溫度及水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題 目：溫度及水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作學(xué)生姓名周麗娜學(xué) 號(hào)201220090129專業(yè)班級(jí)電子1201二級(jí)學(xué)院信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師（職稱）鄭麗君（） 2016 年6 月誠(chéng)信承諾書本人謹(jǐn)此承諾，本人所寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）均由本人獨(dú)立撰寫，無(wú)任何抄襲行為。凡涉及他人的觀點(diǎn)材料，均作了注釋。如出現(xiàn)抄襲或侵犯他人知識(shí)產(chǎn)權(quán)的情況，愿承擔(dān)由此引起的任何責(zé)任，并接受相應(yīng)的處分。學(xué)生簽名：年月日溫度及水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作【摘要】本文主要結(jié)合當(dāng)前溫度及水位檢測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀，選用了宏晶公司生產(chǎn)的STC89C51單片機(jī)作為主控基礎(chǔ)，并配合DS18B20溫度傳感器、LCD1602液晶屏等模塊設(shè)計(jì)了

2、一款單片機(jī)控制系統(tǒng)。在硬件上，以C51單片機(jī)、復(fù)位電路以及時(shí)鐘電路組成單片機(jī)最小系統(tǒng)，選擇DS18B20傳感器作為水溫采集模塊，并輔之以其他電路模塊，實(shí)現(xiàn)了本系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。在軟件上，使用C語(yǔ)言描述軟件系統(tǒng)，并通過(guò)Altium Designer繪制電路原理圖、Visio繪制軟件流程圖的方式來(lái)描述本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，本系統(tǒng)達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)，并表現(xiàn)出了良好的性能?！娟P(guān)鍵詞】STC89C51單片機(jī)，水位檢測(cè)，DS18B20溫度傳感器【Abstract】In this paper, combined with the research status of the temperature

3、 and water level detection system, selection of the macro crystal produced the STC89C51 MCU as the main control foundation, and with DS18B20 temperature sensor, LCD1602 LCD module design of a microcomputer control system. In hardware, with C51 monolithic integrated circuit, reset circuit and clock c

4、ircuit composed of MCU minimum system, choose DS18B20 as the temperature acquisition module, and complemented by other circuit module, this system. The hardware system is realized. In the software, use the C language to describe the software system, and through the Altium Designer drawing circuit pr

5、inciple diagram and Visio drawing software flow graph to describe the design process of this system. After repeated testing, the system achieved the desired design goals, and shows good performance.【Key Words】STC89C51，Water Level Detection，DS18B20 Temperature Sensor目 錄1 緒論11.1 溫度水位控制系統(tǒng)發(fā)展背景11.2水溫控制技術(shù)

6、的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21.3本文主要內(nèi)容22 方案選擇及元器件介紹32.1 主控單片機(jī)的對(duì)比與選擇32.2 STC89C51單片機(jī)芯片42.3DS18B20溫度傳感器概述42.4LCD1602液晶屏介紹53 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)73.2 STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)73.2.1 復(fù)位電路73.2.2 晶振電路83.3 DS18B20電路設(shè)計(jì)83.4LCD1602液晶屏電路設(shè)計(jì)93.5水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)93.6繼電器及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)104 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)124.1 主程序流程設(shè)計(jì)124.2 DS18B20溫度轉(zhuǎn)換流程設(shè)計(jì)134.3 LCD1602液晶屏工作流程圖設(shè)計(jì)144.3.1 寫數(shù)據(jù)

7、流程圖144.3.2 寫指令流程圖154.4加熱模塊工作流程設(shè)計(jì)15結(jié)論17參考文獻(xiàn)18附錄 A19附錄 B20附錄 C22附錄 D23致謝33圖目錄圖2.1 STC89C51單片機(jī)4圖2.2 DS18B20溫度傳感器5圖LCD1602液晶屏6圖3.1硬件框圖7圖復(fù)位電路8圖晶振電路8圖3.4 DS18B20電路設(shè)計(jì)9圖3.5 LCD1602液晶屏電路9圖10圖11圖13圖4.2 DS18B20工作流程設(shè)計(jì)141415圖4.5 加熱模塊工作流程設(shè)計(jì)16圖5.1 實(shí)物圖17圖5.1 實(shí)物圖1 緒 論1.1 溫度及水位控制系統(tǒng)發(fā)展背景溫度參數(shù)是多種行業(yè)都需要檢測(cè)的一個(gè)重要參數(shù)，是生活和生產(chǎn)上最最基

8、本的物理量，幾乎工業(yè)上的大小環(huán)節(jié)都離不開對(duì)溫度的準(zhǔn)確控制，它是決定產(chǎn)品質(zhì)量的決定性因素，比如在煙草生產(chǎn)企業(yè)，溫度在烘烤車間是決定煙葉色澤和質(zhì)量的首要保障；而在冶金行業(yè)，溫度是決定化學(xué)反應(yīng)效率的重要條件，因此在歷史上產(chǎn)生了多種監(jiān)控溫度的方法（如學(xué)習(xí)算法、模糊算法以及PID算法等），它們?cè)诓煌膽?yīng)用場(chǎng)合都能發(fā)揮出很靈活的控制性能。在工業(yè)上，監(jiān)控溫度的控制器主要使用微處理器，如單片機(jī)、PLC或者DSP等，隨著單片機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，目前32位單片機(jī)（如SST公司的STM32）已經(jīng)在微處理器界大行其道，它優(yōu)異的性能能夠使得過(guò)去的傳統(tǒng)控制系統(tǒng)大幅提高，因此對(duì)于溫度參數(shù)的控制，各行各業(yè)也提出了更高的要求，不

9、但要求溫度穩(wěn)定、抑制干擾以及快速到達(dá)設(shè)定溫度等，這些要求的實(shí)現(xiàn)對(duì)于性能優(yōu)越的微處理器是非常容易的。縱觀目前水溫監(jiān)控系統(tǒng)市場(chǎng)現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是許多系統(tǒng)的功能還都停留在近距離控制，隨著以太網(wǎng)技術(shù)、紅外遙控技術(shù)、RFID（射頻通信）系統(tǒng)、GSM技術(shù)以及藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展并且低成本化，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸已經(jīng)變得可能，這樣將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳送技術(shù)和溫度控制技術(shù)結(jié)合在一起，就衍生出了一種性能更加完善的水溫監(jiān)控系統(tǒng)，它能使得溫度控制變得遠(yuǎn)程化，只要坐在電腦邊、持手機(jī)或者拿著遙控就能實(shí)現(xiàn)對(duì)水溫的靈活監(jiān)控，這將車間人員解放出來(lái)，同時(shí)也能夠降低高溫對(duì)人員的傷害。所謂水位控制系統(tǒng)指的是能夠通過(guò)傳感器的液位采

10、集作用而實(shí)現(xiàn)也為自動(dòng)控制的電子控制系統(tǒng)，通常情況下這種系統(tǒng)由微處理器、液位傳感器、水泵、排水裝置、終端按鍵、顯示器以及報(bào)警器等部分組成，在這種系統(tǒng)的作用下，工業(yè)生產(chǎn)或者家居生活能夠?qū)崿F(xiàn)在無(wú)人管理情況下的自動(dòng)運(yùn)行，節(jié)省大量的人力物力，大幅度提高企業(yè)生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的液位控制已經(jīng)延續(xù)了數(shù)百年，在古代的一些作坊或者小型加工廠中能夠常常看到通過(guò)人工的方式實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工中的液位管理，添加水通過(guò)水桶加注，換水也是通過(guò)人工操作，這就是最為原始的液位管控制系統(tǒng)。幾百年后隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，自來(lái)水進(jìn)入了千家萬(wàn)戶方便了人們的日常生活，在工業(yè)活動(dòng)中對(duì)于液位控制作業(yè)也享受到了自來(lái)水管道的便利，因?yàn)楣と藗冊(cè)僖膊挥锰嶂叭?/p>

11、完成加水放水的勞累體力活了，只需要在現(xiàn)場(chǎng)看緊也為高度，管理好自來(lái)水龍頭的開關(guān)，防止水溢出來(lái)。再到后來(lái)出現(xiàn)了現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)，此時(shí)電子技術(shù)以及微處理器技術(shù)廣泛發(fā)展，涌現(xiàn)除了一大批用于輔助工業(yè)活動(dòng)的電子控制系統(tǒng)，在水塔水位控制系統(tǒng)中，最為著名的就是采用PLC作為主控核心的也為管理系統(tǒng)，由于采用了PLC作為控制器，因此基本實(shí)現(xiàn)液位高低的自動(dòng)管理，基本無(wú)需人為干預(yù)，通過(guò)液位傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)水箱中液位的采集，將采集到的信息傳送到PLC進(jìn)行處理，接著PLC根據(jù)也為情況來(lái)相應(yīng)的啟閉水泵或者排水閥的工作，以此來(lái)達(dá)到液位的自動(dòng)化管理。這種PLC系統(tǒng)用在干擾情況較為嚴(yán)重的工控場(chǎng)合能夠表現(xiàn)出非常高的穩(wěn)定度，內(nèi)部程序在運(yùn)行

12、過(guò)程中基本不會(huì)出現(xiàn)運(yùn)行錯(cuò)誤等情況，因此成本也非常高。近幾年來(lái)的單片機(jī)技術(shù)日益完善，單片機(jī)控制系統(tǒng)逐漸滲透到工業(yè)領(lǐng)域的各個(gè)角落，單片機(jī)的穩(wěn)定性跟過(guò)去相比已經(jīng)取得了質(zhì)的飛躍，在水位控制系統(tǒng)方面，目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了多種類型的以單片機(jī)作為主控核心的自動(dòng)控制系統(tǒng)，這些產(chǎn)品主要分為超聲波探測(cè)式、電磁波探測(cè)式、激光探測(cè)式以及機(jī)械浮子式幾類，根據(jù)液位探測(cè)的精度以及準(zhǔn)確度區(qū)分，激光探測(cè)式性能最佳，而已使用廣泛度以及成本來(lái)看，機(jī)械浮子式數(shù)第一。由于單片機(jī)的成本遠(yuǎn)低于PLC系統(tǒng)，并且目前單片機(jī)的性能和穩(wěn)定度在不斷提升，已經(jīng)有和PLC持平的趨勢(shì)，因此如果采用單片機(jī)作為也為控制系統(tǒng)的主控器，那么將大幅度降低其生產(chǎn)成本

13、。1.2水溫控制技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀遠(yuǎn)程水溫監(jiān)控技術(shù)目前正朝著網(wǎng)絡(luò)化、更遠(yuǎn)距離化的方向發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)化方面，很多研究者正在不斷地將以太網(wǎng)模塊、互聯(lián)網(wǎng)總線植入到水溫監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)，有了以太網(wǎng)模塊，多個(gè)水溫監(jiān)控系統(tǒng)就可以組成一個(gè)小網(wǎng)絡(luò)，多個(gè)小網(wǎng)絡(luò)就可以組成一個(gè)大網(wǎng)絡(luò)，從而進(jìn)行集中管理、監(jiān)視和維護(hù)。麻省理工大學(xué)的一個(gè)研究小組開發(fā)了一款能夠手機(jī)對(duì)水溫進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)，它的智能之處在于這個(gè)系統(tǒng)不但在手機(jī)上設(shè)計(jì)了水溫的監(jiān)控界面，同時(shí)能夠?qū)⒍囗?xiàng)參數(shù)（如溫度、濕度以及氣壓等）通過(guò)GPRS模塊發(fā)送給手機(jī)持有者，這樣企業(yè)人員在給自己的手機(jī)上下載這個(gè)系統(tǒng)后，就能夠在辦公室內(nèi)輕松的檢測(cè)車間的水溫情況，省去了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管的麻煩。而

14、國(guó)內(nèi)的研究者也在這方面取得了很大的成果，他們將以太網(wǎng)植入了水溫控制系統(tǒng)中，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)水溫的靈活監(jiān)控。1.3本文主要內(nèi)容本文以基于單片機(jī)的溫度及水位控制系統(tǒng)為研究目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一款能夠?qū)崿F(xiàn)溫度和水位自動(dòng)測(cè)量的電子控制系統(tǒng)，在文章第一章，主要對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展背景和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了描述，第二章對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案以及元器件進(jìn)行了選擇和介紹，文章的第三章對(duì)硬件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，第四章主要對(duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。2 方案選擇及元器件介紹2.1主控單片機(jī)的對(duì)比與選擇方案一：選擇8位的51內(nèi)核單片機(jī)作為主控核心，由于51單片機(jī)進(jìn)入中國(guó)學(xué)生的視野比較早，它通常作為高校里單片機(jī)課程的主要教學(xué)題材，因此具有廣泛可

15、使用的資料和現(xiàn)成例程，其庫(kù)函數(shù)目前也比較豐富，因此在使用時(shí)比較容易上手，尤其是對(duì)剛開始邁進(jìn)單片機(jī)大門的學(xué)生來(lái)說(shuō)。目前使用最廣泛的AT89C51和STC89C51同是采用經(jīng)典51內(nèi)核的8位單片機(jī)，這兩者的區(qū)別是AT89C51是單片機(jī)巨頭ATMEL公司研發(fā)的，STC89C51是國(guó)內(nèi)的宏晶公司推出的，兩者相互兼容，另外最基本的C51單片機(jī)采用串口下載程序，不需要昂貴的仿真器，因此成本非常低。但是其缺點(diǎn)也非常明顯，由于C51單片機(jī)比較基礎(chǔ)，因此其內(nèi)部資源非常貧乏，只集成了UART、定時(shí)器等模塊，中斷資源比較少，只有P3.2和P3.3兩個(gè)管腳能夠進(jìn)入管腳中斷，其他管腳無(wú)中斷能力，因此在開發(fā)大型的復(fù)雜項(xiàng)目

16、時(shí)將顯得非常遜色，如果需要使用AD轉(zhuǎn)換或者DA轉(zhuǎn)換等功能時(shí)，需要在片外擴(kuò)展相關(guān)芯片，因此電路形式將顯得復(fù)雜。方案二：選擇美國(guó)德州儀器（TI）公司研發(fā)的MSP430系列單片機(jī)作為主控核心，這種單片機(jī)進(jìn)入市場(chǎng)的最大優(yōu)勢(shì)是其低功耗性能，該公司曾用一個(gè)新鮮檸檬的汁液進(jìn)行處理來(lái)給430單片機(jī)供電，以此來(lái)展示其低功耗的優(yōu)勢(shì)。430單片機(jī)采用了RISC精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)，另外430是一種16位單片機(jī)，該系列單片機(jī)的高端型號(hào)的主頻能夠達(dá)到40M，處理速度相對(duì)于經(jīng)典的8位單片機(jī)來(lái)說(shuō)非?？臁?30單片機(jī)中大多數(shù)芯片具有JTAG口，這使得用戶能夠通過(guò)專用的仿真器來(lái)設(shè)置斷點(diǎn)來(lái)分析程序的運(yùn)行現(xiàn)象，方便查看相關(guān)的寄存器值，給程

17、序調(diào)試帶來(lái)了極大的方便，為項(xiàng)目的成功帶來(lái)了極大的保障，然而這種仿真器的成本相對(duì)昂貴，給學(xué)生實(shí)驗(yàn)帶來(lái)諸多不便。在優(yōu)勢(shì)方面，430單片機(jī)的內(nèi)部資源相對(duì)豐富，大多數(shù)型號(hào)都集成了AD、DA、硬件IIC、定時(shí)器以及UART等資源，在使用時(shí)配置比較方便。然而其缺點(diǎn)也非常明顯，由于低功耗的430單片機(jī)主要應(yīng)用在一些手持設(shè)備上，用戶主要是一些手持儀器研發(fā)公司，因此對(duì)于430單片機(jī)的開發(fā)資料學(xué)生不能方便觸及到，給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來(lái)諸多不利。綜上所述各種常用單片機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到自身的學(xué)習(xí)經(jīng)歷以及知識(shí)掌握度，對(duì)于51單片機(jī)非常熟悉，雖然上文說(shuō)到其內(nèi)部沒(méi)有集成AD轉(zhuǎn)換或者硬件IIC等模塊，但是在片外擴(kuò)展這些模塊也非常容易

18、，網(wǎng)上相關(guān)的程序和資料相當(dāng)?shù)亩啵⒉粫?huì)給設(shè)計(jì)過(guò)程帶來(lái)極大的阻礙?？紤]到成本方面，上述所說(shuō)的幾種單片機(jī)就成本來(lái)說(shuō)只有51單片機(jī)的價(jià)格最低，并且非常容易買到，這給設(shè)計(jì)的成功性帶來(lái)了極大的保障，因此本系統(tǒng)選用51單片機(jī)作為主控核心。到底什么是單片機(jī)呢，相信很多學(xué)過(guò)單片機(jī)學(xué)生或者專業(yè)人士也很難對(duì)它下一個(gè)很清晰的定義，其實(shí)所謂單片機(jī)就是單片微型機(jī)的簡(jiǎn)稱，在結(jié)構(gòu)上主要是將CPU、各種存儲(chǔ)器、定時(shí)器以及功能強(qiáng)大的輸入輸出結(jié)構(gòu)或者現(xiàn)場(chǎng)總線等部分都被集成在同一個(gè)小型的硅片中的芯片，很多電子類專業(yè)的學(xué)生在接觸學(xué)習(xí)單片機(jī)之前通常會(huì)因?yàn)椤皢纹瑱C(jī)“三個(gè)字就望文生義以為它是一種很龐大的機(jī)械設(shè)備，其實(shí)不然，它只是一種一元硬

19、幣大小的芯片而已（早期由于集成電路技術(shù)還不發(fā)達(dá)，面積比現(xiàn)在的芯片大得多）。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)技術(shù)離不開集成電路技術(shù)的成熟，因?yàn)榧呻娐吩匠墒?，單片機(jī)的體積就會(huì)越小并且成本就會(huì)越低，這是因?yàn)榧晒杵某杀竞推涿娣e成正比。單片機(jī)在國(guó)外被稱為Single Chip Microcomputer，簡(jiǎn)稱SCM，然而這只是它最早期的英文名稱，隨著它的不斷發(fā)展和人們對(duì)它的不斷認(rèn)識(shí)，因此它被改名為MCU，即Microcontroller Unit。從最初的最基本最簡(jiǎn)單的單片機(jī)誕生開始一直到目前的功能強(qiáng)大處理性能猛增的32位單片機(jī)，其中經(jīng)歷了1位到4位、8位以及16位等發(fā)展過(guò)程，這里所說(shuō)的幾位幾位單片機(jī)是指它的總線寬度，

20、也就是它能夠并行處理多少位數(shù)據(jù)，例如我們平常經(jīng)常使用到的51單片機(jī)，它就是一種8位單片機(jī)，而目前較為流行的基于ARM內(nèi)核的STM32單片機(jī)就是一種32位單片機(jī)，它能夠同時(shí)并行處理32位數(shù)據(jù)，這是它能夠海量處理數(shù)據(jù)的根本原因。在單片機(jī)的實(shí)用范圍上，可以將所有的單片機(jī)分成兩類，即專用型單片機(jī)和通用型單片機(jī)，所謂通用型是指用戶可以通過(guò)自己編程和修改等來(lái)完成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建，這種類型的單片機(jī)對(duì)用戶開放較多的GPIO口管腳，內(nèi)部通常集成了很多外圍模塊（如AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器模塊、DA數(shù)模轉(zhuǎn)換器模塊以及UART串口模塊等）；而專用型單片機(jī)是指在生產(chǎn)這種單片機(jī)前，用戶就已經(jīng)指定好該單片機(jī)的具體規(guī)格，如IO口的

21、數(shù)量、管腳排列、定時(shí)器數(shù)量等，這都是為了專門的設(shè)計(jì)而生產(chǎn)的，因此通常在別處不可使用。另外可以根據(jù)單片機(jī)是否向外提供并行總線來(lái)將所有的單片機(jī)分成總線型和非總線型單片機(jī)，所謂總線型是指單片機(jī)對(duì)用戶提供數(shù)據(jù)總線和地址總線，并引出相應(yīng)的控制管腳，比如常用的51單片機(jī)它就屬于一種總線型單片機(jī)；而非總線單片機(jī)和總線型正相反。2.2 STC89C51單片機(jī)芯片本課題選用了宏晶公司推出的STC89C51單片機(jī)作為主控芯片，這款芯片是一款內(nèi)置經(jīng)典MCS-51內(nèi)核的單片機(jī)，內(nèi)部集成的CPU與市面上流行的AT89C51單片機(jī)同出一轍。STC89C51單片機(jī)為FLASH型器件，它支持高達(dá)一萬(wàn)次的可重復(fù)性燒寫，具有4k

22、字節(jié)的程序容量。在RAM方面，STC89C51能夠?qū)崿F(xiàn)256字節(jié)的內(nèi)存性能，在一些小型系統(tǒng)中，這種配置已經(jīng)足夠使用，而在一些大型系統(tǒng)中，用戶需要自己在片外擴(kuò)展存儲(chǔ)器，下圖2-1為STC89C51單片機(jī)的芯片圖。圖2.1 STC89C51單片機(jī)宏晶公司在STC89C51單片機(jī)片內(nèi)集成了一個(gè)高性能的UART串口，其數(shù)據(jù)收發(fā)管腳TXD和RXD被分別映射到P3.0和P3.1兩個(gè)IO管腳；兩個(gè)高達(dá)16位的計(jì)數(shù)器，具有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種工作模式；兩個(gè)外部中斷管腳EX0和EX1，被分別映射到P3.2和P3.3兩個(gè)IO管腳。2.3 DS18B20溫度傳感器概述本系統(tǒng)的測(cè)溫單元采用的是當(dāng)前市場(chǎng)上非常暢銷一種溫度采集

23、傳感器，它的體積非常的小因此能夠適應(yīng)很多場(chǎng)合的應(yīng)用，比如說(shuō)管裝待測(cè)物體，這樣DS18B20就能夠很輕易的被安置到物體內(nèi)部，DS18B20的多種封裝中都是只有三個(gè)管腳，一個(gè)電源管腳和一個(gè)接地管腳，另外剩下一個(gè)就是單線串行數(shù)據(jù)線，無(wú)論是單片機(jī)發(fā)送的時(shí)鐘信號(hào)還有數(shù)據(jù)信號(hào)或是DS18B20發(fā)送給單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)還有數(shù)據(jù)信號(hào)，都是通過(guò)這條串行總線傳送，這樣就使得系統(tǒng)的硬件開銷非常小，只占用到單片機(jī)的一個(gè)IO管腳，由于信號(hào)的輸送距離很短所以它的抗干擾能力非常的強(qiáng)，使得DS18B20的測(cè)溫性能精度非常高。DS18B20的典型特點(diǎn)就是驅(qū)動(dòng)方便硬件消耗只有一個(gè)IO口，這全得益于美國(guó)DALLS公司研發(fā)的這種單線總

24、線接線方式。為了適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)合的不同環(huán)境情況，DS18B20被開發(fā)出多種封裝形式，比如LTM8877和LTM8874以及使用最多的SOT-23封裝形式，使得DS18B20看起來(lái)像是一個(gè)普通的小型三極管，如此多的封裝使得DS18B20能夠在汽車測(cè)溫、電纜測(cè)溫、水溫測(cè)溫以及機(jī)房測(cè)溫等多種需要測(cè)溫的環(huán)境中得到試用。DS18B20溫度傳感器是DS1820的一個(gè)改進(jìn)品，由于很多用戶在使用DS1820時(shí)常常抱怨其轉(zhuǎn)換溫度長(zhǎng)達(dá)2s之多，很難達(dá)到實(shí)時(shí)的測(cè)溫效果，因此DALLS公司改革升級(jí)了DS1820，推出了這款一上市就取得廣泛市場(chǎng)占有量的DS18B20溫度傳感器。DS18B20的轉(zhuǎn)換精度可以由軟件配置，由

25、9、10、11以及12四種轉(zhuǎn)換精度可以選擇，四種轉(zhuǎn)換精度下的轉(zhuǎn)換時(shí)間各不相同，在配置為9位時(shí)，溫度分辨率為0.5攝氏度，轉(zhuǎn)換時(shí)間93.75毫秒；而在配置為12位后，溫度分辨率為0.0625攝氏度，轉(zhuǎn)換時(shí)間為750毫秒，因此可以看出轉(zhuǎn)換精度和轉(zhuǎn)換時(shí)間是不可兼得的，必須折中進(jìn)行選擇。DS18B20的測(cè)溫范圍從-55攝氏度一直到+125攝氏度，另外在-10攝氏度至+85攝氏度之間的測(cè)溫精度高達(dá)±0.5攝氏度，而DS1820的測(cè)溫精度只有±2攝氏度，這種性能是使得DS18B20贏得市場(chǎng)占有率的必要因素。DS18B20的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以不用給其VDD管腳供電而使用寄生電源就可以讓其

26、正常工作，通過(guò)軟件的配置，單片機(jī)的IO口可以通過(guò)數(shù)據(jù)線給DS18B20內(nèi)部的集成電源供電，這主要依靠DS18B20內(nèi)部的大電容的存電效應(yīng)，通過(guò)DO數(shù)據(jù)線流進(jìn)DS18B20的電流能夠給這個(gè)大電容充電而為DS18B20內(nèi)部的RAM、ROM以及AD轉(zhuǎn)換器模塊供電，這樣在遠(yuǎn)程使用時(shí)，就節(jié)省了電源線，為DS18B20的使用帶來(lái)了更大的方便和簡(jiǎn)潔性，下圖2-2為DS18B20傳感器實(shí)物圖。圖2.2 DS18B20溫度傳感器2.4 LCD1602液晶屏介紹 本系統(tǒng)選用LCD1602型液晶屏作為顯示器，用于顯示系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的一些重要參數(shù)，它是一種經(jīng)典的點(diǎn)陣型液晶顯示器，所謂點(diǎn)陣型就是指屏幕內(nèi)部由一列列的小方

27、格液晶組成，當(dāng)要顯示一個(gè)字符時(shí)，通過(guò)各個(gè)小方格的顯示和不顯示來(lái)構(gòu)成一個(gè)形象的字符形狀，由于液晶本身不能夠發(fā)光，因此大部分液晶顯示器都需要使用背景燈來(lái)照亮液晶顯示出來(lái)的字符，LCD1602也不例外，它有一個(gè)專門的背景燈電源，當(dāng)給這個(gè)管腳施加+5V直流電壓時(shí)就可以將其背景燈打開，下圖為L(zhǎng)CD1602液晶屏的實(shí)物圖。圖2.3LCD1602液晶屏在字符顯示效果方面，LCD1602分為上下兩排，每排最多能夠顯示16個(gè)英文字符（1602不能夠?qū)χ形臐h字進(jìn)行顯示）。它共有16個(gè)直插引腳，采用并口形式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本章主要對(duì)系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行設(shè)計(jì)，在對(duì)硬件原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)前，首先通

28、過(guò)系統(tǒng)的整體硬件框圖3-1來(lái)描述本系統(tǒng)的硬件連接關(guān)系：AT89C51單片機(jī)是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)檢測(cè)按鍵模塊、驅(qū)動(dòng)報(bào)警器模塊、驅(qū)動(dòng)液晶屏以及啟閉繼電器；溫度傳感器采用DS18B20，它內(nèi)部集成了感溫模塊以及AD模塊，采集到溫度后通過(guò)模擬轉(zhuǎn)換電路將溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)單總線將數(shù)字信號(hào)傳送給51單片機(jī)。當(dāng)水溫超過(guò)設(shè)定溫度時(shí)，報(bào)警模塊用于發(fā)出報(bào)警信號(hào)；顯示模塊用于顯示當(dāng)前溫度、實(shí)際溫度等參數(shù)；繼電器模塊用于驅(qū)動(dòng)加熱器；溫度傳感器用于檢測(cè)當(dāng)前水溫；水位檢測(cè)模塊用于檢測(cè)當(dāng)前的水位值，當(dāng)水位值低于設(shè)定水位時(shí)，單片機(jī)打開水泵進(jìn)行加水。圖3-1 硬件框圖3.2STC89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)最小系統(tǒng)

29、時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)的核心部分，它通常由單片機(jī)芯片、復(fù)位電路和晶振電路組成，下面對(duì)復(fù)位電路和晶振電路進(jìn)行設(shè)計(jì)。3.2.1復(fù)位電路圖3-2為復(fù)位電路原理圖，由復(fù)位按鍵、電容以及電阻組成，它所要完成的功能是：當(dāng)單片機(jī)上電的一瞬間，電阻兩端的電壓為VCC，此時(shí)RST在高電平作用下，單片機(jī)系統(tǒng)將被復(fù)位，為接下來(lái)的正式工作做準(zhǔn)備。當(dāng)用戶需要在單片機(jī)工作中途復(fù)位時(shí)，可按下復(fù)位按鍵，按鍵被按下后，電容將被短路，電阻兩端電壓再次回到高電平VCC，RST管腳在高電平作用下，單片機(jī)被復(fù)位，這就是復(fù)位電路的工作原理。圖3-2 復(fù)位電路3.2.2晶振電路 圖3-3為晶振電路原理圖，由兩個(gè)30pF電容和一個(gè)12M晶振組成，它所

30、要完成的功能是向51單片機(jī)的XTAL1和XTAL2兩個(gè)管腳輸入12MHz的時(shí)鐘信號(hào)。 圖3-3 晶振電路3.3DS18B20電路設(shè)計(jì)下圖3-4為DS18B20溫度傳感器的電路設(shè)計(jì)，根據(jù)上文對(duì)DS18B20的管腳介紹可知它是一個(gè)具有一線總線特點(diǎn)的數(shù)字傳感器器件，也就是只需要將它的GND管腳接地，VDD管腳接上+3.3V+5V的直流電源（本系統(tǒng)采用了+5V直流電源）即可讓它工作，它的DO管腳接51單片機(jī)的P2.1管腳，由于在51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)DS18B20工作的過(guò)程中會(huì)涉及到讀取由傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)，因此必須P2.1管腳的上拉電阻才能使信號(hào)正常傳送，但是根據(jù)51單片機(jī)的管腳介紹中可知，51單片機(jī)的P2口

31、內(nèi)部集成了10K的上拉電阻，因此再設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)就無(wú)需在外部配置上拉電阻了，這樣就簡(jiǎn)化了DS18B20的硬件消耗。圖3-4 DS18B20電路設(shè)計(jì)3.4LCD1602液晶屏電路設(shè)計(jì)LCD1602液晶屏的外圍電路設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要額外用到兩個(gè)電阻即可實(shí)現(xiàn)其正常工作。如下圖所示，LCD1602的1和2號(hào)管腳為液晶電源管腳，為其施+5V直流電壓，3號(hào)管腳為對(duì)比度調(diào)節(jié)管腳，通過(guò)一個(gè)10k和一個(gè)1.5k的電阻對(duì)5V電壓進(jìn)行分壓，為3號(hào)管腳提供1.1V左右的直流電壓，即可實(shí)現(xiàn)LCD1602最佳的對(duì)比度；46三個(gè)管腳為液晶屏的控制管腳，與51單片機(jī)的P2.5P2.6三個(gè)IO管腳直接相連；713號(hào)管腳為液晶屏的

32、數(shù)據(jù)管腳，與51單片機(jī)的P0口八個(gè)IO管腳直接相連；14和15兩個(gè)管腳為液晶屏背景燈電源管腳，本系統(tǒng)為了將背景燈打開，為其施加+5V直流電壓。圖3-5 LCD1602液晶屏電路3.5水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì)下圖為水位測(cè)量模塊原理圖，其工作原理為：當(dāng)水箱中沒(méi)有水時(shí)，由于P1.4P1.7三個(gè)管腳被10k的電阻上拉，因此全為高電平。當(dāng)水箱中的水位觸及到LOW端時(shí)，由于水箱中的水被接地，因此LOW端觸及到水后，P1.7管腳電位被拉低，P1.4P1.7三個(gè)管腳的電平分別為高高低；以此類推，當(dāng)水達(dá)到中等水位，三個(gè)管腳分別為高低低，高等水位時(shí)，三個(gè)管腳分別為低低低。單片機(jī)對(duì)這三個(gè)管腳的電平狀況進(jìn)行檢測(cè)，即可檢測(cè)到水

33、箱中的水位情況。圖3-6 水位測(cè)量模塊3.6繼電器及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)下圖3-7所示的電路即為由繼電器模塊組成的加熱模塊電路，下圖中的MOS管的作用主要是擴(kuò)大51單片機(jī)的P1.6管腳的輸出電流，因?yàn)镻1.6的最大輸出電流非常微弱，不足以使HRS1H-S-DC5V產(chǎn)生動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)電路的電路形式非常簡(jiǎn)單，只使用了一個(gè)N型MOS管，本系統(tǒng)選用了SI2302型MOS管，由于MOS管是一種壓控晶體管，uA級(jí)的基極電流就可將其導(dǎo)通，因此當(dāng)P1.6輸出高電平時(shí)SI2302將瞬間被導(dǎo)通，從而HRS1H-S-DC5V繼電器的3和4之間的線圈將有電流流過(guò)，從而使得繼電器內(nèi)部的觸頭產(chǎn)生動(dòng)作；在P1.6輸出低電平時(shí)，由于S

34、I2302的漏極和柵極之間沒(méi)有壓差，因此不能夠?qū)I2302導(dǎo)通，所以HRS1H-S-DC5V繼電器的3和4之間的線圈沒(méi)有電流流過(guò)，這樣繼電器內(nèi)部的觸頭將不能產(chǎn)生動(dòng)作，這就是HRS1H-S-DC5V繼電器和驅(qū)動(dòng)電路的工作原理和過(guò)程。當(dāng)需要加熱時(shí)，P1.6管腳輸出高電平，從而立即將MOS管道通，繼電器的線圈得電將5和6兩個(gè)管腳接通，從而加熱器獲得220V電源，加熱器開始工作對(duì)水進(jìn)行加熱。當(dāng)不需要加熱時(shí)，P1.6輸出低電平，MOS管截止，繼電器線圈沒(méi)有電流流過(guò)，從而5和6兩個(gè)管腳斷開，所以加熱器不工作。圖3-7 繼電器及其驅(qū)動(dòng)電路4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 主程序流程設(shè)計(jì)本章主要通過(guò)流程圖的方式來(lái)闡述

35、軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)主程序流程設(shè)計(jì)、LCD1602顯示流程設(shè)計(jì)、紅外遙控系統(tǒng)工作流程設(shè)計(jì)以及DS18B20溫度檢測(cè)流程設(shè)計(jì)等部分，詳細(xì)的描述了本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。下圖4-1是本遠(yuǎn)程水文控制系統(tǒng)的主流程圖設(shè)計(jì)，可以將它描述為：系統(tǒng)上電后首先進(jìn)入系統(tǒng)初始化過(guò)程，在這個(gè)階段主要是將主控核心51單片機(jī)的各寄存器清零、DS18B20寄存器清零以及紅外遙控系統(tǒng)初始化等，在初始化過(guò)程結(jié)束后，使用者就可以通過(guò)紅外遙控或者按鍵設(shè)置水溫了（紅外遙控的詳細(xì)工作過(guò)程將在后文介紹）。水溫設(shè)置完畢，系統(tǒng)就進(jìn)入正式的工作過(guò)程了，通過(guò)DS18B20傳感器來(lái)檢測(cè)水中的溫度，并通過(guò)單總線的方式將帶水溫信息的數(shù)據(jù)傳送給51單片機(jī)

36、，單片機(jī)在接收到數(shù)據(jù)后進(jìn)行相關(guān)處理，以此判斷當(dāng)前水溫是否超過(guò)了設(shè)定溫度，如果超過(guò)則立即啟動(dòng)報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并同時(shí)關(guān)閉繼電器（關(guān)閉繼電器即關(guān)閉加熱模塊）；當(dāng)水溫低于設(shè)定溫度時(shí)，開啟繼電器，將加熱模塊打開，對(duì)水進(jìn)行加熱。與此同時(shí)，51單片機(jī)驅(qū)動(dòng)LCD1602顯示當(dāng)前水溫等數(shù)據(jù)。圖4-1 主程序流程圖4.2DS18B20溫度轉(zhuǎn)換流程設(shè)計(jì)下圖4-2為DS18B20溫度采集軟件流程設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)上電后DS18B20的內(nèi)部RAM、ROM以及AD模塊會(huì)開始進(jìn)行初始化工作，包括對(duì)RAM的清零以及AD的自動(dòng)校準(zhǔn)等過(guò)程，初始化完成后DS18B20就開始進(jìn)行正常的采溫過(guò)程了，首先DS18B20內(nèi)部由熱敏電阻組成

37、的測(cè)溫電橋會(huì)在溫度發(fā)生改變時(shí)輸出電壓發(fā)生改變這就是圖中的“溫度采集”過(guò)程；接著DS18B20內(nèi)部的高精度低誤差的AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器就開始工作了，首先AD會(huì)在軟件配置的位數(shù)下進(jìn)行轉(zhuǎn)換，測(cè)溫電橋的直流輸出電壓直接連接到AD模塊的輸入端，從而AD能夠直接將反映溫度大小的直流電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，這就是所謂的“數(shù)據(jù)處理”階段；最后，處理后的數(shù)據(jù)會(huì)儲(chǔ)存在DS18B20內(nèi)部的ROM中，并在DO管腳通過(guò)單總線方式發(fā)送出去，將數(shù)據(jù)傳送給外部的單片機(jī)等處理器圖4-2 DS18B20工作流程設(shè)計(jì)4.3LCD1602液晶屏工作流程圖設(shè)計(jì)對(duì)于LCD1602液晶屏的工作流程設(shè)計(jì)，主要分為寫指令以及寫數(shù)據(jù)三個(gè)部分，下面對(duì)；兩個(gè)

38、子程序流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.3.1寫數(shù)據(jù)流程圖下圖為51單片機(jī)向LCD1602寫數(shù)據(jù)的流程圖，首先51單片機(jī)先將液晶屏的RS管腳拉高，接著將8位數(shù)據(jù)通過(guò)P0口傳送到液晶屏的DB0DB7八個(gè)管腳，然后將液晶屏的使能管腳EN拉高，小段延時(shí)后，再將EN拉低，這樣就完成了51單片機(jī)向液晶屏的數(shù)據(jù)發(fā)送。圖4-3 寫數(shù)據(jù)流程圖4.3.2寫指令流程圖下圖為51單片機(jī)向LCD1602寫數(shù)據(jù)的流程圖，與寫數(shù)據(jù)過(guò)程唯一不同的是在發(fā)送指令前要先將RS、RW以及EN三個(gè)管腳同時(shí)拉高，接著將8位指令代碼通過(guò)P0口傳送到液晶屏的DB0DB7八個(gè)管腳，然后將液晶屏的使能管腳EN拉高，小段延時(shí)后，再將EN拉低，這樣就完成了51單

39、片機(jī)向液晶屏的指令發(fā)送。圖4-4 寫指令流程圖4.4加熱模塊工作流程設(shè)計(jì)加熱模塊主要由繼電器組成，通過(guò)繼電器來(lái)啟閉加熱器，因此加熱模塊的工作流程主要是繼電器的工作流程。繼電器的工作流程非常簡(jiǎn)單，在需要加熱時(shí)，將繼電器所控制的電路閉合時(shí)，單片機(jī)的P1.6管腳輸出高電平即可；而不需要加熱時(shí)，單片機(jī)的P1.6管腳輸出低電平，由于繼電器的輸出只有兩種狀態(tài)，即閉和斷，因此其工作的流程可以用下面的流程圖來(lái)描述，即當(dāng)需要對(duì)水進(jìn)行加熱時(shí)，單片機(jī)的P1.6管腳輸出高電平從而將加熱器打開；否則P1.6輸出低電平，關(guān)閉繼電器。圖4-5 加熱模塊工作流程設(shè)計(jì)5 實(shí)物制作與系統(tǒng)調(diào)試我們電子信息工程學(xué)科重點(diǎn)學(xué)的就是偏硬件

40、方面的東西，所以畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)物是非常有必要的，實(shí)物能更好更形象的展示出我們所要表達(dá)的東西。在制作實(shí)物的時(shí)候經(jīng)常會(huì)遇到一些問(wèn)題，在通過(guò)遇到問(wèn)題查找問(wèn)題解決問(wèn)題的過(guò)程中，提高我對(duì)實(shí)物制作的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，可以很好的把以前課本遇到的問(wèn)題具象化。鞏固深化以前所學(xué)的知識(shí)。下面是對(duì)實(shí)物制作的過(guò)程中出現(xiàn)的主要問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和歸納，下圖5.1為實(shí)物圖照片，采用PCB制板以及手工焊制，最終實(shí)下圖的實(shí)物效果。圖5.1 實(shí)物圖實(shí)物焊接在實(shí)物制作過(guò)程中，焊接工作是必不可少的，焊接不僅要求要把元器件焊在板子上而且要焊的美觀。就比如板子正面元器件要排設(shè)合理盡量每個(gè)元器件都不重疊，在板子的背面也要焊的美觀盡量少出現(xiàn)蒙古包，

41、或用導(dǎo)線連接的情況。在焊接過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這類情況，電烙鐵一不小心在板子上多待了一會(huì)就會(huì)把銅片焊出來(lái)，銅片掉出之后這個(gè)孔就得用導(dǎo)線來(lái)連接這樣即麻煩又不美觀，所以我在正式焊接前先在以前上課留下來(lái)的板子上先做練習(xí)，等熟練在再在好的板子上焊接。所以我的板子看上去會(huì)干凈美觀許多。實(shí)物調(diào)試是整個(gè)制作工序最后一道也是最關(guān)鍵的一道。在實(shí)物調(diào)試過(guò)程中我把測(cè)水位的板子放到熱水中LCD顯示屏并沒(méi)有顯示溫度的改樣，一開始我很困惑為什么會(huì)這樣，不知道問(wèn)題在哪，多嘗試幾次發(fā)現(xiàn)我用的都是陶瓷杯（陶瓷杯導(dǎo)熱性差），我把傳導(dǎo)溫度的發(fā)卡貼在杯壁自然不會(huì)顯示真實(shí)的溫度，發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題之后改用鐵杯，問(wèn)題就解決了。在實(shí)物調(diào)試的過(guò)程中還

42、會(huì)出現(xiàn)水位顯示不正確的現(xiàn)象，剛出現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候我一直以為是線路的問(wèn)題， 一直在檢查線路以及元器件，總以為是線路焊接錯(cuò)誤或者是元器件失靈壞掉。直到有一天回過(guò)頭去看程序，發(fā)現(xiàn)我問(wèn)題出現(xiàn)在程序里，程序關(guān)于判斷水位模塊中的寫錯(cuò)了，本來(lái)應(yīng)該是寫if(S_low=0)&&(S_med=0)&&(S_high=0)中，我把high=0寫成了high=1，改完之后再調(diào)試就沒(méi)有出現(xiàn)上述問(wèn)題了。所以很多時(shí)候不知道問(wèn)題在哪里可以把程序看一下，沒(méi)準(zhǔn)我呢體出在程序里。結(jié) 論畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間真的過(guò)得很快，轉(zhuǎn)眼四個(gè)月已經(jīng)過(guò)去了，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我將大學(xué)四年所學(xué)到的知識(shí)又重新的復(fù)習(xí)鞏固了一下，

43、到最后基本是對(duì)一些重點(diǎn)科目做了一個(gè)徹底的總結(jié)、歸納和提升。在一開始時(shí)我拿到課題很迷茫不知道從何著手，到后來(lái)面對(duì)程序不知道如何編寫和修改時(shí)我憑借著自己對(duì)這個(gè)課題的一點(diǎn)了解和老師每次的認(rèn)真指導(dǎo)，我一點(diǎn)一點(diǎn)的把每個(gè)問(wèn)題每個(gè)難題攻克了?？傊詈笫窃诤顾c辛勞、迷茫與探索中完成了在畢業(yè)設(shè)計(jì)最初制定的所有目標(biāo)，以我們所學(xué)過(guò)的Keil軟件開發(fā)環(huán)境作為設(shè)計(jì)平臺(tái)，結(jié)合Protel以及Proteus等軟件，實(shí)現(xiàn)了這款以單片機(jī)作為微處理器的溫度及水位檢測(cè)控制系統(tǒng)，為大學(xué)學(xué)習(xí)和生活畫上了一個(gè)圓滿的句號(hào)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)構(gòu)建的這款溫度及水位檢測(cè)系統(tǒng)，選用的是成本最低的51系列單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的微處理器，51單片機(jī)無(wú)論是在

44、處理速度還是穩(wěn)定性上，都稱得上是一款性價(jià)比較高的器件，因此由其作為主控核心的控制系統(tǒng)，能夠表現(xiàn)出令人滿意的結(jié)果。本系統(tǒng)的成功之處就是在另一方面是由選用的高度集成化硬件模塊帶來(lái)的，如LCD1602液晶屏內(nèi)部不但集成了液晶控制芯片更自帶字庫(kù)，這樣就不用自己配置專門的字庫(kù)了，而且給系統(tǒng)的硬件布局帶來(lái)電路結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，更簡(jiǎn)化了軟件的設(shè)計(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然在設(shè)計(jì)制作的過(guò)程中有一些小的坎坷，遇到一些小問(wèn)題，但總的來(lái)說(shuō)是順利的，這不但和選用的平臺(tái)有直接的關(guān)系。由于大學(xué)期間對(duì)51系列單片機(jī)具有較為系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，不論是在內(nèi)部結(jié)構(gòu)還是寄存器配置上，我都比較了解。另外開發(fā)51單片機(jī)的Keil軟件平臺(tái)上集代碼編寫

45、、程序調(diào)試以及程序仿真為一體，使得本系統(tǒng)能夠方便的完成從構(gòu)思到成型的各個(gè)過(guò)程。本文設(shè)計(jì)的這款系統(tǒng)雖然完成了預(yù)期設(shè)定的所有指標(biāo)，但仍然存在許多可以改進(jìn)和提升的部分，這主要是由于畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間倉(cāng)促以及自身知識(shí)掌握不全造成的，因此我會(huì)在以后的工作和學(xué)習(xí)中去不斷改善我的作品。參考文獻(xiàn)1 蔡朝洋.單片機(jī)控制實(shí)習(xí)與專題制作M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20062 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ) (模擬部分) M. 北京：高等教育出版社， 20003 徐大誠(chéng)，鄒麗新，丁建強(qiáng).微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用M.高等教育出版社，20034 杜洋.愛(ài)上單片機(jī)M.北京:人民郵電出版社,2011.5 彭偉.單片機(jī)C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)

46、100例M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2010.6 姜志海,趙艷雷.單片機(jī)的C語(yǔ)言M.北京:電子工業(yè)出版社,2008.7 夏路易,石宗義.Protell99SE設(shè)計(jì)教程M.北京:北京希望電子出版社,2009.8 朱定華.微機(jī)原理與接口技術(shù)M.北京:清華大學(xué)出版社,2010.9 黃賢武,鄭筱霞.傳感器原理及其應(yīng)用M.成都:電子科技大學(xué)出版社, 2010. 10 俞國(guó)亮.MCS-51單片機(jī)原理與應(yīng)用M.北京:清華大學(xué)出版社,2010.11 沈建華，楊艷琴，MSP430系列16位超低功耗單片機(jī)原理與實(shí)踐M.北京：航空航天大學(xué)出版社,2008.7 12 褚振勇，翁木云. FPGA設(shè)計(jì)及應(yīng)用M. 西

47、安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002:7. 13 趙立民，于海雁，胡慶，龐杰. 可編程邏輯器件M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：45. 14 白中英, 主編數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)M. 科學(xué)出版社,2007 15 雷波主編，電子控制及仿真D. 武漢理工大學(xué)，2008.附 錄 A附 錄 B附 錄 CCommentDescriptionDesignatorFootprintValue電阻貼片電阻R3, R4, R5, R6160806031K, 10KRes2ResistorR1, R21.5K, 10K電容貼片電容C1, C2, C3C120610uF, 30pFDC-插座DC-1DC-插座STC

48、89C5151單片機(jī)U2DIP-40繼電器5V繼電器U4HRS1H-5VLCD1602液晶屏U1LCD1602溫度傳感器溫度傳感器U3PET3XTALCrystal OscillatorY1R3812MN-MOSFETMOS管Q1, Q2SOT23-按鍵SwitchS2, S3SPST-2復(fù)位按鍵SwitchS1SPST-2蜂鳴器蜂鳴器B1蜂鳴器附 錄 D#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit DQ=P21;/ds18b20與單片機(jī)連接口sbit Relay=P16;sbit

49、 BEEP=P20;sbit RS=P25;sbit RW=P26;sbit EN=P27;sbit S1=P10;sbit S2=P11;sbit S3=P12;sbit S4=P13;sbit WATER=P37;sbit S_low=P17;sbit S_med=P14;sbit S_high=P15;unsigned char code str1="T1:"unsigned char code str2="T2:"unsigned char code str3="L " unsigned char code str4=&quo

50、t;M "unsigned char code str5="H "unsigned char code str6="Date:"unsigned char code str7="S:"unsigned char code str8="Empty!"unsigned char code str9="ON "unsigned char code str10="OFF"unsigned char b,flag=1;uchar data disdata5;uint tval

51、ue,temp=500;/溫度值uchar tflag;/溫度正負(fù)標(biāo)志 void delay1ms(unsigned int ms)/延時(shí)1毫秒（不夠精確的） unsigned int i,j; for(i=0;i<ms;i+) for(j=0;j<100;j+); /*lcd1602程序*/void wr_com(unsigned char com)/寫指令/ uchar in=0;int i; delay1ms(1); RS=0; RW=0; EN=0; in|=(com&1);for(i=1;i<8;i+) in<<=1; in|=(1<<

52、;i)&com)>>i); P0=in; delay1ms(1); EN=1; delay1ms(1); EN=0; void wr_dat(unsigned char com)/寫數(shù)據(jù)/uchar in=0;int i; delay1ms(1); RS=1; RW=0; EN=0; in|=(com&1);for(i=1;i<8;i+) in<<=1; in|=(1<<i)&com)>>i); P0=in; delay1ms(1); EN=1; delay1ms(1); EN=0; void lcd_init()/

53、初始化設(shè)置/delay1ms(15); wr_com(0x38);delay1ms(5); wr_com(0x08);delay1ms(5); wr_com(0x01);delay1ms(5); wr_com(0x06);delay1ms(5); wr_com(0x0c);delay1ms(5); void display(unsigned char *p)/顯示/while(*p!='0')wr_dat(*p);p+;delay1ms(1); init_play()/初始化顯示 lcd_init(); wr_com(0x80); display(str1); wr_com(0

54、x88); display(str2); wr_com(0xc0); display(str6); /*ds1820程序*/ void delay_18B20(unsigned int i)/延時(shí)1微秒 while(i-);void ds1820rst()/*ds1820復(fù)位*/ unsigned char x=0; DQ = 1; /DQ復(fù)位 delay_18B20(4); /延時(shí) DQ = 0; /DQ拉低 delay_18B20(100); /精確延時(shí)大于480us DQ = 1; /拉高 delay_18B20(40); uchar ds1820rd()/*讀數(shù)據(jù)*/ unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i>0;i-) DQ = 0; /給脈沖信號(hào) dat>&g