水溫水位控制系統(tǒng)

1、 韶 關 學 院課程設計說明書（論文）課程設計題目：微機原理課程綜合設計基于單片機的水溫水位控制系統(tǒng)學生姓名：馮俊杰學 號：11101102009同組姓名：吳建國 張樊 張俞 侯云明 院 系：物理與機電工程學院自動化系專業(yè)班級：自動化2011級本科2班 指導教師姓名及職稱： 起止時間： 2014年 2月 28日 2014年 5月 31日 課程設計評分： 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

2、器件的選擇、各部分電路及軟件的設計。AT89C52單片機完善的內部結構、優(yōu)良的性能和強大的中斷處理能力，決定了該控制系統(tǒng)的特點：電路結構簡單、程序簡短、系統(tǒng)可靠性高等。水位以AT89C52單片機檢測缺水溢流，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），不需要復雜的信號調理電路和A/D轉換電路，能直接與單片機完成數(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。 【關鍵詞】單片機   DS18B20  LCD1602  控制Abstrac

3、t    In order to realize high precision temperature level control, this paper introduces an AT89C52 as control core, with a new type of programmable temperature 

4、;sensor (DS18B20) for temperature gathering device to achieve water level control system. This article mainly introduces the selection, the core component parts circuit and softwar

5、e design. AT89C51 perfect internal structure, excellent performance and powerful interrupt handling ability, decided the control system has the characteristic of simple structure, proce

6、dures, circuit short, system reliability higher. Water shortage by AT89C51 detection, the realization of automatic control, overflow temperature detection using new programmable temperature&

7、#160;sensor (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit and A/D circuit, can work directly with the single-chip commputer completes data collection and processi

8、ng, the temperature LCD1602 LCD display, realize the convenient and simple. This system can be used according to different requirements  on various occasions.   【Keywords

9、】microcontroller   DS18B20    LCD1602    control目錄1.緒論12.系統(tǒng)總體設計13. 系統(tǒng)硬件設計23.1 LCD1602液晶顯示電路23.2水位監(jiān)測電路23.3輸出驅動電路33.4鍵盤電路43.5指示燈與蜂鳴報警電路44. 系統(tǒng)軟件設計54.1主流程圖54.2自檢程序設計框圖如圖：54.3自動上水程序框圖如圖：65. 系統(tǒng)組裝和調試75.1 系統(tǒng)組裝75.2 硬件調試75.3 軟件調試76. 總結與展望7參考文獻7附錄81 作品原理圖8

10、2 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：自動化2班學生姓名：馮俊杰指導教師：韓竺秦 講師1.緒論 溫度控制系統(tǒng)在國內各行各業(yè)的應用雖然已經十分廣泛，但從國內生產的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高 本文主要介紹以單片機控制溫度的系統(tǒng)設計過程，其中涉及系統(tǒng)結構設計、元器件的選取、程序的調試和系統(tǒng)參數(shù)的整定。在系統(tǒng)構建時選取了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由人工設定，并能在環(huán)境溫度降低時

11、實現(xiàn)自動控制，以保持設定的溫度基本不變,具有較好的快速性與較小的超調。2.系統(tǒng)總體設計 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，符合要求時轉換并顯示。不符合時報警，并對水位和溫度進行調控。3. 系統(tǒng)硬件設計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RS=0時，對LCD1602寫入指令；當RS=1時，對LCD1602寫入數(shù)據(jù)。當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

12、1602液晶顯示屏與單片機的硬件連接圖。3.2水位監(jiān)測電路 （1）當水位上升，達到上限時，因水導電，2、3線連通+5V。b、c均為“1”，1號電機工作，關閉水閥不再供水；  （2）當水位降到下限時，B、C棒都不能與A棒導電。 b、c均為“0”，1號電機工作，打開水閥，給水箱供水；  （3）當水位處于上下限之間時，B與A棒導通。 b為“1”， c為“0”，維持原有的工作狀態(tài)。如果設定溫度比當前溫度低的時候，需要降溫處理，那么有1號電機和2號電機同時工作，打開水閥，冷水在水箱中流動，等到設定溫度等于當前溫度時，兩個電機分別關閉水閥。以達到降溫的目的

13、。 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)：3.3輸出驅動電路3.4鍵盤電路3.5指示燈與蜂鳴報警電路 當指示燈D5亮時，水位低于下限，加水。當指示燈D4亮時，水位達到要求位置。當指示燈D3亮時，水位高于上限。指示燈D和蜂鳴器通過一個三極管來驅動，這里選用90124. 系統(tǒng)軟件設計4.1主流程圖程序按照模塊化設計，所有功能都可通過調用子程序完成，主程序較簡單，流程圖如圖所示。4.2自檢程序設計框圖如圖：為了保證系統(tǒng)的正常運行，當系統(tǒng)開機后，即單片機上電復位開始運行后，需要對硬件各部分進行自動檢查，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，

14、以便人工修正，為系統(tǒng)的正常運行作好準備。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。4.3自動上水程序框圖如圖：當系統(tǒng)開機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，可以撥動開關上電，檢測5V穩(wěn)壓芯片有沒有正常輸出5V電壓。在程序運行時，按下復位鍵，觀察程序能否重新執(zhí)行。5.3 軟件調試程序調試的方法首先要在

15、Proteus仿真軟件里進行仿真，每個子程序都要先獨立仿真，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行整體仿真，觀察每個模塊是否正常工作。6. 總結與展望本系統(tǒng)以單片機為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終基本實現(xiàn)了各項設計要求。 在當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用。通過這次實訓使我從中學到了許多東西，了解到在電子制作方面的很多經驗。本系統(tǒng)還有很多不足，例如用導線測水位不夠靈敏，水位達到要求時很容易沒反應，有待改進，我們以后要找到更好的辦法。自己的求學之路還很長，以后更應該在工作實踐中不斷學習，努力使自己能在以后做出更好的作品。參考文獻1 常健生檢測與轉換技術M北京：機械工業(yè)出版社，199010-302 航慈單片機程序設計基礎M北京：航空航天大學出版社，1997：108-1193 何立民單片機應用系統(tǒng)設計M北京：北京航天航空大學出版社，2004：47-804 胡漢才單片機原理及其接口技術M北京：清華大學出版社，1996：50-685 江宏，李良玉Protel 電路設計與應用M北京：機械工業(yè)出版社，2002：15-306 金炯泰如何使用KEIL8051C編譯器M北京：北京航空航天大學出版社，20028-287 李珍，付植桐單片機原理與應用技術北京：清華大學出版社，2004：