畢業(yè)論文-基于單片機(jī)的水浴溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、大連東軟信息學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）論文題目論文題目：基于單片機(jī)的水浴溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系 所： 電子工程系 專 業(yè)： 電子信息工程（嵌入式系統(tǒng)工程方向） 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 導(dǎo)師職稱： 講師 完成日期： 2014年 5月 2日 大連東軟信息學(xué)院Dalian 大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要 IV基于單片機(jī)的水浴溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘 要當(dāng)今社會(huì)發(fā)展日益崛起，一切工業(yè)設(shè)備越來越科技化，而人們的消費(fèi)水平也逐步提高，高科技給社會(huì)帶來的是越來越智能化和越來越方便。隨著電子科技的發(fā)展，測量和控制技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，工業(yè)生產(chǎn)中溫度是一項(xiàng)重要的參數(shù)，利用溫度可以測量和控制眾多

2、的設(shè)備，而采用單片機(jī)來對這些溫度參數(shù)進(jìn)行測量及控制已成為當(dāng)今的一個(gè)重要控制領(lǐng)域。水浴溫度控制是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中一項(xiàng)重要的技術(shù)，在人們生活中，例如溫泉、洗浴、包括家用水龍頭，都已經(jīng)采用智能水浴溫度控制，方便了人們對冷熱水的需求。但是這種技術(shù)要想在所有百姓中廣泛應(yīng)用，就要更加的完善功能，更加的方便于百姓，所以根據(jù)這些信息，考慮做一種簡化的水浴溫度控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)作為核心，溫度芯片為DS18B20的數(shù)字信號發(fā)送給單片機(jī)，然后單片機(jī)將信號顯示在LCD液晶顯示屏上。單片機(jī)根據(jù)當(dāng)前設(shè)置的穩(wěn)定溫度值，判斷是否加熱或者是否降溫，然后通過冷熱水電磁閥門來控制水溫，水溫如果高于當(dāng)前設(shè)置的溫度

3、值1時(shí)，就會(huì)開啟冷水閥門；如果水溫低于設(shè)置的溫度1時(shí)，就會(huì)開啟熱水閥門，這樣就會(huì)達(dá)到一個(gè)水浴溫度平衡的效果。如果溫度變化過大或者設(shè)備出現(xiàn)某些故障，或者溫度傳感器出現(xiàn)故障不能夠調(diào)節(jié)溫度的時(shí)候，單片機(jī)通過三極管驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器發(fā)出警笛聲。此設(shè)計(jì)溫度檢測精度高，用時(shí)短，方便操作，功能性很強(qiáng)，適用于大眾適用，是水浴工業(yè)化產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)重要設(shè)備。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，溫度傳感器，電磁水閥 ，控制溫度大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AbstractDesign of Water Bath Temperature Control System Based on SCMAbstractRising in todays s

4、ociety development, all industrial equipment is more and more science and technology, and peoples consumption level also gradually increase, high technology brings to the society is more and more intelligent and more and more convenient. With the development of electronic technology, measurement and

5、 control technology has been widely used, the temperature is an important parameter in industrial production, temperature can be used to measure and control of equipment, and MCU is used to measure the temperature parameters of these and control has become one of todays important control field. Wate

6、r bath temperature control is very important in the industrial production technology, now in peoples life, such as hot springs, bathing, including home faucet, have been using intelligent water bath temperature control, convenient for peoples demand for hot and cold water. But the technology is wide

7、ly used to all the people, will be more perfect function, more convenient for the people, so with this information, consider doing a simplified water bath temperature .This system adopts AT89C52 single chip microcomputer as the core, the temperature for DS18B20 digital signal is sent to the microcon

8、troller chip, and then the MCU will signal displayed on the LCD screen. SCM according to the current setting of the stable temperature, determine whether the heating or cooling, and then through the electromagnetic valve to control water temperature, hot and cold water if the water temperature is hi

9、gher than the current setting value 1 , will open the cold water valve; If the temperature of the water temperature is below the set 1 , will open the hot water valve, so that it can achieve the result of a water bath temperature balance. If the temperature change is too big or equipment appear some

10、 fault, failure can not adjust temperature or temperature sensor, microcontroller through triode drive speakers siren. The design temperature detection precision is high, short, convenient operation, the function is very strong, first apply, is an important equipment in water bath industrial industr

11、y.Key words: SCM, Temperature Sensor,SolenoidValve,Temperature Control大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄目 錄 TOC o 1-3 u 摘 要 PAGEREF _Toc387734495 h IAbstract PAGEREF _Toc387734496 h II第1章緒 論 PAGEREF _Toc387734497 h 11.1課題研究背景與意義 PAGEREF _Toc387734498 h 11.2 課題研究內(nèi)容與方法 PAGEREF _Toc387734499 h 11.3課題研究國內(nèi)外現(xiàn)狀 PAGEREF _

12、Toc387734500 h 2第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹 PAGEREF _Toc387734501 h 32.1 AT89C52的介紹 PAGEREF _Toc387734502 h 32.2數(shù)字溫度傳感器介紹 PAGEREF _Toc387734503 h 42.3水用電磁閥 PAGEREF _Toc387734504 h 4第3章系統(tǒng)需求分析 PAGEREF _Toc387734505 h 63.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) PAGEREF _Toc387734506 h 63.2 系統(tǒng)功能需求 PAGEREF _Toc387734507 h 63.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc3877345

13、08 h 63.4 系統(tǒng)可行性分析 PAGEREF _Toc387734509 h 6第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734510 h 84.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則 PAGEREF _Toc387734511 h 84.2 硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734512 h 84.2.1單片機(jī)AT89C52引腳 PAGEREF _Toc387734513 h 94.2.2 電源電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734514 h 104.2.3蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734515 h 114.2.4復(fù)位電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc38773

14、4516 h 114.2.5液晶屏LCD1602電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734517 h 124.2.6繼電器控制電磁水閥電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734518 h 174.2.7按鍵及發(fā)光二極管等電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734519 h 184.2.8時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734520 h 194.3 軟件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734521 h 204.3.1 控制流程設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734522 h 204.3.2功能模塊的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc387734523 h 20第5章系

15、統(tǒng)實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc387734524 h 225.1功能模塊實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc387734525 h 225.1.1溫度采集子模塊 PAGEREF _Toc387734526 h 225.1.2繼電器溫度控制模塊 PAGEREF _Toc387734527 h 235.1.3LCD1602溫度顯示模塊 PAGEREF _Toc387734528 h 245.1.4按鍵溫度設(shè)置模塊 PAGEREF _Toc387734529 h 255.2系統(tǒng)集成與調(diào)試 PAGEREF _Toc387734530 h 265.2.1硬件調(diào)試 PAGEREF _Toc387734531

16、h 265.3.2軟件調(diào)試 PAGEREF _Toc387734532 h 27第6章系統(tǒng)測試 PAGEREF _Toc387734533 h 286.1 測試概述 PAGEREF _Toc387734534 h 286.2 測試用例 PAGEREF _Toc387734535 h 28第7章結(jié)論 PAGEREF _Toc387734536 h 30參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc387734537 h 31致 謝 PAGEREF _Toc387734538 h 32大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）- 第1章緒 論水浴溫度控制系統(tǒng)是一種通過溫度傳感器和電磁水閥來控制水的冷熱平衡，當(dāng)今社會(huì)水浴

17、溫度控制系統(tǒng)應(yīng)用還不是非常的廣泛，有時(shí)冷熱水溫的平衡調(diào)節(jié)還不是很智能化，像平時(shí)人們洗澡用的淋浴，還有溫泉度假村的溫泉，都是需要水溫平衡控制的，但是現(xiàn)在大多數(shù)的水溫控制都是人工通過冷熱水閥門來控制的，沒有達(dá)到完全的智能化水浴溫度控制，所以利用52單片機(jī)作為核心，來做一項(xiàng)智能水浴溫度控制系統(tǒng)，是具有很大的意義的。本設(shè)計(jì)通過設(shè)置一個(gè)最合適的溫度值，通過溫度傳感器來檢測溫度，從而通過高于或者低于平衡值來智能的調(diào)節(jié)水溫平衡，方便又精確，為以后的水浴溫度控制領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)，通過此設(shè)計(jì)讓以后水溫控制方面的技術(shù)能夠更上一層樓。1.1課題研究背景與意義 HYPERLINK /subview/53042/49185

18、24.htm t _blank 溫泉英文為hot spring是一種熱的泉水，從地底自然的涌出地面或人工 HYPERLINK /view/94625.htm t _blank 鉆井取得且水溫25，并含有很多的礦物質(zhì)和微量元素，對人的身體健康十分有好處。溫泉 HYPERLINK /view/200606.htm t _blank 水溫一般超過20，有些 HYPERLINK /subview/53042/4918524.htm t _blank 溫泉高達(dá)100。而隨著人們生活水平的提高，人們的養(yǎng)生觀念也越來越強(qiáng)，而溫泉自然是自古以來的最好的天然養(yǎng)生浴。 基于大自然給我們的天然溫泉，越來越多有溫泉的

19、地方就建立了溫泉的度假村，但是因?yàn)榈刭|(zhì)環(huán)境的不同，很多地方的溫泉的水溫過高，同時(shí)因?yàn)槭谴笞匀唤o我們的，所以很多因素都會(huì)影響到溫泉的水溫，首先就是天氣，因?yàn)槊刻斓奶鞖舛疾粫?huì)相同，所以這自然也會(huì)影響到溫泉的溫度，以及每天各個(gè)時(shí)間差的溫度都不相同，早上，中午，下午，傍晚，水溫都會(huì)不一樣。有些地方的高溫溫泉，人們會(huì)用到那里的溫泉水煮雞蛋。說明那樣的水溫是人體不能接受的。同時(shí)每個(gè)人對溫度的需求都不一樣，這就導(dǎo)致了溫泉度假村不能只有一個(gè)溫度的溫泉，為了滿足大量游客對不同溫度的需求，度假村就會(huì)有多個(gè)不同溫度的池子，并且要盡量的讓水溫恒定?；谝陨闲枨螅@就需要涉及到水溫控制方面。而溫度一直都是工業(yè)上的重點(diǎn)采

20、集指標(biāo)，溫度傳感器的精度越來越高，價(jià)格也越來越低。同時(shí)單片機(jī)一直以來在溫度控制領(lǐng)域都是運(yùn)用的十分廣泛的。 所以我們用單片機(jī)制作一個(gè)水浴的溫度控制系統(tǒng)，同時(shí)單片機(jī)的體積小，操作簡便，價(jià)格合理，都是非常適合調(diào)節(jié)控制水溫的。 這樣就可以讓更多的高溫溫泉得以開發(fā)利用，同時(shí)也能給廣泛的滿足人們對溫度的需求。1.2 課題研究內(nèi)容與方法本文主要研究的是單片機(jī)對水體溫度的采集與控制。單片機(jī)水浴溫度控制系統(tǒng)是使用單片機(jī)AT89C52為核心，在溫度采集方面，使用防水性的溫度傳感器DS18B20，進(jìn)行溫度采集，DS18B20是數(shù)字溫度傳感器，與傳統(tǒng)的傳感器不同，他們采用的是熱敏電阻，而DS18B20采用的是集成芯片

21、，并且單總線技術(shù)，同時(shí)在傳輸過程中有CRC校驗(yàn)碼，所以能更有效的糾錯(cuò)，和抗外接干擾能力，以及更高的測試精度，而且，DS18B20可以直接將采集的模擬溫度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字溫度信號并串行的發(fā)送給單片機(jī)，連接的接口簡易，使數(shù)據(jù)傳輸和處理簡單化。再通過溫度傳感器將采集到的溫度數(shù)字信號會(huì)傳給單片機(jī)，同時(shí)單片機(jī)會(huì)控制LCD1602顯示器，把溫度顯示出來。溫度控制方面，人們可以通過按鍵，輸入設(shè)定的恒溫溫度，單片機(jī)通過比較設(shè)定溫度和當(dāng)前采集的水浴溫度，通過計(jì)算比較。進(jìn)行控制熱水和冷水的繼電器開關(guān)，以及冷水和熱水指示燈。繼電器連接著電磁水發(fā)，控制冷水和熱水的電磁水閥的出水，因?yàn)殡姶潘y的出水有許多規(guī)格可以選擇，直

22、徑越小的出水量越小，所以在精確度要求上也是要配合不同的電磁水閥。從而控制水浴的溫度。1.3課題研究國內(nèi)外現(xiàn)狀隨著社會(huì)的發(fā)展，越來越多的溫控方式在近幾年來陸續(xù)出現(xiàn)，例如PID控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，遺傳算法控制，模糊控制等等。這些不僅使得控制越來越簡易，也使得生產(chǎn)的東西質(zhì)量比以前更上一層樓，不光降低了生產(chǎn)的成本，同時(shí)也提高了生產(chǎn)的效率，也讓控制精度提高了很多。在工業(yè)生產(chǎn)中，單片機(jī)因?yàn)樗捏w積小，可靠性高，價(jià)格低，開發(fā)周期短等等優(yōu)點(diǎn)，成為了不可或缺的器件。同時(shí)，溫度一直都是工業(yè)生產(chǎn)的重要指標(biāo)參數(shù)，單片機(jī)更是起到了強(qiáng)大的核心作用。同時(shí)，隨著單片機(jī)功能越來越完善和強(qiáng)大，單片機(jī)更是成為了自動(dòng)化領(lǐng)域中廣泛運(yùn)用

23、到的元器件。日本的KOMATSU ELECTRONICE公司的KAZUHIRO MIMURA對使用PID熱水器溫度控制開展了研究。最終確定了，這樣控制溫度的方法確實(shí)是比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)用的成本更少，收益更高。英國的Hamid等人對冰箱的溫度進(jìn)行控制，采用的是PID控制器。工程學(xué)院的賈靜云同武漢科技大學(xué)信息學(xué)科將模糊PID溫度控制技術(shù)用在了在煙氣加熱爐爐溫控制系統(tǒng)中，使得煙氣加熱爐的運(yùn)行狀況得到了改善，同時(shí)在維護(hù)上也更加便利。大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第2章關(guān)鍵技術(shù)介紹2.1 AT89C52的介紹在我們的水浴溫度控制系統(tǒng)中，我們采用到的是一個(gè)8位的AT89C52的通用處理器。它也是一款以805

24、1內(nèi)核構(gòu)成的單片機(jī)。同時(shí)它芯片上的引腳也是和8051單片機(jī)的是一樣的，所以在使用上，如需替換8051可以直接替換。在AT89C52單片機(jī)中，有一個(gè)8K的Flash存儲(chǔ)器，是比AT89C51的多了4K。所以在使用開發(fā)過程中可以反復(fù)的修改程序，反復(fù)的燒寫程序來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而使我們的工作效率大大提高。同時(shí)因?yàn)樗男阅芨?，價(jià)格低，可靠性高的特點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng)，適合在多種惡劣環(huán)境下工作，所以在多種領(lǐng)域都看大AT89C52單片機(jī)是一個(gè)性價(jià)比超高的單片機(jī)，所以在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。兼容MCS51 HYPERLINK /view/178189.htm t _blank 指令系統(tǒng)8kB可反復(fù)擦寫(大于10

25、00次） HYPERLINK /view/32473.htm t _blank Flash ROM；32個(gè)雙向I/O口；256x8bit內(nèi)部 HYPERLINK /view/3558.htm t _blank RAM；3個(gè)16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器中斷；時(shí)鐘頻率0-24MHz；2個(gè)串行中斷，可編程 HYPERLINK /view/245027.htm t _blank UART串行通道；2個(gè)外部中斷源，共8個(gè)中斷源；2個(gè)讀寫中斷口線，3級加密位；有 HYPERLINK /view/2352559.htm t _blank PDIP、 HYPERLINK /view/188697.htm t _b

26、lank PQFP、TQFP及 HYPERLINK /view/852053.htm t _blank PLCC等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先P0口，在不接片外存儲(chǔ)器的時(shí)候，可以當(dāng)作雙向輸入輸出的口，在接了片外存儲(chǔ)器的時(shí)候可以作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。在這里我們的P0連接著LCD1602的I/0口數(shù)據(jù)段，用來控制液晶顯示器的顯示數(shù)據(jù)。其次到P1口，是作為標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口使用的，同時(shí)P1.0可用作計(jì)數(shù)器/定時(shí)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端使用和P.1還可以作為計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的外部控制端使用。在我們的系統(tǒng)中，我們將P1.0用來控制蜂鳴器，P1.5作為和數(shù)字溫度傳感器DS1

27、8B20的控制端，用來控制和采集溫度。P2口即2128口，一般也可以作為標(biāo)準(zhǔn)雙向I/O口使用，在我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們將P2.7，P2.6,P2.5分別用作控制LCD1602的EN使能，R/W和R/S控制端。P2.3和P2.0分別來控制兩個(gè)繼電器Relay1和Relay2，控制繼電器的開關(guān)，即我們的電磁水閥升溫降溫。P2.2和P2.1來控制LED燈的亮滅，分別對應(yīng)著加熱和制冷的燈光。P3.0即1017口，除了作為標(biāo)準(zhǔn)的雙向I/0外，還具有他們各自的第二功能。在這里我們并沒有使用到，所以就不作稱述了。在我們的水浴溫度控制器中P3.4P3.7分別連接著我們的4個(gè)按鍵，用來接收按鍵的信息，加入按鍵控

28、制功能。在我們的18，19口分,分別是X1和X2，這兩個(gè)端口是用來連接時(shí)鐘電路的。以及9口為復(fù)位端，用來連接復(fù)位電路。2.2數(shù)字溫度傳感器介紹在我們的水浴溫度控制系統(tǒng)中，我們采用的溫度傳感器是一種數(shù)字溫度傳感器，即DS18B20.適應(yīng)了更寬范圍的電壓，可以在3.05.5V之前使用，同時(shí)可以寄生電源下工作。同時(shí)采用單總線方式，使得DS18B20只需要一條串口線就可以實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)微處理器的雙向通信。而且在使用的時(shí)候DS18B20是不用接入外圍電路的，同時(shí)測量到的模擬數(shù)據(jù)是可以直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字溫度信號，并且以單總線的形式串行的傳送給CPU，并且還具有CRC校驗(yàn)，是可以糾錯(cuò)和抗干擾的。DS18B20的內(nèi)

29、部結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。圖2.1 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.3水用電磁閥在我們的水浴溫度控制系統(tǒng)中，我們采用到的水用電磁閥為常閉式電磁水閥。即在通電的時(shí)候才會(huì)開啟，斷電就會(huì)關(guān)閉。是一種經(jīng)常用來在自動(dòng)化控制中控制液體，水油的通斷的器件。這種常閉式的電磁閥是直動(dòng)式電磁閥。直動(dòng)式的電磁閥的結(jié)構(gòu)圖如圖2.3所示。直動(dòng)式電磁閥內(nèi)部有一個(gè)閥座，這個(gè)閥座是由一個(gè)動(dòng)的鐵芯構(gòu)成的，在自然狀態(tài)下，鐵芯會(huì)在彈簧的彈力作用下與閥口貼合，此為閉閥狀態(tài)，內(nèi)部線圈中間有一個(gè)靜態(tài)鐵芯，當(dāng)線圈通電后，線圈產(chǎn)生了電磁力，這時(shí)動(dòng)鐵芯就會(huì)克服彈簧力吸向靜態(tài)鐵芯，這時(shí)閥口打開，電磁閥通路。當(dāng)線圈斷電后，線圈的磁場力消失，動(dòng)態(tài)鐵芯就會(huì)

30、又隨著彈簧的彈力與閥口接合，又為閉閥狀態(tài)。直動(dòng)式的電磁閥是一結(jié)構(gòu)簡易，可靠性高，切可以在零壓差，真空和高壓下工作。直動(dòng)式電磁閥結(jié)構(gòu)圖如圖2.2所示。圖2.2 直動(dòng)式電磁閥結(jié)構(gòu)圖第3章系統(tǒng)需求分析3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)本系統(tǒng)主要是完成以下目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)采集通過控制水用電磁閥來實(shí)現(xiàn)溫度的升降控制實(shí)現(xiàn)采集溫度和實(shí)時(shí)溫度的顯示通過按鍵來設(shè)置溫度3.2 系統(tǒng)功能需求根據(jù)需求調(diào)研結(jié)果確定本系統(tǒng)主要包括以下功能模塊。功能模塊圖如圖3.1所示。圖3.1 功能模塊3.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境 硬件環(huán)境：450*2MHZ/40G/1024MB/40G/軟件環(huán)境：Keil uVision43.4 系統(tǒng)可行性分析水浴溫度

31、控制具有高的可靠性，采用AT89S52單片機(jī)，使用最簡單電路實(shí)現(xiàn)最復(fù)雜功能。電路越簡單故障點(diǎn)越少，穩(wěn)定性越高。根據(jù)本系統(tǒng)是水浴溫度控制的目的，主要運(yùn)用于溫泉水溫的控制，以及多種水浴溫度的控制，因此我們用到的DS18B20溫度傳感器，測溫在-55 + 125 ； 在 -10+ 85C 范圍內(nèi)，精度為 0.5C ，是可以滿足大部分水浴溫度測試的。因此利用單片機(jī)和一些簡單的外圍器件來開發(fā)一種適合于溫泉這樣有天然熱水可供應(yīng)的場所的低價(jià)位、運(yùn)行可靠、具有調(diào)節(jié)水溫功能，和溫度報(bào)警的系統(tǒng)，是很可靠的。并且本設(shè)計(jì)簡單實(shí)用，在成本控制上有非常出色的表現(xiàn)。在后續(xù)的功能實(shí)現(xiàn)上，用最簡單的傳感器達(dá)到了非常復(fù)雜的功能。

32、第4章系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則（1）先進(jìn)性硬件方面利用AT89C52為核心，溫度檢測主要是防水的DS18B20傳感器，顯示器為LCD1602，是比較通用的和應(yīng)用廣泛的液晶顯示器。主要通過繼電器做開關(guān)，控制冷熱水的電磁閥出水。軟件方面主要有主程序，LCD顯示程序，溫度信號處理程序，冷熱水水閥控制程序，溫度不等的報(bào)警程序等。（2）可靠性及安全性在溫度檢測采集上，用DS18B20溫度傳感器。DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：使用的是一條接口方式，即單總線方式與單片機(jī)連接，測量到的模擬數(shù)據(jù)是可以直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字溫度信號然后通過單總線串行輸出，并且可以傳送CRC校驗(yàn)碼，所以是具有一定

33、糾錯(cuò)能力的。采用的單總線就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與傳感器的雙向通訊。且單總線是一個(gè)價(jià)格低，抗干擾能力優(yōu)秀，并且適合多種環(huán)境下測試溫度的。使用起來也很方便。適應(yīng)了更寬的電壓范圍。即可以在3.0V5.5V之間工作。溫度檢測的范圍寬，測試到的數(shù)據(jù)精度高。在 -10+ 85C 范圍內(nèi)，精度為 0.5C 。測量范圍為-55 + 125 ，在使用的過程中，不需要外圍電路和元器件。 可以適應(yīng)多種供電方式，DS18B20是可以通過數(shù)據(jù)線連通的寄生電路上獲得電源。因此，在特定環(huán)境下，是可以不需要接入外部電源的。更是適應(yīng)不同環(huán)境的測試需求。所以DS18B20是一個(gè)適應(yīng)了更寬電壓范圍，且體積小巧，封裝好，價(jià)格低的數(shù)字溫度傳

34、感器。同時(shí)內(nèi)部的設(shè)有的電可擦可編程的只讀存儲(chǔ)器，也會(huì)幫助系統(tǒng)掉電后保存溫度設(shè)定的值。是一個(gè)可靠性很高的溫度傳感器。同時(shí)我們采用的電磁水閥的出水口為2分，出水量小，有利于更準(zhǔn)確的控制溫度，減少因出水過多的誤差。增加系統(tǒng)的可靠性。4.2 硬件設(shè)計(jì)水浴溫度控制系統(tǒng)的原理圖如圖4.1所示。圖4.1 系統(tǒng)原理圖4.2.1單片機(jī)AT89C52引腳 在我們的誰與溫度控制系統(tǒng)中，我們采用到的是一個(gè)8位的AT89C52的通用處理器。它也是一款以8051內(nèi)核構(gòu)成的單片機(jī)。同時(shí)它芯片上的引腳也是和8051單片機(jī)的是一樣的，所以在使用上，如需替換8051可以直接替換。在AT89C52單片機(jī)中，有一個(gè)Flash存儲(chǔ)器，

35、所以在使用開發(fā)過程中可以反復(fù)的修改程序，反復(fù)的燒寫實(shí)驗(yàn)，從而使我們的工作效率大大提高。首先P0口即3932口，在不接片外存儲(chǔ)器的時(shí)候，可以當(dāng)作雙向輸入輸出的口，在接了片外存儲(chǔ)器的時(shí)候可以作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。在這里我們的P0連接著LCD1602的I/0口數(shù)據(jù)段，用來控制液晶顯示器的顯示數(shù)據(jù)。其次到P1口即18口，是作為標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口使用的，同時(shí)P1.0可用作計(jì)數(shù)器/定時(shí)器2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端使用和P.1還可以作為計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的外部控制端使用。在我們的系統(tǒng)中，我們將P1.0用來控制蜂鳴器，P1.5作為和數(shù)字溫度傳感器DS18B20的控制端，用來控制和采集溫度。P2口即2128口，一

36、般也可以作為標(biāo)準(zhǔn)雙向I/O口使用，在我們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們將P2.7，P2.6,P2.5分別用作控制LCD1602的EN使能，R/W和R/S控制端。P2.3和P2.0分別來控制兩個(gè)繼電器Relay1和Relay2，控制繼電器的開關(guān)，即我們的電磁水閥升溫降溫。P2.2和P2.1來控制LED燈的亮滅，分別對應(yīng)著加熱和制冷的燈光。P3.0即1017口，除了作為標(biāo)準(zhǔn)的雙向I/0外，還具有他們各自的第二功能。在這里我們并沒有使用到，所以就不作稱述了。在我們的水浴溫度控制器中P3.4P3.7分別連接著我們的4個(gè)按鍵，用來接收按鍵的信息，加入按鍵控制功能。在我們的18，19口分,分別是X1和X2，這兩個(gè)端口

37、是用來連接時(shí)鐘電路的。以及9口為復(fù)位端，用來連接復(fù)位電路。52單片機(jī)引腳結(jié)構(gòu)圖如圖4.2所示。圖4.2 52單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖4.2.2 電源電路設(shè)計(jì)采用A型USB接口進(jìn)行供電。A型USB接口內(nèi)部有4根線，其中的兩根分別是第一根定義為VCC，第四根定義為GND，還有兩根分別定義為D+和D-，用做傳送數(shù)據(jù)，在這里我們只需要用到1和4進(jìn)行供電。電源電路模塊我們用到的了1個(gè)A型的USB作為母口，開關(guān)上我們用到了一個(gè)6腳的自鎖開關(guān)，當(dāng)開關(guān)自鎖鍵沒有按下時(shí)候，連接的引腳是3與1和6與4，當(dāng)按下自鎖鍵時(shí)，連接的引腳是3與2和6與5.此時(shí)電源電路導(dǎo)通。同時(shí)用到一個(gè)47uF的電解電容，作為濾波電容，安裝在整流電路兩

38、端用以降低交流脈動(dòng)波紋系數(shù)提升高效平滑直流輸出的一種儲(chǔ)能器件。同時(shí)還用到一個(gè)0.1uF的小電容，作為去耦電容，因?yàn)榇箅娙莸母哳l性能不好，而小電容的低頻信號不好，為了讓我們的低頻和高頻信號都可以很好的通過，所以才在大電容旁邊并聯(lián)一個(gè)小的電容。在我們的電源電路工作時(shí)，USB供電的電流大約為500A，能滿足基本元器件的需求，但是對于大功率的元器件就不能滿足了。電源電路結(jié)構(gòu)圖如圖4.3所示。圖4.3 電源電路結(jié)構(gòu)圖4.2.3蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)在單片機(jī)AT89C52上，我們選用引腳P1.0控制蜂鳴器。在蜂鳴器電路里，我們用到了三極管，三極管是具有電流放大作用的基本元器件之一，同時(shí)三極管開關(guān)電路也是運(yùn)用十

39、分廣泛的。按結(jié)構(gòu)上又分為NPN和PNP兩種，在我們的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)里使用的是PNP型的三極管。在這里，我們的PNP三極管作為開關(guān)使用。三級管有三種工作狀態(tài)： HYPERLINK /search?word=%E6%88%AA%E6%AD%A2%E7%8A%B6%E6%80%81&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 截止?fàn)顟B(tài)，放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)，在我們的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)電路中，發(fā)射極E接VCC，蜂鳴器；集電極接GND。此時(shí)的基極就相當(dāng)一個(gè)開關(guān)。當(dāng)基極B接收到低電平信號的時(shí)候，就導(dǎo)通了發(fā)射極和集電極的連接，使得蜂鳴器發(fā)聲，當(dāng)基極收到高平信號的時(shí)候，此時(shí)發(fā)射結(jié)的電壓小于P

40、N結(jié)的導(dǎo)通電壓，使得發(fā)射極和集電極的連接出于斷開狀態(tài)，蜂鳴器停止發(fā)聲。同時(shí)基極接限流電阻，是為了防止因基極電流過大燒毀基極，同時(shí)電流也應(yīng)該確保在一定負(fù)載下的三極管能夠進(jìn)入飽和狀態(tài)。蜂鳴器電路結(jié)構(gòu)圖如圖4.4所示。圖4.4 蜂鳴器電路結(jié)構(gòu)圖4.2.4復(fù)位電路設(shè)計(jì)在單片機(jī)AT89C52的P9引腳為RST/Vpd，即RESET復(fù)位端，Vpd為備用電源，該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)震蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。上電時(shí)，該引腳上高電平必須持續(xù)10m以上才能保證有效復(fù)位。在我們的水浴溫度控制器中，我們的復(fù)位使用上電復(fù)位，同時(shí)也可以手動(dòng)復(fù)位。將在P

41、9復(fù)位引腳上接一個(gè)10uf電容接上VCC，下接一個(gè)電阻接地，電解電容是隔直流通交流，在某一時(shí)刻的電容的電流取決于這一時(shí)候電壓的變化率.當(dāng)通電時(shí)，電壓VCC一瞬間從0V升到5V電壓，這一瞬間就相當(dāng)于是交流電，電容也就相當(dāng)于是導(dǎo)線，電容的兩端為短路狀態(tài)，這時(shí)RES端成高電平狀態(tài)。從上電開始，電解電容就開始給自己充電，然后電解電容的兩端就會(huì)呈等壓狀態(tài)，這時(shí)，電解電容就呈隔直流的狀態(tài)，電解電容兩端呈斷路狀態(tài)，這時(shí)RES端呈低電平狀態(tài)，單片機(jī)正式開始工作。按鍵回路是為了手動(dòng)的復(fù)位，當(dāng)按鍵按下的時(shí)候，按鍵處導(dǎo)通，構(gòu)成按鍵，電解電容的回路，此時(shí)電解電容放電，使得RES端成高電平的狀態(tài)，當(dāng)人們手抬起的時(shí)候，按

42、鍵彈開斷路，此時(shí)電解電容又繼續(xù)上電充電，直至RES端呈低電平，單片機(jī)正式開始工作。而在這里，電容串聯(lián)的電阻，電阻接地，和電容形成RC回路。電阻起到一個(gè)控制復(fù)位時(shí)間的作用，R的值越大，電容的充電時(shí)間越長，因?yàn)閺?fù)位引腳P9，的高電平必須持續(xù)10ms以上才能保證有效的復(fù)位，所以在這里使用電阻接地，保證了單片機(jī)的有效復(fù)位。復(fù)位電路結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示。圖4.5 復(fù)位電路結(jié)構(gòu)圖4.2.5液晶屏LCD1602電路設(shè)計(jì)液晶顯示是利用了液晶分子的物理性能，通過電壓對其顯示的區(qū)域進(jìn)行控制，LCD1602是一種字符型液晶顯示模塊，是專門用于顯示字母，數(shù)字，符號等點(diǎn)陣式的LCD。LCD1602的主要技術(shù)參數(shù)：能顯示

43、16*2的字符，芯片工作電壓為4.5V5.5V,其中最佳工作的電壓為5V，工作電流2.0mA.LCD1602又分為14腳的無背光，和16腳的帶背光兩種接口，我們的電路設(shè)計(jì)里采用的是16腳的帶背光LCD1602。我們用單片機(jī)AT89C52的P0口作為控制LCD1602的數(shù)據(jù)線，P2.7，P2.6，P2.5分來控制EN,R/W,R/S引腳。LCD1602結(jié)構(gòu)圖如圖4.6所示，一共16個(gè)引腳，他們的引腳說明如下：1：GND 電源地2：VCC 電源正極，接+5V電壓。3：VL即為液晶屏顯示器的對比度調(diào)整端，使用時(shí)可以用到一個(gè)10K的滑動(dòng)變阻器在作為對比度調(diào)整的電位器4：R/S數(shù)據(jù)/命令選擇，這個(gè)是對數(shù)

44、據(jù)和命令的寄存進(jìn)行選擇，電平高選擇數(shù)據(jù)寄存器，電平低選擇指令寄存器5：R/W讀/寫選擇，電平高的時(shí)候進(jìn)行的是讀，電平低的時(shí)候進(jìn)行的是寫。當(dāng)要進(jìn)行指令寫操作的時(shí)候，R/S和RW同時(shí)電平為低。進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫操作時(shí)候，R/S電平高，R/W電平低。6：EN 使能信號端，當(dāng)EN端的電平從高跳到低的轉(zhuǎn)變（下降沿）時(shí)，進(jìn)行指令的執(zhí)行。D0D7為雙向數(shù)據(jù)線。15：B-VCC 背光源正極16：B-GND背光源負(fù)極圖4.6 液晶屏1602結(jié)構(gòu)圖LCD1602模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令。液晶屏的讀寫操作，和屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令的編程實(shí)現(xiàn)的。編號：清屏指令 表4.1 清屏指令清除液晶顯示器，光標(biāo)歸為，即

45、將光標(biāo)回復(fù)到液晶顯示的左上方，清屏指令如表4.1所示。：光標(biāo)歸為表4.2光標(biāo)歸為將光標(biāo)歸為，即將光標(biāo)回復(fù)到液晶顯示的左上方，但DDRAM內(nèi)容不變,光標(biāo)歸為圖如表4.2所示。：光標(biāo)和顯示模式的設(shè)置表4.3光標(biāo)和顯示模式I/D：0為寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移 1為寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移S ： 0為寫入新數(shù)據(jù)顯示屏不移動(dòng) 1為寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏整體右移1個(gè)字光標(biāo)和顯示模式如表4.3所示。：顯示開關(guān)控制表4.4 顯示開關(guān)控制D：控制整體顯示器的開關(guān)，0顯示功能關(guān)，1顯示功能開C：0無光標(biāo)，1有光標(biāo)B：0光標(biāo)不閃爍，1光標(biāo)閃爍顯示開關(guān)控制如表4.4所示。：光標(biāo)或顯示器的移位表4.5 光標(biāo)或顯示器的移位S/C R

46、/L 0 光標(biāo)左移1格 1 光標(biāo)右移1格 0 顯示器上字符整體左移一格，光標(biāo)不動(dòng) 1 顯示器上字符整體右移一格，光標(biāo)不動(dòng)光標(biāo)或顯示器的位移如表4.5所示。：功能設(shè)置指令表4.6功能設(shè)置指令DL：0為數(shù)據(jù)總線為4位，1為數(shù)據(jù)總線為8位N：0顯示1行，1顯示2行。F: 0為5*7點(diǎn)陣/每字符，1為5*10點(diǎn)陣/每字符功能設(shè)置指令如表4.6所示。：設(shè)定CGRAM 表4.7設(shè)定CGRAM字符發(fā)生器RAM地址設(shè)定，設(shè)定CGRAM如表4.7所示。：DDRAM地址設(shè)置表4.8 DDRAM地址設(shè)置 設(shè)定DDRAM地址，DDRAM地址設(shè)置指令如表4.8所示。：讀取忙信號或AC地址表4.9讀取忙信號或AC地址BF

47、為1表示液晶顯示器忙，無法接受單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)或指令BF為0液晶顯示器可以接受數(shù)據(jù)AC讀取地址計(jì)數(shù)器內(nèi)容讀取忙信號或AC地址如表4.9所示。：數(shù)據(jù)寫入表4.10數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)寫入如表4.10所示。：讀取數(shù)據(jù)表4.11讀取數(shù)據(jù)基本操作：讀狀態(tài) 輸入：RS=L,RW=H,E=H寫指令 輸入：RS=L,RW=L,E=下降沿脈沖讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=H,RW=H,E=H寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=H,RW=L,E=下降沿脈沖讀取數(shù)據(jù)如表4.11所示。4.2.6繼電器控制電磁水閥電路設(shè)計(jì)繼電器結(jié)構(gòu)圖如圖4.7所示。圖4.7 繼電器結(jié)構(gòu)圖在我的控制系統(tǒng)里，我采用的是兩個(gè)繼電器控制兩個(gè)電磁水閥來實(shí)現(xiàn)，兩個(gè)電磁水閥分別控

48、制冷水和熱水的出水。在繼電器的外圍電路中，同樣用到了PNP的三極管，在這里PNP的三極管同樣起到的是開關(guān)的作用，在上面，我已經(jīng)介紹了PNP作為開關(guān)的原理，同樣，PNP的的發(fā)射極E接VCC，基極B接單片機(jī)I/O口，這里我們用到的是單片機(jī)AT89C52的P2.3作為控制繼電器的控制線。PNP三極管的集電極接繼電器和下接電阻接地，這里的電阻同樣起到一個(gè)保護(hù)作用，保護(hù)繼電器正常工作。下面我們介紹一下我們用到的SRD-24VDC-SL-C繼電器的原理， HYPERLINK /search?word=%E7%94%B5%E7%A3%81%E7%BB%A7%E7%94%B5%E5%99%A8&fr=qb_s

49、earch_exp&ie=utf8 t _blank 電磁繼電器一般由 HYPERLINK /search?word=%E9%93%81%E8%8A%AF&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。當(dāng)線圈中有電流通過的時(shí)候，也就是當(dāng)線圈兩端的有了電壓差，電流導(dǎo)通線圈內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生電磁場，即電磁效應(yīng)，這是銜鐵就會(huì)克服彈簧阻力被鐵芯吸過去，使得銜鐵上的動(dòng)觸點(diǎn)和常開觸點(diǎn)對接，從而使得電路導(dǎo)通，當(dāng)線圈兩端的電壓差消失，電流隨即消失，則電磁效應(yīng)消失，銜鐵就會(huì)和常閉觸點(diǎn)對接，使得電路開路。在我們的原理圖中，繼電器K1的1管腳懸掛的是銜鐵，作為開關(guān)，

50、管腳3就是鐵芯，管腳2就是關(guān)。當(dāng)三極管PNP收到來自單片機(jī)AT89C52的低電平信號時(shí)， 三極管導(dǎo)通，這時(shí)繼電器兩端加上電壓，繼電器中流過一定電流，產(chǎn)生電磁效應(yīng)，從而使繼電器的管腳1的銜鐵吸向管腳3的鐵芯，從而繼電器導(dǎo)通，當(dāng)三極管PNP收到高電平信號時(shí)，三極管不導(dǎo)通，繼電器不導(dǎo)通，在沒有電磁效應(yīng)的時(shí)候，繼電器的1管腳的銜鐵回到正常位置也就是和管腳2貼合，此時(shí)繼電器關(guān)閉。這里我們引出三個(gè)排針，作為分別連接繼電器的三個(gè)引腳。其中2管腳和繼電器的1管腳連接，3管腳和繼電器的3管腳連接。下面介紹一下電磁水閥的原理，直動(dòng)式電磁閥內(nèi)部有一個(gè)閥座，這個(gè)閥座是由一個(gè)動(dòng)的鐵芯構(gòu)成的，在自然狀態(tài)下，鐵芯會(huì)在彈簧的

51、彈力作用下與閥口貼合，此為閉閥狀態(tài)，內(nèi)部線圈中間有一個(gè)靜態(tài)鐵芯，當(dāng)線圈通電后，線圈產(chǎn)生了電磁力，這時(shí)動(dòng)鐵芯就會(huì)克服彈簧力吸向靜態(tài)鐵芯，這時(shí)閥口打開，電磁閥通路。當(dāng)線圈斷電后，線圈的磁場力消失，動(dòng)態(tài)鐵芯就會(huì)又隨著彈簧的彈力與閥口接合，又為閉閥狀態(tài)。在我們的設(shè)計(jì)里，采用了兩個(gè)電磁水閥，一個(gè)控制冷水，一個(gè)控制熱水，通過單片機(jī)控制，使他們對水的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。4.2.7按鍵及發(fā)光二極管等電路設(shè)計(jì) 在我的水浴溫度控制器里用到了兩個(gè)發(fā)光二極管。分別代表了加熱和制冷。這兩個(gè)發(fā)光二極管分別用單片機(jī)AT89C52上的P2.2和P2.1來控制。因?yàn)檫^大的電流會(huì)損壞發(fā)光二極管，所以在發(fā)光二極管上接上拉電阻接VCC，起

52、到限流作用。發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)圖如圖4.8所示。圖4.8發(fā)光二極管在這個(gè)系統(tǒng)中，我用到了4個(gè)按鍵，分別實(shí)現(xiàn)對設(shè)定溫度的“設(shè)置”“溫度+”“溫度-”“確定設(shè)置”，4個(gè)功能。4個(gè)按鍵下接地，當(dāng)按鍵按下，對應(yīng)的單片機(jī)AT89C52上的P3.4，P3.5，P3.6，P3.7就會(huì)產(chǎn)生低電平信號，從而實(shí)現(xiàn)按鍵功能。按鍵結(jié)構(gòu)圖如圖4.9所示。圖4.9按鍵結(jié)構(gòu)圖4.2.8時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)單片機(jī)的定時(shí)控制功能是由片內(nèi)的時(shí)鐘電路和定時(shí)電路來完成的，而片內(nèi)的時(shí)鐘產(chǎn)生方式有兩種，即為內(nèi)部時(shí)鐘方式和外部時(shí)鐘方式。在我的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)里，采用的是內(nèi)部時(shí)鐘方式。片內(nèi)高增益反相放大器通過單片機(jī)AT89C52的XTAL1和XTAL2外接

53、作為反饋元件的晶體（呈電感）與電容組成的并聯(lián)諧振回路，構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器向內(nèi)部時(shí)鐘電路提供振蕩時(shí)鐘。其中采用兩個(gè)30uf的電容C4和C5的值具有微調(diào)作用。時(shí)鐘電路結(jié)構(gòu)圖如圖4.10所示。圖4.10 時(shí)鐘電路4.3 軟件設(shè)計(jì)4.3.1 控制流程設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的單片機(jī)進(jìn)行各種功能的控制實(shí)現(xiàn)，主要用到的系統(tǒng)軟件主要采用的是C語言。在主程序中，對不同模塊進(jìn)行初始化，然后分別對不同模塊進(jìn)行調(diào)用。在這里主程序主要是實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控，對溫度傳感器DS18B20采集到的溫度進(jìn)行溫度的轉(zhuǎn)換，以及將檢測的溫度顯示在液晶屏上，在不懂的溫度的同時(shí)負(fù)責(zé)調(diào)用各個(gè)子程序。4.3.2功能模塊的設(shè)計(jì) 水浴溫度控制系統(tǒng)如圖4.22

54、所示，主要分為4個(gè)功能模塊：溫度采集，溫度控制，溫度顯示，設(shè)置溫度。溫度采集模塊的主要功能為通過溫度傳感器DS18B20采集溫度，對采集到的溫度進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得模擬溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字溫度值。溫度控制模塊主要的功能是利用兩個(gè)繼電器控制兩個(gè)水用電磁閥，使他們分別滿足在溫度高于設(shè)置溫度時(shí)加冷水降溫，在溫度低于設(shè)置溫度時(shí)加熱水升溫。溫度顯示模塊的主要功能是通過LCD1602液晶顯示屏顯示當(dāng)前采集到的溫度值，和我們設(shè)置的溫度值，以及光標(biāo)等設(shè)置溫度模塊的主要功能是設(shè)置當(dāng)前需要的溫度，通過按鍵移動(dòng)光標(biāo)，選擇要改的溫度將光標(biāo)移動(dòng)到此處，再用按鍵使溫度加和溫度減。圖4.22 功能模塊的設(shè)計(jì)大連東軟信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（

55、論文）第5章系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)5.1功能模塊實(shí)現(xiàn)5.1.1溫度采集子模塊 溫度采集模塊圖如圖5.1所示。圖5.1 溫度采集模塊流程圖void Timer1_Serve() interrupt 3 /測溫顯示函數(shù)TH1 = (65535-10000) / 256; /10msTL1 = (65535-10000)% 256;Temp_Step+;if(Temp_Step=1)StartConvert(); /開始溫度轉(zhuǎn)換else if(Temp_Step=75) /讀取數(shù)據(jù)Reset(); Write_byte(0 xcc); Write_byte(0 xbe); tempL = Read_byte();

56、 tempH = Read_byte();5.1.2繼電器溫度控制模塊 繼電器溫度控制模塊圖如圖5.2所示。圖5.2 繼電器溫度控制模塊流程圖void Temp_Control(void) if(Temp_DataSet_Temp+1) /如果溫度大于設(shè)定1度 Flag = 1;Cold_Water(); else if(Temp_DataSet_Temp-1) /如果溫度低于設(shè)定 1度 Flag = 1;Hot_Water(); else Flag = 0;Stop_Water(); 5.1.3LCD1602溫度顯示模塊LCD溫度顯示模塊圖如圖5.3所示。圖5.3 LCD溫度顯示模塊流程圖v

57、oid TempDisplay(uchar x,uchar y,float Temperature)int temp=0;if(Temperature0)Temperature = (-1)*Temperature; /轉(zhuǎn)換成正溫度LCD_write_char(x,y,-);else LCD_write_char(x,y, ); /溫度正負(fù)顯示 5.1.4按鍵溫度設(shè)置模塊按鍵溫度設(shè)置模塊圖如圖5.4所示。圖5.4 按鍵溫度設(shè)置模塊流程圖/*目標(biāo)溫度設(shè)置相關(guān)函數(shù)*/void SetWarning_Temp(void)uchar Flag = 0;if(K1=0)Delay_1ms(10);if(

58、K1=0)/設(shè)置報(bào)警數(shù)值while(!K1); /等待松開EA = 0; /關(guān)閉定時(shí)器0，停止數(shù)據(jù)讀取while(1) /設(shè)置高溫報(bào)警值TempDisplay(1,6,Set_Temp);/顯示設(shè)置的溫度Flag = Sursor_Move(Flag); /光標(biāo)移動(dòng) Set_Blink(Flag); /光標(biāo)閃爍Set_Waning_Value(Flag); /設(shè)置報(bào)警數(shù)值if(K4=0)Delay_1ms(10);if(K4=0)while(!K4); EA = 1; break;5.2系統(tǒng)集成與調(diào)試5.2.1硬件調(diào)試本系統(tǒng)的硬件調(diào)試分為以下階段進(jìn)行調(diào)試： (1)電路調(diào)試電路錯(cuò)誤主要包括：斷路

59、，短路，錯(cuò)線。硬件的電路錯(cuò)誤是大部分是由于設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和加工過程中的工藝性錯(cuò)誤所造成的。(2)器件調(diào)試檢查元器件是否能正常工作，在一定情況下，元器件可能會(huì)失效，其中可能是因?yàn)樵骷旧砭鸵呀?jīng)損壞，或者在本身性能要求上不符合，另一種可能是在焊接操作上失效，例如二極管極性的接反，集成塊焊接有誤，電解電容極性接反等等。 (3)可靠性調(diào)試很多因素都對系統(tǒng)有影響，比如器件負(fù)載過大，以及走線的間距和布局的不合理，導(dǎo)致元器件相互影響，同時(shí)接插件接觸不良等等，都是很影響系統(tǒng)的可靠性。 (4)電源故障在硬件調(diào)試的開始過程中，我們首先對電源模塊進(jìn)行調(diào)試，因?yàn)樵陔娫闯霈F(xiàn)故障，我們很有可能在上電后對整個(gè)電路的器件造成損壞

60、。我們應(yīng)該對電壓值是否符合設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)電源線與接口的對應(yīng)，以及電源的負(fù)載能力等進(jìn)行檢測。在系統(tǒng)上電之前，要用萬用表和示波器檢測電源的短路和極性的錯(cuò)誤。首先對電源單獨(dú)的做好調(diào)試，再一次檢測其他硬件上是否符合了要求，在確定了給個(gè)器件都符合要求以后才能上電，再對各點(diǎn)點(diǎn)位進(jìn)行測試，看看是否正常。5.3.2軟件調(diào)試軟件調(diào)試與所選用的軟件結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計(jì)技術(shù)有關(guān)。水浴溫度控制系統(tǒng)主要用到模塊程序設(shè)計(jì)，在調(diào)試程序的時(shí)候，先對每一個(gè)模塊進(jìn)行調(diào)試，之后再對整個(gè)系統(tǒng)程序進(jìn)行總調(diào)試。我們先依次檢測各個(gè)程序模塊，溫度采集，溫度控制，溫度顯示，設(shè)置溫度。首先將各個(gè)模塊的程序在軟件中編譯好后通過USB口傳輸?shù)接布纹瑱C(jī)