水溫水位控制系統(tǒng)要點(diǎn)

1、韶關(guān)學(xué)院課程設(shè)計說明書（論文）課程設(shè)計題目：微機(jī)原理課程綜合設(shè)計基于單片機(jī)的水溫水位控制系統(tǒng)學(xué)生姓名：馮俊杰學(xué) 號：11101102009同組姓名：吳建國 張樊 張俞 侯云明院 系：物理與機(jī)電工程學(xué)院自動化系 專業(yè)班級：自動化2011級本科2班 指導(dǎo)教師姓名及職稱：起止時間： 2014年丄月28日一2014年_5月31日 課程設(shè)計評分：摘要為了實現(xiàn)高精度的水溫水位控制，本文介紹了一種以AT89C52單片機(jī)為控制核心、以一種新型的可編程溫度傳感器（DS18B20）為溫度采集器件來實現(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。AT89C52單片機(jī)完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的性

2、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)簡單、程序簡短、 系統(tǒng)可靠性高等。水位以AT89C52單片機(jī)檢測缺水溢流，實現(xiàn)自動控制，溫度檢測采用新型的可編程溫度傳感器（DS18B20），不需要復(fù)雜的信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集和處理，采用LCD1602液晶實時顯示溫度值，實現(xiàn)方便、簡單。本系統(tǒng)根據(jù)不同需要可用于各種場合。【關(guān)鍵詞】單片機(jī)DS18B20 LCD1602控制AbstractIn order to realize high precision temperature level control, this paper introduces a

3、n AT89C52 as control core, with a new type of programmable temperature senso r (DS18B20) for temperature gathering device to achieve water level control system. This art icle mainly introduces the selection, the core component parts circuit and software design. A T89C51 perfect internal structure, e

4、xcellent performance and powerful interrupt handling a bility, decided the control system has the characteristic of simple structure, procedures, circu it short, system reliability higher. Water shortage by AT89C51 detection, the realization of au tomatic control, overflow temperature detection usin

5、g new programmable temperature sens or (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit and A/D circuit, can work d irectly with the single-chip commputer completes data collection and processing, the temper ature LCD1602 LCD display, realize the convenient and simple. This system can

6、 be used acc ording to different requirements on various occasions.目錄1緒論12系統(tǒng)總體設(shè)計13. 系統(tǒng)硬件設(shè)計23.1 LCD1602液晶顯示電路 23.2水位監(jiān)測電路23.3輸出驅(qū)動電路33.4鍵盤電路43.5指示燈與蜂鳴報警電路 44. 系統(tǒng)軟件設(shè)計 54.1主流程圖54.2自檢程序設(shè)計框圖如圖： 54.3自動上水程序框圖如圖： 65. 系統(tǒng)組裝和調(diào)試 75.1系統(tǒng)組裝75.2硬件調(diào)試75.3軟件調(diào)試76. 總結(jié)與展望7參考文獻(xiàn)7附錄81作品原理圖82作品PCB圖83作品實物圖94答辯演示文檔9水溫水位控制系統(tǒng)專業(yè)班級：

7、自動化 2班學(xué)生姓名：馮俊杰指導(dǎo)教師：韓竺秦講師1.緒論溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高本文主要介紹以單片機(jī)控制溫度的系統(tǒng)設(shè)計過程，其中涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計、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)建時選取了AT89C52芯片作為該控制系統(tǒng)的核心，溫度信號由新型的可編程溫度傳感器（DS18B20）提供。通過軟件實現(xiàn)對水溫的控制，使用繼電器作執(zhí)行部件對水位的自動控制。系統(tǒng)控制對象為水箱。 實現(xiàn)水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時實現(xiàn)自動控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變，具有較好的快速性與較小的超調(diào)。2. 系統(tǒng)

8、總體設(shè)計圖為程序流程圖，系統(tǒng)工作時先檢測水位和溫度值，與給定值比較，符合要求時轉(zhuǎn)換并 顯示。不符合時報警，并對水位和溫度進(jìn)行調(diào)控。3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1 LCD1602液晶顯示電路將L1602的RS端和P2.0, R/W 端和P2.1, E端和P2.2相連，當(dāng)RS=0時，對LCD1602 寫入指令；當(dāng)RS=1時，對LCD1602寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)R/W端接高電平時芯片處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)， 反之處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)，E端為使能信號端。當(dāng) R/W為高電平,E端也為高電平，RS為低電平 時，液晶顯示屏顯示需要顯示的示數(shù)。圖為1602液晶顯示屏與單片機(jī)的硬件連接圖。VCC 三 注晶刊3.2水位監(jiān)測電路（1） 當(dāng)水位

9、上升，達(dá)到上限時，因水導(dǎo)電，2、3線連通+5V。 b、c均為“ 1”，1號電 機(jī)工作，關(guān)閉水閥不再供水；（2） 當(dāng)水位降到下限時，B、C棒都不能與A棒導(dǎo)電。b、c均為“ 0”，1號電機(jī)工作， 打開水閥，給水箱供水；（3） 當(dāng)水位處于上下限之間時，B與A棒導(dǎo)通。b為“ 1”，c為“ 0”，維持原有的工作狀態(tài)。如果設(shè)定溫度比當(dāng)前溫度低的時候，需要降溫處理，那么有1號電機(jī)和2號電機(jī)同時工作，打開水閥，冷水在水箱中流動， 等到設(shè)定溫度等于當(dāng)前溫度時，兩個電機(jī)分別關(guān)閉 水閥。以達(dá)到降溫的目的。上下限水位信號由 P1.0和P1.1輸入，這2個信號共有4種組合狀態(tài)：13三根導(dǎo)線測水位VCC3.3輸出驅(qū)動電路

10、卑片機(jī)外接電源D1Diode 1N914Res?0.1kusbl1?W Header- 4rccD1ANYUAN 220 1衛(wèi)0織開閉 慕亠吊 SAS 紙觸dP3lang3.4鍵盤電路<7 7T r -K3.1Q4-K3.4CO大按鍵Q-百C大按鍵Q3.占 C大按穗K3JK3.2VCC復(fù)位3.5指示燈與蜂鳴報警電路當(dāng)指示燈D5亮?xí)r，水位低于下限，加水。當(dāng)指示燈D4亮?xí)r，水位達(dá)到要求位置。當(dāng)指示燈D3亮?xí)r，水位高于上限。指示燈D和蜂鳴器通過一個三極管來驅(qū)動，這里選用9012VCCRT1 -AAAt?Res ThermalD3faauaiiaeijisuanRT2 -AAZv t?Res T

11、hennalD4KJ.4faauanseiiiguanRT3t?Res ThennalD5faaiianaeiiiEuaiiK2.54. 系統(tǒng)軟件設(shè)計4.1主流程圖 程序按照模塊化設(shè)計,所有功能都可通過調(diào)用子程序完成，主程序較簡單，流程圖如圖所示。4.2自檢程序設(shè)計框圖如圖:為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)后，即單片機(jī)上電復(fù)位開始運(yùn)行后， 需要對硬件各部分進(jìn)行自動檢查，如果正常，系統(tǒng)就可以繼續(xù)往下執(zhí)行，如果不 正常就必須出錯報警，以便人工修正，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行作好準(zhǔn)備。硬件電路只需要通過讀出DS18B20檢測到的溫度即可表明，通常情況下DS18B20如果燒壞后，讀出的溫度一般為85度，如果線

12、路的損壞，則程序不能往 下執(zhí)行，同時顯示部分報錯，報警系統(tǒng)響應(yīng)。開始1602顯示器顯示： system is self_checking please wait.讀出18b20檢測的溫度1602顯示:system is orrer1N11602顯示:system is okF是否為85度結(jié)束4.3自動上水程序框圖如圖：當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)時須檢查容器中的水位是否低于最低水位5. 系統(tǒng)組裝和調(diào)試5.1系統(tǒng)組裝硬件主要分為溫度采集電路，水位采集電路，5.2硬件調(diào)試在斷電狀態(tài)下，用萬用表檢測電源和地線有沒有短路。如果沒有短路，可以撥動開關(guān)上電，檢測5V穩(wěn)壓芯片有沒有正常輸出5V電壓。在程序運(yùn)行時，按下復(fù)位鍵，

13、觀察程序能否重新執(zhí)行。5.3軟件調(diào)試程序調(diào)試的方法首先要在 Proteus仿真軟件里進(jìn)行仿真，每個子程序都要先獨(dú)立仿真，如果 每個子程序都沒有問題，就可以將子程序加入到主程序里。整套程序融合后再進(jìn)行整體仿真， 觀察每個模塊是否正常工作。6. 總結(jié)與展望本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終基本實現(xiàn)了各項設(shè)計要求。在當(dāng)今越來越趨向于自動化的社會，該系統(tǒng)的可用性及簡易性更能取得廣泛的應(yīng)用。通過這次實訓(xùn)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。本系統(tǒng)還有很多不足， 例如用導(dǎo)線測水位不夠靈敏，水位達(dá)到要求時很容易沒反應(yīng)，有待改進(jìn)，我們以后要找到更好的辦法。自己的求學(xué)之路還

14、很長， 以后更應(yīng)該在工作實踐中不斷學(xué)習(xí)，努力使自己能在以后做出更好的作品。參考文獻(xiàn)1 常健生.檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1990 .10-30.2 航慈.單片機(jī)程序設(shè)計基礎(chǔ)M.北京：航空航天大學(xué)出版社，1997: 108-119.3 何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計M.北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2004 : 47-80 .4 胡漢才單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M 北京：清華大學(xué)出版社，1996: 50-68 . 江宏，李良玉.Protel電路設(shè)計與應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002： 15-30 . 金炯泰.如何使用KEIL8051C編譯器M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，200

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16、rspiRi1Insight LcrtsP4bartboaoQOD0009店 aooooooooErnLLl Oooooo0oooooooapo3-r4QOIE1 電fwllll-l 01審OIOIOIHOODOQOOOCI。/ aJ IJ n o! ohuoR_?HU60030Auu0 OOQOOOC OQOa 04000000 noooooooQagoooUp EM0W=口IrsMl°D5口 一oCHAJ3作品實物圖4答辯演示文檔壟于單片機(jī)的水溫水位控制系統(tǒng)設(shè)汁與制作研究意又組忌：吳建國*帝統(tǒng)槪述匣理國*組員：光熨張命*實物圖倪云明碼檢杰-總結(jié)研究意義隨恭人們粧估水平的撾臥各種熱水器的 使用已相當(dāng)普及。與之相配賓吋控制儀也 相泄問世"然而+冃前市場上的各種熱水 器控制電路還與理想釀求相皋菽遠(yuǎn)