基于单片机的水位水温控制系统 - 图文

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摘 要..................................................................................................... I Abstract?????????????????????????????????II 第一章 系统设计方案讨论与选择 ........................................................1

1.1引 论 ......................................................... 1 1.2 系统设计方案的选择 ........................................... 1 1.3 系统总体设计方框图 ........................................... 2 1.4水位控制系统的设计方案讨论 .................................... 3 1.5水温控制系统的设计方案讨论 .................................... 3 1.6 数据显示系统的设计方案讨论 .................................... 4 1.7 报警系统的设计方案讨论 ........................................ 4

第二章 系统硬件电路设计 ....................................................................5

2.1 单片机最小系统 ................................................ 5

2.1.1 时钟电路 .............................................. 7 2.1.2 复位电路 .............................................. 8 2.1.3 串行下载口电路 ........................................ 8 2.1.4 串行通信接口电路图 .................................... 9 2.2 显示系统设计 ................................................. 9

2.2.1 TC1602A简介 .......................................... 9 2.2.2 LCD1602与单片机的连接图 ............................. 11 2.3 水位检测系统设计 ............................................ 11 2.4 水温检测系统设计 ............................................ 12

2.4.1 单线数字温度计DSl8B20介绍 ........................... 12 2.4.2 温度计算 ............................................. 13 2.4.3 DSl820工作过程及时序 ................................ 14 2.4.4 DS18B20与单片机的硬件连接图 ......................... 16 2.5 报警系统设计 ................................................ 17 2.6 继电器驱动电路设计 .......................................... 17 2.7 电源电路 .................................................... 18

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第三章 系统软件设计 ........................................................................... 19

3.1 系统硬件开机自检程序设计 .................................... 19 3.2 系统自动上水程序设计 ........................................ 20 3.3 水温水位交替显示流程图设计 .................................. 21 3.4 系统按键程序设计 ............................................ 22

第四章 系统调试 ................................................................................... 23

4.1硬件调试 ..................................................... 23

4.1.1调试步骤 .............................................. 23 4.1.2液位检测 .............................................. 23 4.1.3温度检测 .............................................. 24 4.2 软件调试 ..................................................... 24

4.2.1 Proteus仿真 .......................................... 24 4.2.2 软件调试过程 .......................................... 25 4.3系统联调 ..................................................... 25

结 论 ........................................................................................................ 28 致 谢 ........................................................................................................ 29 参考文献.................................................................................................. 30 附录 .......................................................................................................... 31

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第一章 系统设计方案讨论与选择

第一章 系统设计方案讨论与选择

1.1引 论

随着电子技术的发展，人们生活质量的提高，在现代社会中，水位和温度控制不仅应用在工厂生产方面，也体现到了生活的各个方面。酒店厂房及家庭生活中都会见到水位和温度控制的影子，水位和温度控制将更好的服务于社会，目前，单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域，例如生活工具的电梯、工业生产中的现场控制仪表、数控机床等。特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。尤其是用单片机控制器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点。

现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到水位和温度控制，早期水位和温度控制主要应用于工厂中，例如工厂中的大型锅炉，必须实时的掌握锅炉的水位和温度，确保系统的正常运行。现行的水位和温度控制也已应用于生活当中，如人们日常烧水用的电热水器，当水位到一定限度或温度到达所需值时，它都会给出相应的提示以告诉人们。 因此，水温水位控制在改善人们生活质量中起到了非常重要的作用。现在市面上的电器种类繁多，它们都需要对其主要的水位和水温参数加以控制，实现电器水温水位控制的自动化。

早期温度和水位的参数控制时通过模拟电路实现的，这种方式不仅电路复杂，成本高，而且误差大，系统的稳定性不好，单片机及微型计算机技术的发展和应用有效地解决了这些缺点，特别是传感器的发展，更好的提高了检测参数的精度。

选择基于单片机的水温水位控制系统，是因为它不仅在人们生活中具有显著的意义，更重要的是能系统地聚温度和水位参数于一身，对于更好的掌握和认识单片机的应用和传感器的应用，系统地深刻认识自动控制的实际应用，掌握复杂的多子系统地设计起到了很强的锻炼作用。

1.2 系统设计方案的选择

本系统是为电热水器水温水位控制系统而设计的。在电热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。系统的分析了耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以 AT89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上

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淮安信息职业技术学院毕业设计

水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。

方案：采用单片机控制，结构简单，使用方便，成本低，性能稳定，温度误差只有0.5摄氏度。

1.3 系统总体设计方框图

为实现系统的水位水温控制，根据系统的设计功能要求，构造总体方框图如图1-1所示。

温度补偿独立式键盘TC1602数据显示P89V51RB2单片机控制中心温度采集报警系统水位采集水位补偿

图1-1 总体系统方案图

单片机的控制电路接+5V的直流电压源，继电器的功率电路接另一个正五伏的直流电压源，当电源接好后，就可以按下系统总电源开关，系统开始运行。首先系统进行硬件电路开机自检，主要是检查DS18B20工作是否正常，显示器是否正常工作，报警系统是否正常，在此同时TC1602显示器同步显示系统状态，在此过程中用户可以预置水位和水温，接下来开始检测容器中水位，是否低于下限水位，如果低于下限水位则开始自动上水至默认水位1000ml，然后进入水温水位交替显示正常状态，此时用户可通过四个独立式按键进行水温水位设置，按下K4键，系统进入菜单式选择状态，显示器上光标闪烁引导用户进行选择操作，K2、K3键用来选择设置项目，选择按下K1确认键后，开始进入自定义水温或水位设置，设置完成后系统开始自动补偿水温或水位，完成任务后又进入水温水位交替显示正常状态，系统这是会自动检测容器中的水温水位，同时比较水温水位的下限，进行及时的水温水位补偿，如果容器中处于水位低而温度高的状态，系

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