基于單片機(jī)的電熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 摘 要隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的快速發(fā)展，在生活中，溫度成為了頻繁出現(xiàn)的詞匯。溫度測(cè)量與控制也成為了生活生產(chǎn)中重要的一部分。在化工、石油、冶金等生產(chǎn)領(lǐng)域的物理過程和化學(xué)反應(yīng)中，溫度往往是一個(gè)很重要的量，需要準(zhǔn)確地加以控制。除了這些部門之外，溫度控制系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域，是用途很廣的一類工業(yè)控制系統(tǒng)。本文所設(shè)計(jì)的電熱水器溫度控制系統(tǒng)就采用AT89C51單片機(jī)為控制核心，利用AT89C51現(xiàn)有的接口來連接外圍硬件模塊,并通過DS18B20溫度傳感器準(zhǔn)確的檢測(cè)出當(dāng)前的溫度、DS1302實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)顯示時(shí)間的功能，并將所測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)進(jìn)行分析處理。并

2、由LCD1602液晶屏顯示溫度值及實(shí)時(shí)時(shí)間。其中，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，分別預(yù)先設(shè)計(jì)好所需溫度的上下限數(shù)值，并通過該上下限控制蜂鳴器的報(bào)警，再通過繼電器的通斷來決定電熱絲是否加熱，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的簡單控制，達(dá)到預(yù)先設(shè)置范圍內(nèi)。關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)，溫度控制，LCD顯示AbstractWith the rapid development of science and technology and production, andin life, the temperature has become a frequently occurring words. Temperature measureme

3、nt and control of production has also become an important part of life. Physical processes and chemical reactions in the chemical, petroleum, metallurgy and other production areas, the temperature is often a very important quantity that needs to be controlled accurately. In addition to these sectors

4、, the temperature control system is also widely used in other areas, is a very versatile class of industrial control systems. In this paper, the design of the electric water heater temperature control system using AT89C51 microcontroller core, use AT89C51 existing interfaces to connect peripheral ha

5、rdware module, and through DS18B20 temperature sensor accurately detects the current temperature, DS1302 real-time clock chip display function, and the measured temperature data to the microcontroller for analysis. By LCD1602 display and real-time temperature. Among them, the system software design,

6、 pre-designed upper and lower limit values were good the desired temperature, and through the upper and lower control buzzer alarm, and then through the relay off to determine whether the heating wire heating, simple control of the temperature reach the pre-set range.Keywords: AT89C51 microcontrolle

7、r, temperature control, LCD display目 錄第一章 緒 論41.1引言41.2研究的背景及意義41.3本文的主要研究內(nèi)容和研究對(duì)象5第二章 基于單片機(jī)的電熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)62.1電熱水器控制系統(tǒng)功能說明62.2整體設(shè)計(jì)方案6第三章 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)線路圖73.2最小系統(tǒng)介紹73.3溫度采集電路方案103.4繼電器控制電路143.5鍵盤電路143.6實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路153.7顯示電路173.8 溫度報(bào)警電路23第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)244.1 編程軟件及編程語言的介紹244.2主程序工作流程圖244.3 各模塊子程序流程圖26第五章 系統(tǒng)的仿真

8、275.1 仿真軟件275.2 系統(tǒng)的仿真運(yùn)行與分析28第六章 總結(jié)與展望30參考文獻(xiàn)31致 謝32畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)33附 錄34附錄一：電熱水器溫度控制系統(tǒng)電路圖34附錄二：系統(tǒng)軟件編程34第一章 緒 論1.1引言熱水器是一種可供浴室，洗手間及廚房使用的家用電器。目前市場上熱水器主要品種有電熱水器、太陽能熱水器、燃?xì)鉄崴?就中國的具體情況而言,由于太陽能熱水器的使用受天氣原因的限制,使用范圍狹窄；燃?xì)鉄崴饔捎谝允汀⑻烊粴鉃槿剂?，而燃料供?yīng)量又難以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，且不利于環(huán)境，因此電熱水器越來越受到消費(fèi)者的青睞。根據(jù)中國商業(yè)聯(lián)合會(huì)前不久的統(tǒng)計(jì)，電熱水器的市場份額在銷售數(shù)量和銷售收入兩

9、個(gè)方面都已經(jīng)超過了長期以來占優(yōu)勢(shì)的燃?xì)鉄崴?。該中心預(yù)計(jì)，在城市電網(wǎng)更大范圍改造和城市住房市場大規(guī)模啟動(dòng)的帶動(dòng)下，今后幾年我國電熱水器市場將呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長勢(shì)頭。目前市場上的電熱水器又連續(xù)水流式和貯水式，前者雖具有加熱速度快和體積小的優(yōu)點(diǎn)，但需要的功率大，大多數(shù)家庭供電線路難以承受。而市場上傳統(tǒng)的機(jī)械式電熱水器控制功能不完善,而且精度低、可靠性差，生活質(zhì)量的提高使得消費(fèi)者對(duì)電熱水器要求越來越趨向于智能化和數(shù)字化，因此我們采用ATMEL生產(chǎn)的TC89S51單片機(jī)作為控制中心設(shè)計(jì)了這款智能家用電熱水器。1.2研究的背景及意義由于消費(fèi)水平的提高和人們對(duì)生活品質(zhì)要求的提高，熱水器已由一個(gè)高檔的奢侈品成為一

10、種必備的家庭用具，受到越來越多人的青睞。而電熱水器已經(jīng)成為今后熱水器市場的發(fā)展方向。因?yàn)闅鈨r(jià)漲了，而電價(jià)卻降了；電熱水器使用安全、衛(wèi)生、又無污染。今后幾年我國電熱水器市場將呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長勢(shì)頭，其產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平、服務(wù)規(guī)范將不斷提升，價(jià)格也會(huì)下降。我國過去的熱水器市場一直以燃?xì)鉄崴鳛橹?，近年來電熱水器逐漸占據(jù)了部分市場成為主導(dǎo)，并且代表了未來的發(fā)展趨勢(shì)。隨著電子技術(shù)以及應(yīng)用需求的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的進(jìn)展。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子技術(shù)有了更高的飛躍，我們現(xiàn)在完全可以運(yùn)用單片機(jī)和電子溫度傳感器對(duì)某處進(jìn)行溫度檢測(cè)，而且我們可以很容易

11、地做到多點(diǎn)的溫度檢測(cè)，如果對(duì)其原理稍加改進(jìn)，我們還可以進(jìn)行不同地點(diǎn)的實(shí)時(shí)溫度檢測(cè)和控制。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)和控制。采用單片機(jī)來對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機(jī)對(duì)溫度的控制問題是一個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)遇到的問題。1.3本文的主要研究內(nèi)容和研究對(duì)象 當(dāng)今，單片機(jī)的技術(shù)已經(jīng)非常成熟了

12、，它集成度高、功能強(qiáng)、存儲(chǔ)量大、速度快、抗干擾性強(qiáng)和指令豐富等的優(yōu)點(diǎn)，使它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)基于用AT89C51的水溫控制系統(tǒng)，能在一定的范圍內(nèi)采集監(jiān)控水溫，控制精度有所提升，同時(shí)具有較好的快速性，報(bào)警，顯示等功能且價(jià)格低廉，具有很高的工程應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。整體設(shè)計(jì)思路：采用單片機(jī)AT89C51為核心。用溫度傳感器DS18B20采集溫度變化信號(hào)，通過單片機(jī)處理后監(jiān)控溫度，并完成液晶顯示、報(bào)警等操作；其中傳感器用于檢測(cè)實(shí)時(shí)水溫，LCD顯示屏用于顯示采集的溫度數(shù)值，當(dāng)水溫超過設(shè)定值時(shí)，報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警，加熱器停止加熱；當(dāng)水溫低于設(shè)定值時(shí)，加熱開關(guān)斷開，溫度回落。第二章 基于單片機(jī)

13、的電熱水器溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1電熱水器控制系統(tǒng)功能說明本課題采用單片機(jī)為主控芯片來設(shè)計(jì)電熱水器溫度控制系統(tǒng)，主要功能如下：1測(cè)量并采集熱水器內(nèi)的溫度，并通過顯示器實(shí)時(shí)顯示水溫，顯示范圍為090；2正常狀態(tài)下實(shí)時(shí)顯示時(shí)鐘；3在溫度未達(dá)到或超過設(shè)定值時(shí)報(bào)警系統(tǒng)作用；4當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，電熱絲進(jìn)行加熱；當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí)，加熱開關(guān)停止加熱，溫度下降。2.2整體設(shè)計(jì)方案采用單片機(jī)AT89C51為核心。用溫度傳感器DS18B20采集溫度變化信號(hào)，通過單片機(jī)處理后監(jiān)控溫度，并完成液晶顯示、報(bào)警等操作；其中傳感器用于檢測(cè)實(shí)時(shí)水溫，LCD顯示屏用于顯示采集的溫度數(shù)值，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，電熱絲進(jìn)行加熱；當(dāng)

14、水溫高于設(shè)定值時(shí)，加熱停止，溫度回落。微控制器模塊AT89C51LCD顯示電路水溫采集裝置鍵盤電路報(bào)警電路復(fù)位電路加熱開關(guān)實(shí)時(shí)時(shí)鐘圖2-1 系統(tǒng)硬件方案第三章 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)線路圖圖3-1系統(tǒng)整體電路圖3.2最小系統(tǒng)介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)主要由電源、復(fù)位、振蕩電路以及擴(kuò)展部分等部分組成。最小系統(tǒng)原理圖如圖3-2所示。圖3-2最小系統(tǒng)電路圖3.2.1復(fù)位電路復(fù)位電路是一種用來使電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的電路設(shè)備，它的操作原理與計(jì)算機(jī)有著異曲同工之妙，只是啟動(dòng)原理和手段有所不同。單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)

15、是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。1、手動(dòng)按鈕復(fù)位手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到RST端。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。2、上電復(fù)位AT89C51的上電復(fù)位電路即只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個(gè)電

16、阻到地即可。對(duì)于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個(gè)下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1uF。上電復(fù)位的工作過程是在加電時(shí)，復(fù)位電路通過電 容加給RST端一個(gè)短暫的高電平信號(hào)，此高電平信號(hào)隨著Vcc對(duì)電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時(shí)間取決于電容的充電時(shí)間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號(hào)必須維持足夠長的時(shí)間。上電時(shí)，Vcc的上升時(shí)間約為10ms，而振蕩器的起振時(shí)間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時(shí)間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時(shí)間則為10ms。當(dāng)Vcc掉電時(shí)，必然會(huì)使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作

17、用，這個(gè)負(fù)電壓將不會(huì)對(duì)器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時(shí)得不到有效的復(fù)位，則程序計(jì)數(shù)器PC將得不到一個(gè)合適的初值，因此，CPU可能會(huì)從一個(gè)未被定義的位置開始執(zhí)行程序。3.2.2 振蕩電路圖3-3振蕩電路圖單片機(jī)系統(tǒng)里都有晶振，在單片機(jī)系統(tǒng)里晶振作用非常大，全程叫晶體振蕩器，他結(jié)合單片機(jī)內(nèi)部電路產(chǎn)生單片機(jī)所需的時(shí)鐘頻率，單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率越高，那么單片機(jī)運(yùn)行速度就越快，單片接的一切指令的執(zhí)行都是建立在單片機(jī)晶振提供的時(shí)鐘頻率。在通常工作條件下，普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電

18、壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率，稱為壓控振蕩器（VCO）。晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作，以提供穩(wěn)定，精確的單頻振蕩。單片機(jī)晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用，以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)，可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。STC89C51使用11.0592MHz的晶體振蕩器作為振蕩源，由于單片機(jī)內(nèi)部帶有振蕩電路，所以外部只要連接一個(gè)晶振和兩個(gè)電容即可，電容容量一般在15pF至50p

19、F之間。 3.3溫度采集電路方案本部分電路主要通過傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的測(cè)量，本系統(tǒng)選用的是DS18B20傳感器，DS18B20是美國DALLAS公司繼DS1820之后推出的增強(qiáng)型單總線數(shù)字溫度傳感器。它在測(cè)溫精度、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)，給用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。3.3.1 DS18B20的介紹1.DS18B20的結(jié)構(gòu)DS18B20主要由寄生電源、溫度傳感器、64位串行ROM單線接口、存儲(chǔ)中間數(shù)據(jù)的高速暫存器（內(nèi)含便箋式RAM）、用于存儲(chǔ)用戶設(shè)定的溫度上下限值的TH和TL觸發(fā)器存儲(chǔ)與控制邏輯、8位循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼(CRC)發(fā)生器部分。DS1

20、8B20管腳排列如圖3-4所示：圖3-4 DS18B20的引腳圖本設(shè)計(jì)使用的是三引腳的產(chǎn)品。其中，1號(hào)引腳接地，2號(hào)引腳接數(shù)據(jù)端，3號(hào)引腳接電源。2.DS18B20的主要特點(diǎn)數(shù)字型智能溫度傳感器有以下主要特點(diǎn)：(1) 適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.05.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電。(2) 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20 在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與 DS18B20 的雙向通訊。 (3) DS18B20 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的單總線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫 。(4) DS18B20 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換

21、電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) 。(5) 測(cè)溫范圍55125，在-10+85時(shí)精度為±0.5 。(6) 溫度分辨力可編程。DS18B20的數(shù)字溫度輸出可進(jìn)行912位編程。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要在分辨力與轉(zhuǎn)換時(shí)間兩者之間權(quán)衡考慮。當(dāng)DS18B20工作在12位分辨力時(shí)，溫度與數(shù)字輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系見表3-1：表3-1 DS18B20輸出數(shù)據(jù)與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系溫度/數(shù)字輸出（二進(jìn)制）數(shù)字輸出（十六進(jìn)制）+1250000 0111 1101 000007D0H+850000 0101 0101 00000550H+25.06250000 0001 1001 00010191H+10.125000

22、0 0001 1010 001000A2H+0.50000 0001 1010 10000008H00000 0000 0000 00000000H-10.1251111 1111 0101 1110FF5EH-25.06251111 1110 0101 1111FE6FH-551111 1100 1001 0000FC90H(7) 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 。3.DS18B20測(cè)溫原理用一個(gè)高溫度系數(shù)的振蕩器確定一個(gè)門周期，內(nèi)部計(jì)數(shù)器在這個(gè)門周期內(nèi)對(duì)一個(gè)低溫度系數(shù)的振蕩器的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來得到溫度值。計(jì)

23、數(shù)器被預(yù)置到對(duì)應(yīng)于-55的一個(gè)值。如果計(jì)數(shù)器在門周期結(jié)束前達(dá)到0，則溫度寄存器(同樣被預(yù)置到-55)的值增加，表明所測(cè)量的溫度大于-55。同時(shí)，計(jì)數(shù)器被復(fù)位到一個(gè)值，這個(gè)值由斜坡式累加器電路確定，斜坡式累加器電路用來補(bǔ)償感溫振蕩器的拋物線特性。然后計(jì)數(shù)器又開始計(jì)數(shù)直到0，如果門周期仍未結(jié)束，將重復(fù)這一過程。斜坡式累加器用來補(bǔ)償感溫振蕩器的非線性，以期待在測(cè)溫時(shí)獲得比較高的分辨力。這是通過改變計(jì)數(shù)器對(duì)溫度每增加一度所需計(jì)數(shù)的值來實(shí)現(xiàn)的。因此，要想獲得所需的分辨力，必須同時(shí)知道在給定溫度下計(jì)數(shù)器的值和每一度的計(jì)數(shù)值。溫度測(cè)量電路的方框圖如圖3-5所示：圖3-5 DS18B20測(cè)溫原理圖3.3.2

24、測(cè)溫電路 本文中測(cè)溫電路主要使用DS18B20傳感器，通過P3.7口與單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞。其具體硬件原理圖如圖3-6所示： 圖3-6 測(cè)溫電路原理圖DS18B20芯片有兩種供電方式：寄生電源供電方式和外部電源供電方式。本文采用的是外部電源供電方式。在外部電源供電方式下，DS18B20工作電源由VDD引腳接入，此時(shí)I/O線不需要強(qiáng)上拉，不存在電源電流不足的問題，可以保證轉(zhuǎn)換精度，同時(shí)在理論上總線上可以掛接任意多個(gè)DS18B20傳感器，組成多點(diǎn)測(cè)溫系統(tǒng)。注意：在外部供電的方式下，DS18B20的GND引腳不能懸空，否則不能轉(zhuǎn)換溫度，讀取的溫度總是85。外部電源供電方式是DS18B20的最佳

25、工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點(diǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)，在外接電源方式下，可以充分發(fā)揮DS18B20寬電源電壓范圍的優(yōu)點(diǎn)，即使電源電壓VCC降到3V，依然能夠保證溫度量精度。在實(shí)際應(yīng)用中還需要注意的是，連接DS18B20的總線電纜是有長度限制的，試驗(yàn)中，當(dāng)采用普通信號(hào)電纜傳輸長度超過50m時(shí)，讀取的溫度數(shù)據(jù)將發(fā)生錯(cuò)誤，當(dāng)將總線電纜改為雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通信距離可達(dá)150m，當(dāng)采用每米絞合次數(shù)更多的雙絞線帶屏蔽電纜時(shí)，正常通信距離進(jìn)一步加長，這種情況主要是由總線分布電容使信號(hào)波形發(fā)生畸形造成的，因此，在用DS18B20進(jìn)行長距離測(cè)溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要充分

26、考慮總線分布電容和阻抗匹配問題。3.4繼電器控制電路圖3-7繼電器控制電路設(shè)計(jì)圖該部分通過單片機(jī)的P口輸出的高低電平來控制固態(tài)繼電器的通斷，從而決定電熱絲是否加熱，當(dāng)P口輸出低電平時(shí)，加熱電阻通電，周圍的溫度緩慢升高，DS18B20測(cè)得的溫度值也升高；當(dāng)P口輸出高電平時(shí)，加熱電路斷開，溫度回落。3.5鍵盤電路鍵盤是單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必不可少的組成部分，是系統(tǒng)與用戶之間信息交流的途徑之一。鍵盤是一組按鍵的集合，它是最常用的單片機(jī)輸入設(shè)備。鍵盤，通常包括有數(shù)字鍵（09）、字母鍵（AZ）以及一些功能鍵。操作人員可以通過鍵盤向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、地址、指令或其他控制命令，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，用戶

27、可以將控制指令傳遞給系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置，使得系統(tǒng)能夠按照用戶的要求工作。根據(jù)需要的鍵盤數(shù)量的分為獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。本次設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式鍵盤，就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線。獨(dú)立式鍵盤電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單、方便。圖3-8鍵盤電路3.6實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路實(shí)時(shí)時(shí)鐘的縮寫是RTC（Real-Time Clock）。RTC是集成電路，通常稱為時(shí)鐘芯片。本設(shè)計(jì)采用串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302。DS1302時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過一個(gè)簡單的串行接口與微處理器通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、日、周、月和年等信息。DS1302的性能特征如下：31*8

28、位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM；串行I/O口方式使得引腳數(shù)目最少；2.55.5V滿度工作范圍（還有2.05.5V滿度工作范圍可供選擇）；2.5V時(shí)耗電小于300nA；用于時(shí)鐘或RAM數(shù)據(jù)讀/寫的單字節(jié)或多字節(jié)（脈沖方式）數(shù)據(jù)傳送；8引腳DIP或可選的用于表面安裝的8引腳SOIC封裝；可選的工業(yè)溫度范圍-40+85。3.6.1 DS1302管腳圖和管腳說明（1）DS1302為8管腳芯片，其管腳排列如圖3-9所示：圖3-9 DS1302管腳排列圖（2）DS1302的管腳功能說明：Vcc 主電源X1,X2 振蕩源GND 地線/RST 復(fù)位/片選線I/O 串行數(shù)據(jù)輸入/輸出端（雙向）SCLK 串行數(shù)據(jù)輸入端Vc

29、c1 后備電源DS1302連接原理圖如圖3-10所示：圖3-10實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路3.7顯示電路我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。發(fā)光管和LED數(shù)碼管比較常用，軟硬件都比較簡單，在前面章節(jié)已經(jīng)介紹過，在此不作介紹，本章重點(diǎn)介紹字符型液晶顯示器的應(yīng)用。 在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）顯示質(zhì)量高由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，

30、而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。因此，液晶顯示器畫質(zhì)高且不會(huì)閃爍。（2）數(shù)字式接口液晶顯示器都是數(shù)字式的，和單片機(jī)系統(tǒng)的接口更加簡單可靠，操作更加方便。（3）體積小、重量輕液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。（4）功耗低相對(duì)而言，液晶顯示器的功耗主要消耗在其內(nèi)部的電極和驅(qū)動(dòng)IC上，因而耗電量比其它顯示器要少得多。1.液晶顯示簡介：（1）液晶顯示原理液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易

31、于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。（2）液晶顯示器的分類液晶顯示的分類方法有很多種，通?？砂雌滹@示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（Simple Matrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（Active Matrix）三種。2. 液晶顯示器各種圖形的顯示原理：（1）線段的顯示點(diǎn)陣圖形式液晶由M×N個(gè)顯示單元組成，假設(shè)LCD顯示屏有64行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共16×8=1

32、28個(gè)點(diǎn)組成，屏上64×16個(gè)顯示單元與顯示RAM區(qū)1024字節(jié)相對(duì)應(yīng)，每一字節(jié)的內(nèi)容和顯示屏上相應(yīng)位置的亮暗對(duì)應(yīng)。例如屏的第一行的亮暗由RAM區(qū)的000H00FH的16字節(jié)的內(nèi)容決定，當(dāng)（000H）=FFH時(shí)，則屏幕的左上角顯示一條短亮線，長度為8個(gè)點(diǎn)；當(dāng)（3FFH）=FFH時(shí)，則屏幕的右下角顯示一條短亮線；當(dāng)（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H時(shí)，則在屏幕的頂部顯示一條由8段亮線和8條暗線組成的虛線。這就是LCD顯示的基本原理。（2）字符的顯示用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8

33、×8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。（3）漢字的顯示漢字的顯示一般采用圖形的方式，事先從微機(jī)中提取要顯示的漢字的點(diǎn)陣碼（一般用字模提取軟件），每個(gè)漢字占32B，分左右兩半，各占16B，左邊為1、3、5右邊為2、4、6根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)可

34、找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，送上要顯示的漢字的第一字節(jié)，光標(biāo)位置加1，送第二個(gè)字節(jié)，換行按列對(duì)齊，送第三個(gè)字節(jié)直到32B顯示完就可以LCD上得到一個(gè)完整漢字。3.1602字符型LCD簡介：字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。（1）1602LCD的基本參數(shù)及引腳功能1602LCD分為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780，帶背光的比不帶背光的厚，是否帶背光在應(yīng)用中并無差別，兩者尺寸差別如下所示：（2）1602LCD主要技術(shù)參數(shù)：表3-2 1602LCD主要技術(shù)參數(shù)顯示容量16×

35、;2個(gè)字符芯片工作電壓4.55.5V工作電流2.0mA(5.0V)模塊最佳工作電壓5.0V字符尺寸2.95×4.35(W×H)mm（3）引腳功能說明：1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表3-3所示：表3-3引腳接口說明表編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)、命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。第

36、3腳：VL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，接地時(shí)對(duì)比度最高，對(duì)比度過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對(duì)比度。第4腳：RS為寄存器選擇，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。第5腳：R/W為讀寫信號(hào)線，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/W共同為低電平時(shí)可以寫入指令或者顯示地址，當(dāng)RS為低電平R/W為高電平時(shí)可以讀忙信號(hào)，當(dāng)RS為高電平R/W為低電平時(shí)可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端為使能端，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。第714腳：D0D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負(fù)極。（4）1602L

37、CD的指令說明及時(shí)序1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標(biāo)的操作都是通過指令編程來實(shí)現(xiàn)的。（說明：1為高電平、0為低電平）1602液晶模塊內(nèi)部的控制器共有11條控制指令：指令1：清顯示，指令碼01H,光標(biāo)復(fù)位到地址00H位置。指令2：光標(biāo)復(fù)位，光標(biāo)返回到地址00H。指令3：光標(biāo)和顯示模式設(shè)置 I/D：光標(biāo)移動(dòng)方向，高電平右移，低電平左移 S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效，低電平則無效。指令4：顯示開關(guān)控制。 D：控制整體顯示的開與關(guān)，高電平表示開顯示，低電平表示關(guān)顯示 C：控制光標(biāo)的開與關(guān)，高電平表示有光標(biāo)，低電平表示無光標(biāo) B：控制光標(biāo)是否閃爍，高電平閃爍，低電平不閃爍。指

38、令5：光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。指令6：功能設(shè)置命令 DL：高電平時(shí)為4位總線，低電平時(shí)為8位總線 N：低電平時(shí)為單行顯示，高電平時(shí)雙行顯示 F: 低電平時(shí)顯示5x7的點(diǎn)陣字符，高電平時(shí)顯示5x10的點(diǎn)陣字符。指令7：字符發(fā)生器RAM地址設(shè)置。指令8：DDRAM地址設(shè)置。指令9：讀忙信號(hào)和光標(biāo)地址 BF：為忙標(biāo)志位，高電平表示忙，此時(shí)模塊不能接收命令或者數(shù)據(jù)，如果為低電平表示不忙。指令10：寫數(shù)據(jù)。指令11：讀數(shù)據(jù)。表3-4 1602液晶模塊內(nèi)部的控制器控制指令序號(hào)指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D0 1清顯示0000000001 2光標(biāo)返回0

39、00000001* 3置輸入模式00000001I/DS 4顯示開、關(guān)控制0000001DCB 5光標(biāo)或字符移位000001S/CR/L* 6置功能00001DLNF* 7置字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址000字符發(fā)生存儲(chǔ)器地址 8置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址001顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址 9讀忙標(biāo)志或地址01BF計(jì)數(shù)器地址 10寫數(shù)CGRAM或DDRAM）10要寫的數(shù)據(jù)內(nèi)容11從CGRAM或DDRAM讀數(shù)11 讀出的數(shù)據(jù)內(nèi)容與HD44780相兼容的芯片時(shí)序表如下：表3-5基本操作時(shí)序表讀狀態(tài)輸入RS=L,R/W=H,E=H輸出D0-D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L,R/W=L,D0-D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入

40、RS=H,R/W=H,E=H輸出D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=L,D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無（5）讀寫操作時(shí)序如圖所示：圖3-11 讀操作時(shí)序圖3-12 寫操作時(shí)序1602LCD的RAM地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，圖3-13是1602的內(nèi)部顯示地址：圖3-13 1602LCD內(nèi)部顯示地址例如第二行第一個(gè)字符的地址是40H，那么是否直接寫入40H就可以將光標(biāo)定位在第二行第一個(gè)字符的位置呢？這樣不行，因?yàn)閷懭腼@示

41、地址時(shí)要求最高位D7恒定為高電平1所以實(shí)際寫入的數(shù)據(jù)應(yīng)該是：01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在對(duì)液晶模塊的初始化中要先設(shè)置其顯示模式，在液晶模塊顯示字符時(shí)光標(biāo)是自動(dòng)右移的，無需人工干預(yù)。每次輸入指令前都要判斷液晶模塊是否處于忙的狀態(tài)。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，如圖10-58所示，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

42、示出來，我們就能看到字母“A”3.8 溫度報(bào)警電路當(dāng)環(huán)境溫度不在設(shè)置溫度范圍內(nèi)，需要發(fā)出警報(bào)，報(bào)警電路由三極管和蜂鳴器。電路中剛才用PNP三極管，選用低功率三極管，當(dāng)P1.0低電平，三極管集電極正偏，發(fā)射級(jí)反偏，三極管導(dǎo)通，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警。圖3-14報(bào)警電路第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 編程軟件及編程語言的介紹本電熱水器溫度控制系統(tǒng)程序由MCS-51單片機(jī)C語言編寫，該軟件主要由以下幾個(gè)子模塊組成：主程序模塊，按鍵模塊溫度采集和控制模塊，溫度顯示模塊等，程序源代碼見附錄2。應(yīng)用C51語言編寫程序具有以下特點(diǎn)：（1）不要求了解處理器的指令集，也不必了解存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)。（2）寄存器分配和尋址方式由編譯

43、器管理，編程時(shí)不必考慮存儲(chǔ)器的尋址等。（3）可使用與人的思維更接近的關(guān)鍵字和操作函數(shù)。（4）可使用C51語言中庫文件的許多標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)。（5）通過C語言的模塊化編程技術(shù)，可以將已編制好的程序加入到新的程序中。（6）C51語言編譯器幾乎適用于所有的目標(biāo)系統(tǒng)，已完成的軟件項(xiàng)目可以很容易的轉(zhuǎn)移到其他微處理器和環(huán)境中。4.2主程序工作流程圖在主程序中，主要完成的任務(wù)系統(tǒng)的開機(jī)自檢、加熱系統(tǒng)。開 始初始化DS18B20顯示當(dāng)前溫度判斷當(dāng)前溫度值超過設(shè)定溫度上限加熱開關(guān)斷開紅燈亮設(shè)定溫度上、下限啟動(dòng)電熱絲升高溫度是否低于設(shè)定溫度下限是綠燈亮否結(jié)束圖4-1 主程序工作流程圖4.3 各模塊子程序流程圖開始初始化D

44、S18B20是否存在ROM操作指令存儲(chǔ)操作指令讀取溫度值返回否是圖4-2 測(cè)溫程序流程圖“G”“K”開始接收數(shù)據(jù)P0.1=0 加熱絲工作P0.1=1 加熱絲停止工作判斷數(shù)據(jù)為“K”還是“G”圖4-3 控制部分流程圖第五章 系統(tǒng)的仿真 5.1 仿真軟件Proteus軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿

45、真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。迄今為止是世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、RAM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多種編譯Proteus與其他的仿真軟件相比較，在下面的優(yōu)點(diǎn)：1. 能仿真模擬電路、數(shù)字電路、數(shù)?；旌想娐罚?. 能繪制原理圖、PB

46、C圖；3. 幾乎包括實(shí)際中所有使用的儀器；4. 其最大的亮點(diǎn)在于能夠?qū)纹瑱C(jī)進(jìn)行實(shí)物級(jí)的仿真。從程序的編寫，編譯到調(diào)試，目標(biāo)版的仿真一應(yīng)俱全。支持匯編語言和C語言的匯編。還可配合IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器實(shí)現(xiàn)程序的聯(lián)合調(diào)試。將Proteus中繪制的原理圖作為實(shí)際中的目標(biāo)板，而用IAR集成環(huán)境實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)板的控制，與實(shí)際中通過硬件仿真器對(duì)目標(biāo)板的調(diào)試幾乎完全相同，并且支持多顯示器的調(diào)試，即Proteus運(yùn)行在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，而IAR運(yùn)行在另一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，通過網(wǎng)絡(luò)連接實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的調(diào)試。其操作界面如下示：圖5-1 protues操作界面5.2 系統(tǒng)的仿真運(yùn)行與分析本次仿真主要對(duì)單片機(jī)的溫度控

47、制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了聯(lián)合仿真，在仿真過程中靈活運(yùn)用Proteus軟件和Keil軟件的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)時(shí)鐘和溫度的顯示，并能對(duì)溫度進(jìn)行控制，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)，加熱開關(guān)啟動(dòng)電熱絲進(jìn)行加熱，當(dāng)實(shí)時(shí)溫度低于設(shè)定值時(shí)，加熱開關(guān)斷開，溫度回落。圖5-2系統(tǒng)運(yùn)行仿真1.打開已經(jīng)設(shè)計(jì)好的電路圖文件，運(yùn)行仿真。首先，LCD顯示實(shí)際水溫.2.設(shè)置設(shè)定溫度。系統(tǒng)中有四個(gè)為設(shè)定溫度數(shù)值的按鍵，前兩個(gè)為溫度上限的加減鍵，下兩個(gè)為溫度下限的加減鍵。3.模擬加熱。系統(tǒng)采用一個(gè)綠燈來模擬加熱裝置，當(dāng)綠燈亮則表示開啟加熱裝置，系統(tǒng)處于加熱狀態(tài)；綠燈滅則表示關(guān)閉加熱裝置，系統(tǒng)處于停止加熱狀態(tài)。當(dāng)設(shè)定水溫高于實(shí)際水溫時(shí)，系統(tǒng)

48、自動(dòng)啟動(dòng)加熱裝置；當(dāng)設(shè)定水溫低于實(shí)際水溫時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉加熱裝置。第六章 總結(jié)與展望本文在經(jīng)過詳細(xì)的查閱國內(nèi)外各種文獻(xiàn)、資料的過程后，將單片機(jī)與各大模塊電路相結(jié)合，研制出了具有使用價(jià)值的熱水器溫度控制系統(tǒng)。本文詳細(xì)闡述了基于AT89C51單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從硬件選型、硬件電路設(shè)計(jì)，到軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)仿真。硬件件設(shè)計(jì)方面，按照模塊化的設(shè)計(jì)思想實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)方面，按照不同功能需求通過C語言編程實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的仿真運(yùn)行。本設(shè)計(jì)的突出特點(diǎn)和研究結(jié)論是：1. 本設(shè)計(jì)中采用了先進(jìn)的溫度傳感器DS18B20，它在測(cè)溫精度、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

49、用戶帶來了更方便的使用和更令人滿意的效果。2. 本設(shè)計(jì)采用串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302。它經(jīng)過一個(gè)簡單的串行接口與微處理器通信。實(shí)現(xiàn)了秒、分、日、周、月和年等信息的顯示。3. 本文采用液晶顯示屏進(jìn)行內(nèi)容的顯示，LCD顯示屏連線簡單，顯示的內(nèi)容清晰明了，大大的節(jié)省了線路空間及成本。電熱水器已經(jīng)進(jìn)入平民百姓家，給人們的生活帶來了很大的幫助與便利,但在電熱水器溫度控制設(shè)計(jì)方面，為了能夠滿足實(shí)際使用的要求，還有許多問題尚待研究，主要有：1. 溫度采集方法的改善及提高。2. 程序運(yùn)行的完善及更多功能的開發(fā)。3. 盡可能采用低成本高性能價(jià)格比的設(shè)計(jì)方案，這樣才能取得占有市場的主動(dòng)權(quán)。4. 深入研究溫度控制

50、系統(tǒng)，使其能夠在更廣泛的領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 白延敏.51單片機(jī)典型系統(tǒng)開發(fā)M.北京：電子工業(yè)出版社，2009：125-127 .2 李群芳.單片微型計(jì)算機(jī)及接口技術(shù)（第二版）M.北京：電子工業(yè)出版社,2005：87-89.3 王俊杰，張偉.儀表技術(shù)與傳感器M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：35-37.4 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2009：74-75.5 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2009：146-150.6 周懂明.基于IPC機(jī)的兩用爐綜合性能測(cè)試系統(tǒng)的研究D.南京：南京航空大學(xué)，2006.7 何立民. MCS-51單片機(jī)

51、應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：北京航空航天出社，2008：61-65.8 吳金戌，沈慶陽.8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2009：232-235.9 徐愛鈞.單片機(jī)原理及應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2009：195-196.10 李廣弟，朱月秀，冷祖祁.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京航空航天大學(xué)出版社，2009：148-150.11 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社，2009：136-137.12 蔣力培.單片微機(jī)系統(tǒng)實(shí)用教程M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004：32-33.13 李廣弟，朱月秀，冷祖祁.單片機(jī)基礎(chǔ)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2009：238-240.1

52、4 張毅剛，彭喜源，譚曉.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)第二版M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003：8-22.致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，從最初的思路想法到最后的仿真運(yùn)行，我得到了劉雪梅導(dǎo)師的全力幫助。劉老師自始至終關(guān)注畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展以及在過程中幫助我解決問題，并且給出了正確的指導(dǎo)，讓我在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中省去了很多不必要的麻煩和彎路，她還給我提供了專門的設(shè)備，讓我在調(diào)試過程中方便很多，節(jié)約了很多時(shí)間，在這里非常感謝劉雪梅老師的指導(dǎo)和幫助，并表示我最真摯的感謝。同時(shí)，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，身邊的同學(xué)也給了我很多幫助，還有各位其他的老師，也對(duì)我進(jìn)行了很多幫助，在這里向他們表示衷心的感謝，也謝謝

53、學(xué)校這幾年學(xué)校對(duì)我的培養(yǎng)。最后感謝各位老師教授在百忙中對(duì)本文的審閱和賜教。畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，從最開始的課題思路的考慮到最后的著手，我查閱了很多國內(nèi)外各種資料，本文所設(shè)計(jì)的電熱水器溫度控制系統(tǒng)就采用AT89C51單片機(jī)為控制核心，利用AT89C51現(xiàn)有的接口組織外圍硬件模塊。然后分硬件和軟件兩部分進(jìn)行研究。硬件是指以溫度控制器為核心，由外接溫度測(cè)量電路、報(bào)警電路、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路、鍵盤、復(fù)位電路、熱水器加熱開關(guān)、LCD顯示電路組成。而軟件部分則主要是為系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)而進(jìn)行的C言編程和結(jié)果的仿真。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)近4個(gè)多月，從最初的課題思路到最后的仿真運(yùn)行，我學(xué)到了很多，各元器件的選擇，各模塊的設(shè)計(jì)以及最后總電路圖的連接，都對(duì)我的理論知識(shí)和動(dòng)手能力有了很大的提高，當(dāng)然，在畫原理圖、模塊設(shè)計(jì)和電路連接過程中不可避免地遇到了各種各樣的問題，在處理問題的過程中必須保持冷靜清晰的頭腦，結(jié)合理論和實(shí)際情況來解決問題。經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)，我結(jié)合自己這幾年的理論知識(shí)在老師們的幫助下，態(tài)