第一章 系统设计方案讨论与选择
统则会进行加水来降低水温的温控上水的动作，完成后自动进入水温水位交替显示状态。每一次系统动作都配合听觉和视觉感受，使整个系统实现了人性化设计，方便实用，通俗易懂。
此系统是为多子系统的综合性控制系统，设计过程中也是分块实现设计调试，最后进行综合实现。
1.4水位控制系统的设计方案讨论
此系统要进行水温水位控制，马上想到的是水温水位的两个参数的控制，在温度传感器采用DS18B20之后，对于水位的控制想到要运用水位传感器，而水位的传感器是通过压力传感器变换过来的，最多的是浮球式的液位传感器，而且此传感器的适用温度范围和测试精度也适合该设计系统，但此方案的缺点是价格非常昂贵；后来又考虑采用应用于电子秤中的数字压力传感器，去测得整个容器中水的变化和容器中液位的换算关系，此想法基于电子秤，它能够测得一张纸的重量，但是在实际应用中，考虑到容器的氧化，容器内部的水垢增多，而且容器的外置也会产生整个容器重量的变化，从而造成液位采集的不准确，此压力传感器的市场价格也比较昂贵，应用于此控制模型中也是一种浪费，因此我自制了八根线将容器中的液位分成了八个水位挡，通过和电源正极的结合，利用水导电的特性，通过9012三极管等元件构成的驱动电路的电平转换，将液位数据输入P2口，通过单片机换算转换成了液位数据存入一个存储器单元，随时读取。
该子系统能进行水位的控制，利用自制的八根导线对水位的信息进行采集，并通过单片机的P2口送入给单片机处理加工，通过显示器显示，共有8个水位挡，从600ml到1300ml，100ml一个挡，可通过按键对水位进行设置，确定后通过驱动继电器启动小型水泵给予加水到自定义的水位同时检测下限水位，反馈水位信息给单片机进行处理并及时调整，使系统的水位保持在一定的范围内。
1.5水温控制系统的设计方案讨论
如果采用热电阻，电路需接A/D转换电路，由单片机换算出实际温度，电路结构复杂，而且也精度不高。图1-2是DS18B20[4]的结构图，它只有三个引脚，一个数据引脚，另外两个引脚分别是接电源脚和地脚。它的数据引脚可直接与单片机的1位I/O相接，电路结构简单，占用单片机的资源少，精度高，而且成本低，并且防水。并且数据线自带的电源可以供电而不需要外部电源，而如图1.2所示的温度传感器外扩了很长的导线更方便测量水位。所以DS18B20以其各方面优点作为温度传感器进行温度采样应用于此水温水位控制系统中很合适。
3
淮安信息职业技术学院毕业设计
图1-2 DS18B20温度传感器（防水）
该子系统利用低功耗单线数字温度传感器DS18B20实现温度采样，将采样的温度值通过单片机的P0.7口送入单片机处理，然后实现水温的控制,利用按键对水温的值进行设置，按确定键后，通过驱动电路驱动继电器启动电热丝对水进行加温，能自动补偿温度到自定义温度，正常状况下显示水温的同时检测下限温度，反馈温度信息并及时调整，使之保持温度在一定范围内的稳定。
1.6 数据显示系统的设计方案讨论
为了能构造一个适合的人机界面，在诸多的显示器件中TC1602的液晶字符性显示器非常适合运用于此控制系统当中的，它的功能特性也完全适用于此设计系统的功能要求，也不会造成资源的浪费，所以就确定TC1602作为本此设计系统的显示器件。为了配合显示器件，就需设置按键，根据系统的功能要求和单片机的口线资源，为系统配制了四个独立式键盘，K1键为确定键，K2和K3键作为光标的移动和数据的增减，K4键作为设置键。
水位水温系统采用TC1602液晶显示起能实时的显示水温水位信息，按键操作时，采用菜单提示性显示，引导用户进行操作，界面分辨率可调，字符清晰。
1.7 报警系统的设计方案讨论
作为一个完整的系统，免不了要设置报警装置，处于系统模型化的考虑，采用蜂鸣器和二极管的结合，伴随着系统故障的产生和动作的产生，给予人以视觉和听觉的提示，使之能通过多种方式掌握系统的状态，而且此报警装置也比较经济实惠。
该系统利用蜂鸣器和同步工作的发光二极管实现能给予人视觉和听觉上的系统故障报警和水温水位信息报警，以便及时掌握水温水位控制系统的工作状况，系统自己不能处理的就可以人工辅助处理，这样能让系统更好的运行在稳定状况下。
4
第二章 系统硬件电路设计
第二章 系统硬件电路设计
2.1 单片机最小系统
本设计采用P89V51RD2单片机作为主控制芯片。P89V51RD2单片机介绍如下： P89V51RD2是Philips公司生产的一款80C51微控制器，包含64KB Flash和1024字节的数据RAM。P89V51RD2的典型特性是它的X2方式选项。利用该特性，设计者可使应用程序以传统的80C51时钟频率（每个机器周期包含12个时钟）或X2 方式（每个机器周期包含6个时钟）的时钟频率运行，选择X2方式可在相同时钟频率下获得2倍的吞吐量。从该特性获益的另一种方法是将时钟频率减半来保持特性不变，这样可以极大地降低EMI。Flash程序存储器支持并行和串行在系统编程（ISP），ISP允许在软件控制下对成品中的器件进行重复编程。应用固件的产生/更新能力实现了ISP的大范围应用。5V的工作电压，操作频率为0～40MHz。
P89V51RD2单片机最小系统框图如图2-1所示。
2-1 单片机最小系统框图
5
淮安信息职业技术学院毕业论文设计
单片机
它由CPU、存储器（包括RAM和ROM）、I/O接口、定时/计数器、中断控制功能等均集成在一块芯片上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。图2-2为AT89C52的引脚图[7]。
图2-2 单片机引脚图
输入/输出引脚P0、P1、P2、P3的功能介绍：
1.P0口（P0.0-P0.7）：P0口是一个8位漏极开路型双向I/O端口。在访问片外存储器时，它分时作低8位地址和8位双向数据总线用。在EPROM编程时，由P0输入指令字节，而在验证程序时，则输出指令字节。验证程序时，要求外接上拉电阻。P0能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
2.P1口（P1.0-P1.7（1-8脚））: P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在EPROM编程和验证程序时，由它输入低8位地址。P1能驱动4个LSTTL负载。在AT89C52中，P1.0还相当于专用功能端T2，即定时器的计数触发输入端；P1.1还相当于专用功能端T2EX，即定时器T2的外部控制端。Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。
3.P2口（P2.0-P2.7（21-28脚））：P2也是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对
6
相关推荐：
loading