電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)的研究畢業(yè)論文

1、<p>　　電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)的研究</p><p>　　Research on Control System of Electric Water Heater Temperature and Water Level</p><p>　　院（部）名稱： 電子信息與電氣工程 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化（專升本）20

2、11級(jí) </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師職稱： <

3、/p><p>　　2013年 5 月</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要：I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　引言1</b></p><

4、p>　　第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　1.1水溫水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求3</p><p>　　1.2 系統(tǒng)總體方案的選擇3</p><p>　　1.3溫度傳感器的選擇4</p><p>　　1.4水位傳感器的選擇5</p><p>　　第二章 元器件介紹及硬件電路設(shè)計(jì)6</p

5、><p>　　2.1 元器件介紹6</p><p>　　2.1.1 溫度傳感器6</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)AT89C528</p><p>　　2.1.3 LCD1602液晶屏9</p><p>　　2.1.4 超聲波測(cè)距儀10</p><p>　　2.1.5 鍵盤11&l

6、t;/p><p>　　2.2 硬件電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　2.2.1 溫度采集電路11</p><p>　　2.2.2 溫度控制電路12</p><p>　　2.2.3 LCD1602液晶顯示電路12</p><p>　　2.2.4水位監(jiān)測(cè)電路13</p><p>　　2.2.5

7、鍵盤電路14</p><p>　　2.2.6水位控制電路14</p><p>　　2.2.7語(yǔ)音播報(bào)電路15</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1程序結(jié)構(gòu)說(shuō)明17</p><p>　　3.2程序流程圖17</p><p>　　3.2.1主程序17

8、</p><p>　　3.2.2 LCD1602顯示程序流程圖19</p><p>　　3.2.3 溫度采集處理程序20</p><p>　　3.2.4超聲波測(cè)距程序20</p><p>　　3.2.5鍵盤程序21</p><p>　　3.3操作指引22</p><p>　　第四章 實(shí)

9、驗(yàn)測(cè)試24</p><p>　　4.1 LCD1602顯示“ABCD1234”24</p><p>　　4.2鍵盤及數(shù)字顯示結(jié)合24</p><p>　　4.3整機(jī)調(diào)試24</p><p><b>　　結(jié)論26</b></p><p><b>　　致謝27</b>

10、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　附錄A29</b></p><p><b>　　附錄B30</b></p><p>　　電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)的研究</p><p>　　摘要：本設(shè)計(jì)介紹了一種以AT

11、89C52單片機(jī)為控制核心、以一種新型的可編程溫度傳感器（DS18B20）為溫度采集器件來(lái)實(shí)現(xiàn)水溫水位控制系統(tǒng)。文章著重介紹核心器件的選擇、各部分電路及軟件的設(shè)計(jì)。AT89C52單片機(jī)完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的性能和強(qiáng)大的中斷處理能力，決定了該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、程序簡(jiǎn)短、系統(tǒng)可靠性高等。水位以AT89C52單片機(jī)檢測(cè)缺水溢流，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，溫度檢測(cè)采用新型的可編程溫度傳感器（DS18B20），不需要復(fù)雜的信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換

12、電路，能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集和處理，采用LCD1602液晶實(shí)時(shí)顯示溫度值，并由語(yǔ)音模塊實(shí)時(shí)播報(bào)。實(shí)現(xiàn)方便、簡(jiǎn)單。本系統(tǒng)根據(jù)不同需要可用于各種場(chǎng)合。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)； DS18B20；LCD1602 ；語(yǔ)音播報(bào)；控制</p><p>　　Research on Control System of Electric Water Heater Temperature a

13、nd Water Level</p><p>　　Abstract：This design introduces a AT89C52 MCU as the control core, a new programmable temperature sensor (DS18B20) for the temperature acquisition device to achieve the water temperat

14、ure control system. The design of this article mainly introduces the core device of choice, each part of the circuit and software. AT89C52 microcontroller perfect internal structure, excellent performance and powerful in

15、terrupt processing ability, determines the characteristics of the control system: the circuit str</p><p>　　Key words：microcontroller ；DS18B20 ； LCD1602 ；voice broadcast；control；</p><p><b>

16、　　引 言</b></p><p>　　自70年代以來(lái)，由于工業(yè)過(guò)程控制的需要，特別是在電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法的推動(dòng)下，國(guó)外溫度控制系統(tǒng)發(fā)展迅速，并在智能化自適應(yīng)參數(shù)自整定等方面取得了優(yōu)異成果。在這方面日本、美國(guó)、德國(guó)、瑞典等國(guó)技術(shù)處于領(lǐng)先地位，并且都生產(chǎn)出了一批商品化性能優(yōu)異的溫度控制器及儀器儀表，并在各行業(yè)廣泛應(yīng)用。 </p><p>　　目前，國(guó)

17、外溫度控制系統(tǒng)及儀器儀表正朝著高精度、智能化、小型化等方面快速發(fā)展。 溫度控制系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來(lái)講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國(guó)、德國(guó)等技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家相比，仍然有著較大的差距。目前，我國(guó)在這方面總體技術(shù)水平處于20世紀(jì)80年代中后期水平。成熟產(chǎn)品主要以“點(diǎn)位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它只能適應(yīng)一般溫度系統(tǒng)控制，難于控制滯后復(fù)雜時(shí)變溫度系統(tǒng)控制，而且應(yīng)用于較高控制場(chǎng)合的智能化、

18、自適應(yīng)控制儀表國(guó)內(nèi)的技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應(yīng)用的控制儀表較少?，F(xiàn)在，我國(guó)在溫度等控制儀表業(yè)與國(guó)外還有著一定的差距。</p><p>　　溫度、壓力，流量和液位是四種最常見(jiàn)的過(guò)程變量，其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗苯佑绊懭紵⒒瘜W(xué)反應(yīng)、發(fā)酵、烘烤、煅燒、蒸餾、濃度、擠壓成形，結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。溫度控制在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，由于其具有工況復(fù)雜、參數(shù)多變、運(yùn)行慣性大、控制滯后等

19、特點(diǎn),它對(duì)控制調(diào)節(jié)器要求較高。溫度控制不好就可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問(wèn)題。盡管溫度控制很重要，但是要控制好溫度常常會(huì)遇到意想不到的困難。</p><p>　　隨著嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)的快速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)電子產(chǎn)品的小型化和智能化要求越來(lái)越高，作為高新技術(shù)之一的單片機(jī)以其體積小、價(jià)格低、可靠性高、適用范圍大、本身的指令系統(tǒng)等諸多優(yōu)勢(shì)，在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)都得到了廣泛應(yīng)用。</

20、p><p>　　本文主要介紹以單片機(jī)控制水溫、水位的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程，其中涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件的選取、程序的調(diào)試和系統(tǒng)參數(shù)的整定。在系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)選取了AT89C52芯片作為該控制系統(tǒng)的核心，溫度信號(hào)由新型的可編程溫度傳感器（DS18B20）提供。通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的控制，使用繼電器作執(zhí)行部件對(duì)水位的自動(dòng)控制。系統(tǒng)控制對(duì)象為水箱。水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變,

21、具有較好的快速性與較小的超調(diào)。該系統(tǒng)為一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，要求系統(tǒng)有控制能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)主要可變參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。使用軟件編程既減少了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工作量，又提高了系統(tǒng)開(kāi)</p><p>　　發(fā)的速度，使用軟件還可以提高所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。</p><p>　　第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1水溫水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)和要求</p><p>　

22、　該系統(tǒng)為一實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)：</p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)水溫水位自動(dòng)控制系統(tǒng)，控制對(duì)象為水杯。水位實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加水和自動(dòng)溢出控制，水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)整，以保持設(shè)定的溫度基本不變。</p><p>　　利用AT89C52單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫水位的智能控制，使水溫水位在設(shè)定范圍內(nèi)控制溫度和水位恒定。利用儀器讀出水溫，并在此基礎(chǔ)上將參數(shù)調(diào)節(jié)到我們通過(guò)

23、鍵盤輸入的范圍之內(nèi)，而且能夠?qū)囟蕊@示在LCD1602液晶上并由語(yǔ)音模塊實(shí)時(shí)播報(bào)。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體要求：</b></p><p>　　（1）由鍵盤設(shè)定溫度，設(shè)定范圍為0一99℃，最小區(qū)分度為l℃，標(biāo)定溫差＜1。</p><p>　?。?）溫度低于設(shè)定溫度值時(shí)加熱，溫度高于設(shè)定值時(shí)降溫</p><p&

24、gt;　?。?）用LCD1602液晶實(shí)時(shí)顯示水的實(shí)際溫度。</p><p>　?。?）實(shí)現(xiàn)容器中水位低于設(shè)定下限時(shí)自動(dòng)加水,，防止燒干；高于設(shè)定上限時(shí)自動(dòng)抽水，從而使水位恒定。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)總體方案的選擇</p><p>　?。?）方案一 （如圖1.1）此方案是傳統(tǒng)的二位式模擬控制方案，其基本思想與方案采用上下限比較電路，控制精度比較高。這種方法

25、還是模擬控制方法，因此也不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法使控制溫度做的更精確。而且不能用數(shù)碼管顯示和鍵盤設(shè)定。</p><p><b>　　圖1.1模擬電路</b></p><p>　　（2）方案二 （如圖1.2）此方案采用AT89C52單片機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)軟件編程</p><p>　　靈活，自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。單片機(jī)系

26、統(tǒng)可用數(shù)碼管顯示水溫的實(shí)際值，能用鍵盤輸入設(shè)定值等功能。本方案選用了AT89C52芯片，不需要外擴(kuò)展存儲(chǔ)器，可使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。</p><p>　　方案論證 方案一是傳統(tǒng)的模擬控制方式，而模擬控制系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制規(guī)律，控制方案的修改也較麻煩。而方案二是采用以AT89C52為控制核心的單片機(jī)控制系統(tǒng)，尤其對(duì)溫度控制，可以達(dá)到模擬控制所達(dá)不到的控制效果，并且可以實(shí)現(xiàn)顯示、鍵盤設(shè)定，報(bào)警等功能。大大提高系

27、統(tǒng)的智能化，也使得系統(tǒng)所測(cè)結(jié)果的精度大大提高了。所以本次設(shè)計(jì)采用方案二。</p><p>　　圖1.2 控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　1.3溫度傳感器的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案的選擇主要是感溫元件的選擇,經(jīng)查閱資料,IC式感溫器在市場(chǎng)上應(yīng)用比較廣泛的有以下幾種：</p><p>　　1．AD590：電流輸出型的測(cè)溫組件,溫度每

28、升高1 攝氏度K (凱式溫度)，電流增加1μA，溫度測(cè)量范圍在一55℃ ～150℃之間。其所采集到的數(shù)據(jù)需經(jīng)A/D 轉(zhuǎn)換，才能得到實(shí)際的溫度值。</p><p>　　2．DS18B20：除了測(cè)量溫度外，它還可以把溫度值以數(shù)字的方式(9 B i t ) 送出，溫度送出的精度為0.5℃，溫度測(cè)量范圍在-55℃ — 125℃ 之間，可以做恒溫控制。</p><p>　　3. SMARTEC感溫組

29、件:這是一只3個(gè)管腳感溫IC，溫度測(cè)量范圍在-45℃ ～ 13℃，誤差可以保持在0.7℃ 以內(nèi)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用DS18B20感溫IC，這是因其性能參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求，接口簡(jiǎn)單，內(nèi)部集成了A/D 轉(zhuǎn)換，測(cè)溫更簡(jiǎn)便，精度較高，反應(yīng)速度快，且經(jīng)過(guò)市場(chǎng)考察，該芯片易購(gòu)買，使用方便。</p><p>　　1.4水位傳感器的選擇</p><p>　　本設(shè)計(jì)過(guò)程中

30、，主要對(duì)一下三種傳感器進(jìn)行了比較選擇。</p><p>　　方案一：浮子式水位計(jì)</p><p>　　浮子式水位計(jì)利用液體浮力測(cè)液位的原理，靠浮力隨水面升降的位移反映水位變化。漂浮通過(guò)繩索經(jīng)滑輪與編碼器相連，編碼器的數(shù)字輸出即為水位高度。但是由于技術(shù)比較落后，不予采用。</p><p><b>　　方案二：壓力傳感器</b></p>

31、<p>　　目前的液位壓力傳感器大部分是投入式靜壓液位變送器，而投入式靜壓液位傳感器只有參考大氣壓才能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，然而連接電纜中的通氣會(huì)受到環(huán)境的影響，造成氣管內(nèi)壁冷凝，結(jié)露。露水滴到電子器件和傳感器上，會(huì)影響精度或者輸出漂移。同時(shí)，結(jié)露過(guò)快，變送器的使用壽命也會(huì)大大縮短。此壓力傳感器容易受到環(huán)境的影響而造成測(cè)量不準(zhǔn)確，并且安裝不方便。</p><p>　　方案三：超聲波傳感器</p>

32、<p>　　超聲波傳感器是工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)第一款在產(chǎn)品上帶有按鍵設(shè)定功能和自診斷功能的小型傳感器。它雖然體積小，但是具有其他大型傳感器所具有的功能，安裝使用方面而且不受被測(cè)物體的顏色影響，有許多特設(shè)功能，如：具有自診斷LED顯示和按鍵設(shè)定功能，溫度補(bǔ)償功能，可選擇模擬量或開(kāi)關(guān)量輸出等；氣供電電壓為10~30V，測(cè)量范圍為30mm~300mm，輸出電壓0V~10V，輸出電流為4mA~20mA，最小負(fù)載阻抗2.5歐，精度可達(dá)到0.5

33、mm,外形分為直線型和直角形。感應(yīng)口徑為18mm。此傳感器只需要提供一個(gè)10us以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8個(gè)40kHz周期電平并檢測(cè)回波。一旦檢測(cè)到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)?；仨懶盘?hào)的脈沖寬度與所測(cè)的距離成正比。由此通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用超聲波傳感器監(jiān)測(cè)水位，因?yàn)樗哂薪泳€操作簡(jiǎn)單、獨(dú)立性適應(yīng)性強(qiáng)、精確度高、反應(yīng)靈敏等特點(diǎn)。</p&g

34、t;<p>　　第二章 元器件介紹及硬件電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1 元器件介紹</b></p><p>　　2.1.1 溫度傳感器</p><p>　　溫度傳感器選用可編程溫度傳感器（DS18B20）芯片。DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的1－Wire，即單總線器件，具有線路簡(jiǎn)單，體積小的特點(diǎn)。它在測(cè)溫精度、

35、轉(zhuǎn)換時(shí)間、傳輸距離、分辨率等方面較DS1820有了很大的改進(jìn)， 給用戶使用帶來(lái)了更多方便。</p><p>　　（1）DS18B20產(chǎn)品的特點(diǎn)</p><p>　?。╝）單線接口：僅需一根線與單片機(jī)相連；</p><p>　?。╞）由用總線提供電源，也可用數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍：3.0～5.5V；</p><p>　　（c）測(cè)溫范圍為-55℃～

36、+125℃，在-10～85℃時(shí)，精度為0.5℃；</p><p>　　（d）可編程的分辨率為9～12位，對(duì)應(yīng)的分辨率為0.5～0.0625℃；</p><p>　?。╡）用戶可編程的溫度報(bào)警設(shè)置；</p><p>　?。╢）12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字量。</p><p>　?。?）DS18B20的引腳介紹</p&

37、gt;<p>　　DS18B20可編程溫度傳感器有3個(gè)管腳。GND為接地線，DQ為數(shù)據(jù)輸入輸出接口，通過(guò)一個(gè)較弱的上拉電阻與單片機(jī)相連。VDD為電源接口，既可由數(shù)據(jù)線提供電源，又可由外部提供電源，范圍3．O～5．5 V。本文使用外部電源供電。 </p><p>　?。?）DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　DS18B20內(nèi)部功能模塊主要由4部分組成：64位光刻R0M

38、、溫度傳感器、非易失性的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。R0M 中的64位序列號(hào)是出廠前被光刻好的，他可以看作是該DSISB20的地址序列碼，每個(gè)DSI8B20的64位序列號(hào)均不相同。高低溫報(bào)警觸發(fā)器TH 和TL，配置寄存器均由一個(gè)字節(jié)的E2PROM組成，使用一個(gè)存儲(chǔ)器功能命令可對(duì) TH，TL或配置寄存器寫入。配置寄存器中R1，R0決定溫度轉(zhuǎn)換的精度位數(shù)：R1R0＝’00’,9位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為93.75 ms；R1R0 =

39、‘01’,10位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為187.5 ms；R1R0 = ‘10’,11位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為375 ms；R1R0 =’11’,12位精度，最大轉(zhuǎn)換時(shí)間為750 ms；未編程時(shí)默認(rèn)為12位精度。</p><p>　?。?）DS18B20的使用方法</p><p>　　由于DS18B20采用的是1－Wire總線協(xié)議方式，即在一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸，而對(duì)AT89C52單片機(jī)來(lái)

40、說(shuō)，硬件上并不支持單總線協(xié)議，因此，我們必須采用軟件的方法來(lái)模擬單總線的協(xié)議時(shí)序來(lái)完成對(duì)DS18B20芯片的訪問(wèn)。　　DS18B20是在一根I/O線上讀寫數(shù)據(jù)，因此，對(duì)讀寫的數(shù)據(jù)位有著嚴(yán)格的時(shí)序要求。DS18B20有嚴(yán)格的通信協(xié)議來(lái)保證各位數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。該協(xié)議定義了幾種信號(hào)的時(shí)序：初始化時(shí)序、讀時(shí)序、寫時(shí)序。所有時(shí)序都是將主機(jī)作為主設(shè)備，單總線器件作為從設(shè)備。而每一次命令和數(shù)據(jù)的傳輸都是從主機(jī)主動(dòng)啟動(dòng)寫時(shí)序開(kāi)始，如果要求單

41、總線器件回送數(shù)據(jù)，在進(jìn)行寫命令后，主機(jī)需啟動(dòng)讀時(shí)序完成數(shù)據(jù)接收。數(shù)據(jù)和命令的傳輸都是低位在先。</p><p>　?。?）DS18B20的讀時(shí)序</p><p>　　對(duì)于DS18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。其工作原理如圖2.1所示。</p><p>　　對(duì)于DS18B20的讀時(shí)序是從主機(jī)把單總線拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線，以讓DS18B

42、20把數(shù)據(jù)傳輸?shù)絾慰偩€上。DS18B20要完成一個(gè)讀時(shí)序過(guò)程，至少需要60us才完成。</p><p>　　圖2.1 DS18B20的讀時(shí)序圖</p><p>　?。?）DS18B20的寫時(shí)序</p><p>　　對(duì)于DS18B20的寫時(shí)序仍然分為寫0時(shí)序和寫1時(shí)序兩個(gè)過(guò)程。工作原理圖如圖2.2所示。</p><p>　　對(duì)于DS18B20寫

43、0時(shí)序和寫1時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫0時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少60us，保證DS18B20能夠在15us到45us之間能夠正確地采樣IO總線上的“0”電平，當(dāng)要寫1時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在15us之內(nèi)就得釋放單總線。</p><p>　　圖2.2 DS18B20的寫時(shí)序圖</p><p>　　2.1.2 單片機(jī)AT89C52</p><p>　　本設(shè)計(jì)使用的是A

44、T89C52的單片機(jī)。它是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元，AT89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89C52提供了高性價(jià)比的解決方案。<

45、/p><p>　　單片機(jī)晶振電路設(shè)計(jì)：</p><p>　　引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與回饋組件的片外石英晶體或陶瓷諧振器構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體以及電容C5和C6構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但是電容的大小多少會(huì)影響振蕩器頻率的高低、蕩器的穩(wěn)定性、震的快速性和溫度穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)c5和c6采用的電容值約為

46、30PF，晶振電路如圖2.3所示：</p><p>　　圖2.3 晶振電路圖</p><p>　　單片機(jī)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)：</p><p>　　復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)可以有很多種方法，但是從功能上一般分為兩種：一種是電源復(fù)位，即外部的復(fù)位電路在系統(tǒng)通上電源之后直接使單片機(jī)工作，單片機(jī)的起停通過(guò)電源控制；另一種方法是在復(fù)位電路中設(shè)計(jì)按鍵開(kāi)關(guān)，通過(guò)按鍵開(kāi)關(guān)觸發(fā)復(fù)位電平，控制單片機(jī)

47、的復(fù)位。本設(shè)計(jì)使用了第一種方法，其電路圖如圖2.4所示。</p><p><b>　　圖2.4 復(fù)位電路</b></p><p>　　2.1.3 LCD1602液晶屏</p><p>　　本設(shè)計(jì)中由于要對(duì)溫度進(jìn)行顯示，所以選擇液晶顯示屏1602模塊作為輸出。1602字符型LCD通常有14條引腳線或16條引腳線的LCD，多出來(lái)的2條線是背光電源線

48、。它可以顯示兩行，每行16個(gè)字符，采用單+5V電源供電，外圍電路配置簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，具有很高的性價(jià)比。1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM)已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來(lái)，我們就能看到字母“A”。 管腳功能如表2.

49、1所示：</p><p>　　表2.1 LCD1602引腳功能</p><p>　　LCD1602主要管腳介紹：V0為液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生鬼影使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。RS為寄存器選擇端，高電平時(shí)選擇數(shù)據(jù)寄存器，低電平時(shí)選擇指令寄存器。R／W為讀寫信號(hào)線端，高電平時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平時(shí)進(jìn)行寫操作。當(dāng)RS和R

50、／W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為高電平R／W 為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。E為使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 </p><p>　　2.1.4 超聲波測(cè)距儀</p><p>　　此模塊目標(biāo)是利用HC-SR04超聲波測(cè)距模塊測(cè)量距離。通過(guò)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中遇到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波

51、接收器接收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為c（本次設(shè)計(jì)默認(rèn)值為340m/s），從超聲波信號(hào)發(fā)送到接收器接收到返回信號(hào)所用的時(shí)間為t，由此可以計(jì)算出超聲波發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離s。計(jì)算公式：s=(c×t)/2其中，s為被測(cè)物與測(cè)距儀的距離，c為聲速，t為聲波往返所用的時(shí)間。要設(shè)計(jì)出超聲波測(cè)距儀，首先超聲波傳感器發(fā)射部分發(fā)射超聲波信號(hào)的同時(shí)要讓定時(shí)器0開(kāi)始計(jì)時(shí)；再要讓超聲波傳感器接受部分接受超聲波信號(hào)的同時(shí)讓定時(shí)器

52、停止計(jì)時(shí)；最后要使計(jì)時(shí)的時(shí)間轉(zhuǎn)換為測(cè)量的距離，并且要達(dá)到一定的精度。這個(gè)設(shè)計(jì)中，在發(fā)射超聲波信號(hào)的同時(shí)打開(kāi)了總中斷，用定時(shí)器0計(jì)時(shí)，接收超聲波信號(hào)的同時(shí)，用外部中斷0關(guān)閉總中斷，這時(shí)定時(shí)器0中斷停止計(jì)時(shí)，定時(shí)器0中斷定時(shí)時(shí)間定為294us（超聲波傳播經(jīng)過(guò)0.1m所需要的時(shí)間）來(lái)計(jì)數(shù)。這樣可以把測(cè)量的時(shí)間轉(zhuǎn)化為測(cè)量的距離值，又可以使測(cè)量達(dá)到所需要的精度。</p><p>　　超聲波測(cè)距儀的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序、定時(shí)

53、子程序、計(jì)算子程序及顯示子程序組成。設(shè)計(jì)中單片機(jī)內(nèi)的程序開(kāi)了定時(shí)器0中斷和外部中斷0，使定時(shí)器工作在方式1狀態(tài)，使THO=00H，TL0=00H，每過(guò)294us（超聲波傳播0.1m所需要的時(shí)間）中斷一次,到到對(duì)測(cè)量距離計(jì)數(shù),外部中斷0接受到超聲波回波時(shí)。外部中斷0產(chǎn)生中斷,使定時(shí)器0停止計(jì)時(shí)。電氣參數(shù)如表2.2所示。</p><p>　　表2.2 HC-SR04超聲波模塊的電氣參數(shù)</p><

54、p><b>　　2.1.5 鍵盤</b></p><p>　　鍵盤選用輕觸開(kāi)關(guān)，只用三個(gè)鍵來(lái)輸入，它們的功能分別為“加一”，“減一”和“設(shè)定”三個(gè)功能按鍵，詳細(xì)電路和程序見(jiàn)后面章節(jié)。</p><p>　　2.2 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 溫度采集電路</p><p>　　DS18B20為單總線器

55、件，接口電路簡(jiǎn)單，如下圖2.5所示。</p><p>　　圖2.5 溫度采集電路</p><p>　　2.2.2 溫度控制電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)由于考慮到了系統(tǒng)工作時(shí)的安全性，故使用功率較小的電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)水溫的加熱。并用IRF640來(lái)驅(qū)動(dòng)電路工作，其mos管開(kāi)關(guān)電路中要用到MOS場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)代替開(kāi)關(guān)，場(chǎng)效應(yīng)管有三個(gè)極：源極S、漏極 D和控制極G.當(dāng)在給源極和漏

56、極之間加上正確極性和大小的電壓（因?yàn)楣苄投悾┖?，再給G極和源極之間加上控制電壓，就會(huì)有相應(yīng)大小的電流從源極流向漏極 ，如果信號(hào)電壓夠大，這個(gè)電路就能瞬間飽和而成為一個(gè)開(kāi)關(guān)了。GS間加電壓，DS間就可以導(dǎo)通，從而電阻絲的工作電路導(dǎo)通。來(lái)實(shí)現(xiàn)加熱的效果。 其接線如圖2.6所示。</p><p>　　圖2.6 溫度控制電路</p><p>　　2.2.3 LCD1602液晶顯示電路</p

57、><p>　　將L1602的RS端和P2.5，R/W端和P2.6, E 端和P2.7相連，當(dāng)RS=0時(shí)，對(duì)LCD1602寫入指令；當(dāng)RS=1時(shí)，對(duì)LCD1602寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)R/W端接高電平時(shí)芯片處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，反之處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)，E端為使能信號(hào)端。當(dāng)R/W為高電平,E端也為高電平，RS為低電平時(shí)，液晶顯示屏顯示需要顯示的示數(shù)。圖2.7為1602液晶顯示屏與單片機(jī)的硬件連接圖。</p><p>

58、　　圖2.7 LCD1602顯示電路</p><p>　　2.2.4水位監(jiān)測(cè)電路</p><p>　　HC--SR04 超聲波測(cè)距模塊可提供 2CM--44000CM 的非接觸式距離感測(cè)功能，測(cè)距精度</p><p>　　可達(dá) 3MM;模塊包括超聲波發(fā)射器、接收器與控制電路。</p><p><b>　　基本工作原理：</b&

59、gt;</p><p>　?。?）采用 IO 口 TRIG 觸發(fā)測(cè)距，給至少 10US 的高電平信號(hào)；</p><p>　?。?）模塊自動(dòng)發(fā)送 8 個(gè) 40KHz 的方波，自動(dòng)檢測(cè)是否有信號(hào)返回；</p><p>　?。?）有信號(hào)返回，通過(guò) IO 口 ECH0 輸出一個(gè)高電平，高電平持續(xù)的時(shí)間就是超聲波從發(fā)射到返回的時(shí)間。</p><p>　

60、　由通過(guò)發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。公式：距離=高電平時(shí)間*聲速（340m/s）/2，其硬件連接圖如圖2.8所示。</p><p>　　圖2.8 水位監(jiān)測(cè)電路</p><p><b>　　2.2.5鍵盤電路</b></p><p>　　本鍵盤電路采用獨(dú)立鍵設(shè)計(jì)，三個(gè)鍵接到單片機(jī)的三個(gè)中斷源上。當(dāng)按下時(shí)為低電平。</p

61、><p>　　其中S2為“確認(rèn)”鍵、S3為“減一”鍵、S4為“加一”鍵。接線圖如圖2.9所示。</p><p><b>　　圖2.9 鍵盤電路</b></p><p>　　2.2.6水位控制電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)的水位控制模塊采用由L9110芯片驅(qū)動(dòng)的齒輪泵來(lái)實(shí)現(xiàn)抽水，注水動(dòng)作。L9110是為控制和驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)計(jì)的兩

62、通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件成本降低，整機(jī)可靠性提高。該芯片有兩個(gè)TTL/CMOS兼容電平的輸入，具有良好的抗干擾性；兩個(gè)輸出端能直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)的正反向運(yùn)動(dòng)，它具有較大的電流驅(qū)動(dòng)能力，每通道能通過(guò)800mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達(dá)1.5A；同時(shí)它具有較低的輸出飽和壓降；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負(fù)載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動(dòng)繼電器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)或開(kāi)關(guān)功率管的使用上安全可靠。管腳定義

63、如表2.3所示。</p><p>　　表2.3 L9110管腳定義</p><p>　　芯片L9110的IB引腳連接單片機(jī)的P3.1引腳。IA接P3.2。并通過(guò)判斷IA,IB兩處極性來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)IA,IB極性相同的時(shí)候電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，反之則反轉(zhuǎn)；若A路電平高于B，則電機(jī)正轉(zhuǎn)，反之則反轉(zhuǎn)。從而實(shí)現(xiàn)抽水、注水的過(guò)程，達(dá)到自動(dòng)控制液位的目的。其原理圖如圖2.10所示。</p>

64、<p>　　圖2.10 水位控制電路</p><p>　　2.2.7語(yǔ)音播報(bào)電路</p><p>　　NY3P035是一款具有 PWM 輸出的 OTP 語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)芯片。共有 3 個(gè) IO 口，外圍</p><p>　　最低僅需要一個(gè) 104 電容就可以穩(wěn)定的工作。</p><p><b>　　性能優(yōu)點(diǎn)：</b>

65、</p><p>　　工作電壓 2.2-5.5V，適用范圍很寬。輸出方式：PWM有 8PIN，DIP8 或者 SOP8 封裝片，或者裸片可以選擇，可以燒錄裸片出貨的 OTP 語(yǔ)音芯片，喇叭是 8 歐-16 歐范圍內(nèi)的任何喇叭。此芯片是特定的固定標(biāo)準(zhǔn)模塊，可以通過(guò)單片機(jī)最少一個(gè) IO 口控制多達(dá) 32 段聲音任意調(diào)用和組合的語(yǔ)音標(biāo)準(zhǔn)芯片。通常最常用的控制方式是 3 個(gè) IO，芯片基本腳位。其電路圖如圖2.11所示。

66、</p><p>　　圖2.11 語(yǔ)音播報(bào)電路</p><p>　　第三章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1程序結(jié)構(gòu)說(shuō)明</b></p><p>　　任何一個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)都離不開(kāi)硬件電路的連接，所以本次硬件設(shè)計(jì)的高度模塊化決定了軟件設(shè)計(jì)的模塊化。</p><p>　　其程序結(jié)構(gòu)應(yīng)

67、包括：主控程序模塊、鍵盤掃描及處理子程序、數(shù)據(jù)采集處理子程序、顯示等子程序幾個(gè)部分。 主控程序模塊在整個(gè)結(jié)構(gòu)中充當(dāng)管理者，管理所有子程序的調(diào)用。它主要負(fù)責(zé)初始化各個(gè)I/O口，等待鍵盤事件的發(fā)生，并做出相應(yīng)的處理。并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候調(diào)用數(shù)據(jù)采集程序，并將采集到的數(shù)據(jù)與鍵盤設(shè)定值比較。再通過(guò)計(jì)算后用于控制繼電器的通斷，從而控制電機(jī)等，來(lái)達(dá)到水溫水位的調(diào)整。</p><p><b>　　3.2程序流程圖</

68、b></p><p><b>　　3.2.1主程序</b></p><p>　　程序按照模塊化設(shè)計(jì)，所有功能都可通過(guò)調(diào)用子程序完成，主程序較簡(jiǎn)單，流程圖如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 主程序流程</p><p>　　3.2.2 LCD1602顯示程序流程圖</p><p>　

69、　顯示程序流程圖如圖3.2。流程圖分析：首先對(duì)1602顯示屏進(jìn)行初始化（初始化大約持續(xù)10ms左右），然后檢查忙信號(hào)，若BF=0，則獲得顯示RAM的地址，寫入相應(yīng)的數(shù)據(jù)顯示；若BF=1，則代表模塊正在進(jìn)行內(nèi)部操作，不接受任何外部指令和數(shù)據(jù)，直到BF=0為止。</p><p>　　圖3.2 顯示流程圖</p><p>　　3.2.3 溫度采集處理程序</p><p>

70、　　讀取溫度DS18B20模塊的流程圖如圖3.3所示，DS18B20溫度傳感器的內(nèi)部存儲(chǔ)器包括一個(gè)高速暫存RAM （便箋式的內(nèi)部存儲(chǔ)器）和一個(gè)非易失性的可電擦除的EEPROM，后者存放高溫和低溫觸發(fā)器TH，TL和結(jié)構(gòu)寄存器。便箋存儲(chǔ)器包含了9個(gè)連續(xù)字節(jié)（0～8），前兩個(gè)字節(jié)是測(cè)得的溫度信息，字節(jié)0的內(nèi)容是溫度的低8位，字節(jié)1是溫度的高8位，字節(jié)2是TH（溫度上限報(bào)警），字節(jié)3是TL（溫度下限報(bào)警），字節(jié)4是配置寄存器，用于確定輸出分辨率

71、9到12位。第5、6、7個(gè)字節(jié)是預(yù)留寄存器，用于內(nèi)部計(jì)算。字節(jié)8是冗余檢驗(yàn)字節(jié)，校驗(yàn)前面所有8個(gè)字節(jié)的CRC碼，可用來(lái)保證通信正確。</p><p>　　圖3.3 溫度采集處理流程圖</p><p>　　3.2.4超聲波測(cè)距程序</p><p>　　具體工作原理說(shuō)明：超聲波發(fā)射部分主要受單片機(jī)控制發(fā)射超聲波，超聲波接收部分接收已發(fā)射的超聲波。單片機(jī)AT89C52中的

72、程序可控制在超聲波傳感器發(fā)射超聲波的同時(shí)單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，在超聲波傳感器接收到返回的超聲波時(shí)，停止單片機(jī)內(nèi)的定時(shí)器計(jì)時(shí)，并且把記錄的超聲波傳播時(shí)間轉(zhuǎn)換為測(cè)距儀測(cè)量的電路與前方障礙物的距離值，最后通過(guò)LCD1602顯示出來(lái)。其程序框圖如圖3.4所示：</p><p>　　圖3.4 超聲波測(cè)距程序</p><p><b>　　3.2.5鍵盤程序</b></p

73、><p>　　由于機(jī)械觸點(diǎn)有彈性，在按下或彈起按鍵時(shí)會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，從最初按下到接觸穩(wěn)定要經(jīng)過(guò)數(shù)毫秒的彈跳時(shí)間，如圖3.5所示。為了保證按鍵識(shí)別的準(zhǔn)確性，必須消除抖動(dòng)。消抖處理有硬件和軟件兩種方法：硬件消抖是利用加去抖動(dòng)電路濾避免產(chǎn)生抖動(dòng)信號(hào)；軟件消抖是利用數(shù)字濾波技術(shù)來(lái)消除抖動(dòng)。我們采用軟件的方法，利用主程序循環(huán)掃描，主程序每循環(huán)一次掃描到的鍵值相同時(shí)，則說(shuō)明是某鍵按下。</p><p>　　圖

74、3.5 鍵按下的過(guò)程</p><p>　　其流程圖如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 鍵盤處理流程圖</p><p><b>　　3.3操作指引</b></p><p><b>　　按鍵功能：</b></p><p>　?。?）、Enter —— P1.7（S2）

75、</p><p>　　（2）、Down —— P1.6（S3）</p><p>　?。?）、Up —— P1.5（S4）</p><p><b>　　顯示溫度：</b></p><p>　　（1）、沒(méi)有DS18B20存在時(shí)，LCD1602屏幕中間顯示DS18B20 ERROR</p><p>　　

76、（3）、有DS18B20存在時(shí)，LCD1602第一行顯示當(dāng)前溫度now temp:xx.x</p><p>　　（4）、LCD1602第二行顯示設(shè)定溫度settemp:xx ,初始值為20。</p><p><b>　　設(shè)定溫度：</b></p><p>　　（1）、按下Enter，LCD1602第二行顯示set temp:xx，xx同時(shí)閃爍。

77、</p><p>　?。?）、這時(shí)可以按Up和Down來(lái)調(diào)節(jié)設(shè)定溫度。</p><p>　?。?）、調(diào)節(jié)好后，再按Enter退出。這時(shí)數(shù)字不閃爍，執(zhí)行相應(yīng)指令動(dòng)作。</p><p><b>　　第四章 實(shí)驗(yàn)測(cè)試</b></p><p>　　4.1 LCD1602顯示“ABCD1234”</p><p&

78、gt;　　編一段小程序，在液晶屏上實(shí)現(xiàn)顯示“ABCD1234”。源程序略。</p><p>　　4.2鍵盤及數(shù)字顯示結(jié)合</p><p>　　編一段小程序，實(shí)現(xiàn)鍵盤及數(shù)字顯示結(jié)合。先設(shè)定某個(gè)定值作為初始值，當(dāng)按下鍵S2時(shí)，進(jìn)入數(shù)值設(shè)定狀態(tài)，這時(shí)可通過(guò)按下鍵S3、S4來(lái)加減所設(shè)定的初始值。源程序略。</p><p>　　經(jīng)過(guò)調(diào)式，可達(dá)到預(yù)期效果。</p>

79、<p><b>　　4.3整機(jī)調(diào)試</b></p><p>　　編譯好主程序和個(gè)模塊子程序，燒寫進(jìn)單片機(jī)AT89C51中，連接好各部分硬件電路。打開(kāi)電源，電路自動(dòng)復(fù)位，首先不要接入DS18B20，此時(shí)屏幕中間只顯示DS18B20ERROR，然后接入DS18B20，但讓其處于無(wú)水狀態(tài)，此時(shí)屏幕中間顯示錯(cuò)誤ERROR，并且語(yǔ)音發(fā)出報(bào)警聲。接著讓DS18B20處于有水狀態(tài)，此時(shí)LCD1

80、602液晶顯示DS18B20所讀到水的當(dāng)前溫度T1，用溫度計(jì)測(cè)量水的當(dāng)前溫度T2，對(duì)比T1與T2的值，結(jié)果如表4.1。通過(guò)按鍵設(shè)定某個(gè)值，并使這個(gè)值大于當(dāng)前溫度值，當(dāng)退出“確認(rèn)”按鍵 時(shí)，觀察到繼電器1能夠吸合。再次通過(guò)按鍵設(shè)定一個(gè)值，并使這個(gè)值小于當(dāng)前溫度值，所測(cè)數(shù)據(jù)如表4.2。在原理上基本能達(dá)到預(yù)期效果。</p><p>　　表4.1 測(cè)量T1、T2的溫度</p><p>　　由于元器

81、件DS18B20讀溫度時(shí)有延時(shí)，并且讀溫度計(jì)所測(cè)溫度時(shí)人為的視覺(jué)誤差，以及周圍環(huán)境影響等原因，T1，T2有較小的差別。</p><p>　　表4.2 DS18B20測(cè)量設(shè)定前后的溫度</p><p>　　由于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)加熱裝置達(dá)到所設(shè)定的溫度時(shí)，繼電器斷開(kāi)后，加熱裝置仍有余熱，所以水的溫度仍然會(huì)上升一定的溫度。所以本系統(tǒng)設(shè)定的允許溫差為＜1℃。</p><p>

82、;<b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終基本實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求。由于數(shù)據(jù)采集、顯示的實(shí)時(shí)性要求不是很高，而單片機(jī)的執(zhí)行速度相對(duì)于這些過(guò)程要快得多，若分時(shí)選通各個(gè)采樣或顯示通道，雖然單片機(jī)對(duì)各個(gè)通道的處理是依次進(jìn)行的，但是只要這一過(guò)程大到一定速度，總的來(lái)看幾乎同時(shí)執(zhí)行，不斷重復(fù)這一過(guò)程，就產(chǎn)生了循環(huán)掃描的思想，它在單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中得

83、到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　在當(dāng)今越來(lái)越趨向于自動(dòng)化的社會(huì)，該系統(tǒng)的可用性及簡(jiǎn)易性更能取得廣泛的應(yīng)用。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我從中學(xué)到了許多東西，了解到在電子制作方面的很多經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也學(xué)到了那種堅(jiān)決不放棄的制作精神，做任何學(xué)問(wèn)都要一絲不茍，對(duì)出現(xiàn)的任何問(wèn)題和偏差都不能輕視，要找方法去解決，做事情的時(shí)候要有耐心和毅力，不要一遇到困難就打退堂鼓，只要堅(jiān)持下去就能找到解決問(wèn)題的思路和辦法。自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以

84、后更應(yīng)該在工作實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得到了很多老師、同學(xué)的幫助，其中我的指導(dǎo)老師xx老師對(duì)我的關(guān)心和支持尤為重要，感謝xx老師一直以來(lái)對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的建議和指導(dǎo)。</p><p>　　這次畢業(yè)論文能夠最終順利完成，歸功于各位任課老師兩年間的

85、認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握專業(yè)知識(shí)，并在畢業(yè)論文中得以體現(xiàn)。也正是你們長(zhǎng)期不懈的支持和幫助才使得我的畢業(yè)論文最終順利完成。最后，向自動(dòng)化專業(yè)的全體老師們?cè)俅伪硎局孕母兄x：謝謝你們，謝謝你們兩年的辛勤栽培！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 蘇家健，等.單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2004，26-55.&l

86、t;/p><p>　　[2] 石宗義.電路原理圖與電路板設(shè)計(jì)教程Protel 99SE[M].北京：北京希望電子出版社，2002，65-80.</p><p>　　[3] 江曉安，等.數(shù)字電子技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1993，50-70.</p><p>　　[4] 鄭長(zhǎng)勇，徐勇.單片機(jī)在溫度檢測(cè)與控制中的應(yīng)用[J].電子質(zhì)量報(bào)，2005，1

87、2：011.</p><p>　　[5] 王任遠(yuǎn)，沈占彬.數(shù)字式智能溫度控制器的研究[J] .工礦自動(dòng)化報(bào)，2008，02：049.</p><p>　　[6] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì). 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)作品匯編[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2004.</p><p>　　[7] DS18B20官方英文文檔 . DS18B20官方英文站點(diǎn)下載.

88、</p><p>　　[8] 常君，劉坤，等.基于LPC2132和DS18B20的單總線數(shù)字測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測(cè)試報(bào)，2008，04：014.</p><p>　　[9] 陶志東.基于C8051F系列單片機(jī)字符顯示器的開(kāi)發(fā)[D].華中科技大學(xué)，2006.</p><p>　　[10] 李元斌.DS18B20數(shù)字傳感器溫度檢測(cè)顯示系統(tǒng)[J].2008，01：03

89、0</p><p>　　[11] 劉剛，秦永左. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 北京：北京大學(xué)出版社，2006，35-76.</p><p>　　[12] 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2004，10-33.</p><p>　　[13] 蔡美琴、張為民.MCS-51 系列單片機(jī)系統(tǒng)及其應(yīng)用（第二版）.高等教育出版社，2004.，26-40.</

90、p><p>　　[14]陳龍三編著.8051單片機(jī)C語(yǔ)言控制與應(yīng)用.北京:清華大大學(xué)學(xué)出版社，1999年8月第一版，4-10.</p><p>　　[15] 萬(wàn)福君、潘松峰.單片機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2001.</p><p><b>　　附錄A</b></p><p><b>　　附錄 B&l

91、t;/b></p><p>　　#include <reg51.H> </p><p>　　#include "intrins.h"</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p>&

92、lt;p>　　#define ulong unsigned long</p><p>　　#define LCDIO P1</p><p>　　sbit DQ=P3^5;//ds18b20與單片機(jī)連接口</p><p>　　sbit rs=P2^5; </p><p>　　sbit rd=P2^6;</p>

93、;<p>　　sbit lcden=P2^7;</p><p>　　sbit key1=P1^0; //設(shè)定</p><p>　　sbit key2=P1^1; //加</p><p>　　sbit key3=P1^2; //減</p><p>　　sbit heat=P3^6; //報(bào)警輸出</p&

94、gt;<p>　　sbit out1=P3^2;</p><p>　　sbit out2=P3^1;</p><p>　　sbit busy=P2^0;</p><p>　　sbit dat=P2^1;</p><p>　　sbit rest=P2^2;</p><p>　　uchar key;

95、 //設(shè)定指針</p><p>　　uchar TL=30,WH=12,WL=8;//水位上下限</p><p>　　sbit RX = P3^4;//模塊引腳</p><p>　　sbit TX = P3^3;</p><p>　　uint Speed=340;</p><p>　　unsigned lon

96、g time=0;</p><p>　　unsigned long S=0;</p><p>　　bit flag =0;</p><p>　　uchar l_disbuff[4] ={ 0,0,0,0,};//顯示緩沖</p><p>　　uchar data disdata[5];</p><p>　　uin

97、t tvalue;//溫度值</p><p>　　uchar tflag;</p><p>　　uchar count,s1num;</p><p>　　uchar code table[]="WH: WL: ";</p><p>　　uchar code table1[]="TL: NO

98、W: ";</p><p>　　uchar dispbuf[3];</p><p>　　ulong temp;</p><p>　　uchar getdata; //獲取ADC轉(zhuǎn)換回來(lái)的值</p><p>　　void delay(uint z)</p><p><b>　　{

99、</b></p><p><b>　　uint x,y;</b></p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*****

100、***************************************************報(bào)數(shù) 程序********************************************************/</p><p>　　uint sound(uint k)</p><p><b>　　{uint i;</b></p>&

101、lt;p>　　while(busy==0);</p><p><b>　　rest=1;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　rest=0;</b></p><p>　　for(i=k;i>0;i--)<

102、/p><p><b>　　{dat=1;</b></p><p><b>　　delay(1);</b></p><p><b>　　dat=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return(1);

103、 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********************************************/</p><p>　　/**********************************************/</p><p>　　void write_

104、com(uchar com)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　rs=0;</b></p><p><b>　　rd=0;</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p&g

105、t;<b>　　P0=com;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=1;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=

106、0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*********************************************/</p><p>　　void write_date(uchar date)</p><p><b>　　{</b>&

107、lt;/p><p><b>　　rs=1;</b></p><p><b>　　rd=0;</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　P0=date;</b></p><p><b&

108、gt;　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=1;</b></p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　lcden=0;</b></p><p><b>　　}</b>&

109、lt;/p><p>　　/***********************************************/</p><p>　　void init()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar num;</p><p><b>　　lcden=0

110、;</b></p><p>　　write_com(0x38);</p><p>　　write_com(0x0c);</p><p>　　write_com(0x06);</p><p>　　write_com(0x01);</p><p>　　write_com(0x80);</p>&l

111、t;p>　　for(num=0;num<15;num++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_date(table[num]);</p><p><b>　　delay(5);</b></p><p><b>　　}</b>&l

112、t;/p><p>　　write_com(0x80+0x40);</p><p>　　for(num=0;num<15;num++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　write_date(table1[num]);</p><p><b>　　delay(5

113、);</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/********************************************************/</p><p>　　void displayTL()&l

114、t;/p><p>　　{write_com(0xc3);</p><p>　　write_date(TL/10%10+0x30);//溫度上限十位</p><p>　　write_com(0xc4);</p><p>　　write_date(TL%10+0x30);//溫度上限個(gè)位</p><p><b>　　

115、}</b></p><p>　　void displayWH()</p><p>　　{write_com(0x83);</p><p>　　write_date(WH/100%10+0x30);</p><p>　　write_date(WH/10%10+0x30);//水位上限十位</p><p>　　

116、write_date(WH%10+0x30);//水位上限個(gè)位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void displayWL()</p><p>　　{write_com(0x89);</p><p>　　write_date(WL/10%10+0x30);//水位上限十位</p>

117、<p>　　write_date(WL%10+0x30);//水位上限個(gè)位</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************************************************/</p><p>　　void delay_18B20(uint i)//延時(shí)1微秒<

118、/p><p><b>　　{</b></p><p>　　while(i--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************************************************/</p><p>　　void d