态术逻辑运算和位操作。主要包括算术逻辑运算单元累加器位处理器程序状态字寄存器以及码修正电路等。控制器控制器是单片机的指挥控制部件，控制器的主要任务是识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。控制器主要包括程序计数器程序地址寄存器指令寄存器指令译码器条件转移逻辑电路及时序控制逻辑电路。的存储器和并行端口单片机采用的是哈佛结构，即程序存储器空间和数据存储器空间是各自独立的。这种结构对于单片机面向控制的实际应用极为方便。它的存储空间可划分为类程序存储器内部数据存储器特殊功能存储器位地址空间和外部数据寄存器。共有个双向的位并行端口，分别记作，共有根口线，端口的每位均由锁存器输出驱动器和输入缓冲器所组成。的端口寄存器属于特殊功能寄存器，这个端口除了按字节寻址之外，还可按位寻找。由于它们在结构上有些差异，故各端口的性质和功能会有些差异。振荡器特性和芯片擦除特性振荡器特性和分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，应不接。有余输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。芯片擦除整个阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持管脚处于低电平来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。吉林化工学院毕业设计说明书此外，设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，停止工作。但，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下个硬件复位为止。与的区别及优点是个低功耗，高性能位单片机，片内含的可反复擦写次的只读程序存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术制造，兼容标准指令系统及引脚结构，芯片内集成了通用位中央处理器和存储单元，功能强大的微型计算机的可为许多嵌入式控制应用系统供给高性价比的解决方案。具有如下特点个引脚，片内程序存储器，的随机存取数据存储器，个外部双向输入输出口，个中断优先级层中断嵌套中断，个位可编程定时计数器,个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。此外，设计和配置了振荡频率可为并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，暂停工作，而定时计数器串行口外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有和等三种封装形式，以适应不样产品的需求。与相比，外型引脚完全相同，的程序无须任何转换可直接在运行，结果样。比还新增了些功能，支持在线编程和看门狗是其中主要特点。它们之间主要区别在于以下几点引脚功能管脚几乎相同,变化的有,在中具有第二功能，即这个引脚的第二功能组成了串行编程的接口。编程功能仅支持并行编程，而不但支持并行编程还支持再线编程。在编程电压方面,的编程电压除正常工作的外，另需要,而仅仅需要即可。烧写次数更高标称烧写次数是次，实为次，这样更有利开始学习者反复烧写，降低学习成本。工作频率更高极限工作频率是，而最高工作频率是，芯片有两中型号，支持最高工作频率分别为和从而具有更快的计算速度。毕业设计电源范围更宽工作电压范围，达，而在底于和高于的时候则无法正常工作。抗干扰性更强内部集成看门狗计时器，而需外接看门狗计时器电路，或者用单片机内部定时器构成软件看门狗来实现软件抗干扰。虽然现在因为它的优点正得到大力推广使用，但是具有指令简单，易学易懂，外围电路简单，硬件设计方便，口操作简单，无方向寄存器，资源丰富的优点，般的设计足够用在简单控制系统中。并且它的价格便宜容易购买，网上或者书面资料丰富容易查到，程序烧写的过程也比较简单。所以选用作为论文的单片机芯片。外扩电路论文选用的芯片是。芯片引脚图如图所示。图引脚图吉林化工学院毕业设计说明书的主要性能如下表所示。表主要性能参数参数值读取时间读操作电压写擦操作电压字节擦除时间写入时间容量封装兼容的工作方式见下表所示。表的工作方式输入输出引脚号,待机任意任意高阻读写负脉冲查询由上表可知，的工作方式有种维持方式当为高电平时，进入低耗维持方式。此时，输出线呈高阻态，芯片的电流从降至维持电流。读方式当和均为低电平而为高电平时，内部的数据缓冲器被打开，数据送上总线，此时，可进行读操作。写方式提供了两种数据方式页写入和字节写入。页写入片内设置了字节的页缓冲器，并将整个存储器阵列划分成页，每页个字节。页的区分可由地址的高位来确定，地址线的低位用以选择页缓冲器中的个地址单元之。毕业设计写方式时，为低电平，在下降沿，地址码被片内锁存器锁存，在上升时数据被锁存。片内还有个字节装载限时定时器，只要时间未到，数据可以随机地写入页缓冲器。在连续向页缓冲器写入数据的过程中，不用担心限时定时器会益处，因为每当下降沿时，限时定时器自动被复位并重新启动计时。字节写入字节写入的过程与页写入的过程类似，不同之处是仅写入个字节，限时定时器就溢出。数据查询方式数据查询是指用软件来检测写操作中的页存储周期是否完成。在页存储期间，如对执行读操作，那么读出的是最后写入的字节，若芯片的转储工作未完成，则读出数据的最高位是原来写入字节最高位的反码。据此，可判断的编程是否结束。如果读出的数据与写入的数据相同，表示芯片已完成编程，可继续向装载下页数据。芯片与单片机接口时，的片选端与高地址线连接，才能选中，这种线选法决定了对应多组地址空间，即，。这字节存储器可作为数据存储器使用，但掉电后数据不丢失。与接口电路如图单片机由于受引脚数的限制，数据线和地址线是复用的，由口兼用。为了将它们分离出来，以便同单片机片外的扩展芯片正确的连接，需要在单片机外部增加地址锁存器。论文中使用。是带有三态门的八锁存器。芯片引脚图如下图所示。吉林化工学院毕业设计说明书图引脚图当使能信号线为低电平时，三态门处于导通状态，允许输出到当端为高电平时，输出三门断相应操作，可有效地防止饮水机干烧。这种设计与单片机的连接及其的简单并且可以将加热体中缺水的信号通过单片机显示到显示模块上，方便用户及时发现缺水信息并及时解决。图加热体及水位控制器示意图显示电路及键盘电路的设计根据设计要求我们要为饮水机设计人机对话设备。目前，在般的智能仪器中都采用键盘和七段显示器，在示波器，频谱仪，逻辑分析器或其他功能较完善的智能仪器中采用或显示器，少数仪器还附有微型打印机或绘图仪等，新型的仪器还有语音输出，在此我们讨论最常见的键盘，显示器这两种最常用的输入输出设备。首先我们来讨论饮水机的输出设计，在这里我们使用显示器。发光二极管是种简单而常用的输出设备，智能仪器常用它来显示测量的结果或仪器的工作状态等信息。它的优点是价格低，寿命长，对电流电压的要求低及容易实现多路等但具有亮度较低温度依赖性较大等缺点。适宜也脉冲工作状态，在平均电流相同的情况下，脉冲工作状态可产生比直流工作状态较强的亮度。般其每秒可导通次次，每次为几毫秒。有单个七段及点阵等类型。七段有共阴极与共阳极两种。对共阴极型数码管来说，公共阴极接地，当阳极上的信息为时，段就被点亮信息为时，段就不亮。对共阳极型数码管来说，公共阳极接到电压合适的电源上，当阴极上的信息为时，段就不亮信息为时，段就点亮。为了七段上显示字符，必须向显示器输入相应的字形码或称为段码，完成字符代码到段代码的转换称为译码。般有硬件译码和软件译码两种方法。在该设计中我们使用硬件译码我们所采用的译码器是译码器。常用的七段显示器译码器的与的等等。其中必须使用共阳极七段显示器，等则使用共阴极七段显示器。下图为集成电路译码器还有引脚图。在正常操作时，当输入则输出。故使显示器显示。当输入时，输出，显示器显示。在中尚有与控制脚，其功能分述如下该电路是由与非门输入缓冲器和个与或非门组成的段译码器驱动器。通常是低电平有效，高的灌入电流的输出可直接驱动显示器。个与非门和个驱动器成对连接，以产生可用的数据及其补码至个与或非译码门。剩下的与非门和个输入缓冲器作为试灯输入端灭灯输入动态灭灯输出端及动态灭灯输入端。该电路接受位二进制编码十进制数输入并借助于辅助输入端状态将输入数据译码后去驱动个七段显示器。输出结构设计成能承受段显示所需要的相当高的电压。驱动显示器各段所需的高达的电流可以由其高性能的输出晶体管来直接提供。输入计数以上的显示图案是鉴定输入条件的唯信号。该电路有自动前后沿灭零控制和。试灯可在端处在高电平的任何时刻去进行，该电路还含有个灭灯输入，它用来控制灯的亮度或禁止输出。该电路在应用中可以驱动共阳极的发光二极管或直接驱动白炽灯指示器。之输出系为驱动器设计，其逻辑之吸入电流高达，故在使用必须加入左右电阻加以限流，以免过大电流流经而烧毁显示器。图集成电路译码器管脚图本设计中的显示电路由位七段码显示器组成，根据用户所选模式的不同，显示器的第位显示字符温水模式或字符开水模式若系统检测到水量不足时，显示器第位显示字符。采集到的数字水温态术逻辑运算和位操作。主要包括算术逻辑运算单元累加器位处理器程序状态字寄存器以及码修正电路等。控制器控制器是单片机的指挥控制部件，控制器的主要任务是识别指令，并根据指令的性质控制单片机各功能部件，从而保证单片机各部分能自动而协调地工作。控制器主要包括程序计数器程序地址寄存器指令寄存器指令译码器条件转移逻辑电路及时序控制逻辑电路。的存储器和并行端口单片机采用的是哈佛结构，即程序存储器空间和数据存储器空间是各自独立的。这种结构对于单片机面向控制的实际应用极为方便。它的存储空间可划分为类程序存储器内部数据存储器特殊功能存储器位地址空间和外部数据寄存器。共有个双向的位并行端口，分别记作，共有根口线，端口的每位均由锁存器输出驱动器和输入缓冲器所组成。的端口寄存器属于特殊功能寄存器，这个端口除了按字节寻址之外，还可按位寻找。由于它们在结构上有些差异，故各端口的性质和功能会有些差异。振荡器特性和芯片擦除特性振荡器特性和分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，应不接。有余输入至内部时钟信号要通过个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。芯片擦除整个阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持管脚处于低电平来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。吉林化工学院毕业设计说明书此外，设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，停止工作。但，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下个硬件复位为止。与的区别及优点是个低功耗，高性能位单片机，片内含的可反复擦写次的只读程序存储器，器件采用公司的高密度非易失性存储技术制造，兼容标准指令系统及引脚结构，芯片内集成了通用位中央处理器和存储单元，功能强大的微型计算机的可为许多嵌入式控制应用系统供给高性价比的解决方案。具有如下特点个引脚，片内程序存储器，的随机存取数据存储器，个外部双向输入输出口，个中断优先级层中断嵌套中断，个位可编程定时计数器,个全双工串行通信口，看门狗电路，片内时钟振荡器。此外，设计和配置了振荡频率可为并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，暂停工作，而定时计数器串行口外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有和等三种封装形式，以适应不样产品的需求。与相比，外型引脚完全相同，的程序无须任何转换可直接在运行，结果样。比还新增了些功能，支持在线编程和看门狗是其中主要特点。它们之间主要区别在于以下几点引脚功能管脚几乎相同,变化的有,在中具有第二功能，即这个引脚的第二功能组成了串行编程的接口。编程功能仅支持并行编程，而不但支持并行编程还支持再线编程。在编程电压方面,的编