微处理器，其价格低廉、控制功能强、工作稳定

财菜

S3F9454是韩国三星公司生产的高性能8位微处理器，其价格低廉、控制功能强、工作稳定