（一）原理图描述
四、系统硬件设计
图4-1为本水温控制系统的原理图，采用AT89C51单片机作为主控芯片，片外配
合红外线遥控模块、水温加热模块开关、基于Dallas单线数字式的DS18B20温度传感
器模块、蜂鸣器报警模块、按键模块、LCD1602液晶显示器模块、晶振电路模块、复位
电路模块以及电源模块为一体构成无线水温控制系统，下文将分别对各模块进行介绍。
图4-1 原理图
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（二）DS18B20温度传感器模块
图4-2为DS18B20模块的原理图，在本系统中，其主要完成对水的温度采集，其1号管脚GND接地，2号DO管脚接AT89C51的P1.0管脚,3号管脚VCC接正5V直流电源。
图4-2 DS18B20温度传感器模块原理图
（三）加热器开关模块
在本系统中，当温度传感器采集到的温度低于设定温度时，系统就要开启加热系统的开关，而本系统的设计为了追求简洁性，所以加热器模块用一个继电器代替，即继电器充当加热系统的开关。当温度低于设定温度时，继电器上电，加热器开关被打开；而温度高于设定温度时，继电器关闭，加热系统不工作，下图4-3为继电器在本系统中的原理图。
图4-3 继电器模块原理图
（四）蜂鸣器报警模块
在本系统中，当采集到的温度值高于设定温度值时，就要进行超温报警功能。下图4-4为蜂鸣器模块的原理图，当单片机的P3.7口为高电平时，MOS管被导通，蜂鸣器上
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电发出报警声；而当P3.7为低电平时，MOS不能被导通，蜂鸣器不发声，这就是蜂鸣器报警的原理。
图4-4 蜂鸣器模块原理图
（五）LCD1602液晶显示器模块
图4-5为LCD1602液晶显示器模块，其中通过改变电阻器R5的值，就可以改变LCD1602的背光亮度。在本系统中，其主要完成显示温度值的功能。
图4-5 LCD1602液晶显示器模块
（六）按键模块
通常情况下，由微处理器实现的控制系统中有两种按键形式较为普遍使用，第一种是矩阵式的编码键盘，另一种是静态的独立按键。编码键盘即动态扫描键盘，这种结构的按键电路形式适用于多按键配置的系统中，只需要消耗较少的I/O口就可以实现较多的按键输入，其能够实现的最大按键输入数N与占用的I/O口数m关系为：
N?（m2） 2然而这种动态扫描键盘需要较复杂的代码才能实现。第二种独立按键是一种静态的按键，单片机不会对它进行扫描，其结构较为简单，代码形式也很简单，只需要对其接
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的管口进行电平判断就可实现逻辑功能。
轻触式的机械开关是一种较长使用并且成本低廉的开关，在没有被按下是，其内部的电路结构是断开的，不能到点，而当它被按下时，其等效的开关就被接通，从而实现了电路的导通。另外，由于机械式开关内部由于有一个弹性部件，所以在按动的时候会伴随一系列的抖动过程，这个抖动过程会给逻辑判断带来极大的干扰，所以在程序构建上通常会对按键进行消抖处理，通常较为常用的是延时消抖，即通过一定的延时将抖动阶段避开，过了这段时间再对电平进行判断，这样就能使系统得到必要的保障。
按键模块的主要作用是对水温值进行设定，图4-6中的P1.0口接的按键为升温按键，P1.1口的按键为降温按键。
图4-6 按键模块原理图
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