毕业设计论文_单片机水温控制器的设计.doc

基于单片机的水温控制系统设计 武汉理工大学 摘 要 本系统的设计可以用于热水器温度控制系统和饮水机等各种电器电路中。它以单片机AT89S52为核心，通过3个数码管显示温度和4个按键实现人机对话，使用单总线温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过数码管显示，并提供各种运行指示灯用来指示系统现在所处状态，如：温度设置、加热、停止加热等，整个系统通过四个按键来设置加热温度和控制运行模式。 关键词： 单片机；数码管显示；单总线；DS18B20 目录 1 绪论 - 1 - 2 系统总体设计 - 2 - 2.1硬件总体设计 - 2 - 2.1.1硬件系统子模块 - 2 - 2.2 软件总体设计 - 2 - 3 硬件系统设计 - 4 - 3.1硬件电路分析和设计报告 - 4 - 3.1.1单片机最小系统电路 - 4 - 3.1.2 键盘电路 - 5 - 3.1.3 数码管及指示灯显示电路 - 5 - 3.1.4 温度采集电路 - 7 - 3.1.5 电源电路 - 11 - 3.1.6报警电路设计 - 12 - 3.1.7加热管控制电路设计 - 12 - 4 系统软件设计 - 14 - 4.1主程序流程图 - 14 - 4.2各个模块的流程图 - 16 - 4.2.1读取温度DS18B20模块的流程 - 16 - 4.2.2键盘扫描处理流程 - 18 - 4.2.3 报警处理流程 - 18 - 5 系统调试 - 20 - 5.1 硬件电路调试 - 20 - 5.2 软件调试 - 20 - 5.3 系统操作说明 - 21 - 5.4数据测试 - 21 - 总 结 - 23 - 致 谢 - 24 - 参考文献 - 25 - 附录一：系统源程序 - 26 - 附录二：系统硬件总图 - 35 - 基于单片机的水温控制器的设计 1 绪论 本系统的设计可以用于水温控制系统和电饭煲等各种电器电路中。它以单片机AT89S52为核心，通过数码管显示温度和语音提示实现人机对话，使用温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过数码管显示，并提供各种运行指示灯用来指示系统现在所处状态，如：温度设置、加热、停止加热等，整个系统通过四个按键来设置加热温度和控制运行模式。 温度控制系统可以说是无所不在热水器系统、空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备，均需要提供温度控制功能。以计算机为例，当中的中央处理器的运行速度愈快，所耗散的热量便愈多，为免计算机系统过热而受损，有关系统必须加强温度过高保护功能。 传统的温度采集电路相当复杂，需要经过温度采集、信号放大、滤波、AD转换等一系列工作才能得到温度的数字量，并且这种方式不仅电路复杂，元器件个数多，而且线性度和准确度都不理想，抗干扰能力弱。现在常用的温度传感器芯片不但功率消耗低、准确率高，而且比传统的温度传感器有更好的线性表现，最重要的一点是使用起来方便。 自动控制仪器仪表总的发展趋势是高性能、数字化、集成化、智能化和网络化。智能温度控制系统的设计是为了满足市场对成本低、性能稳定、可远程监测、控制现场温度的需求而做的课题，具有较为广阔的市场前景。 本系统的核心控制芯片选用的是51系列单片机AT89S52，单片机在各个技术领域中的迅猛发展，与单片机所构成的计算机应用系统的特点有关： · 单片机构成的应用系统有较大的可靠性。 · 系统构建简洁、易行，能方便的实现系统功能。 · 由于构成的系统是一个计算机系统，相当多的功能由软件实现，故具有柔性特点。· 有优异的性能价格比。2 系统总体设计 2.1硬件总体设计 设计并制作一个基于单片机的热水器温度控制系统的电路，其结构框图如图2-1 图 2－1 系统结构框图2.1.1硬件系统子模块 (1) 单片机最小系统电路部分 (2) 键盘扫描电路部分 (3) 数码管温度显示和运行指示灯电路部分 (4) 温度采集电路部分 (5) 继电器控制部分 (6) 报警部分 2.2 软件总体设计 良好的设计方案可以减少软件设计的工作量，提高软件的通用性，扩展性和可读性。 本系统的设计方案和步骤如下(1) 根据需求按照系统的功能要求，逐级划分模块。 (2) 明确各模块之间的数据流传递关系，力求数据传递少，以增强各模块的独立性，便于软件编制和调试。 (3) 确定软件开发环境，选择设计语言，完成模块功能设计，并分别调试通过。 (4) 按照开发式软件设计结构，将各模块有机的结合起来，即成一个较完善的系统。 首先接通电源系统开始工作，系统开始工作后，通过按键设定温度值的上限值和下限值，确定按键将设定的温度值存储到指定的地址空间，温度传感器开始实时检测，调用显示子程序显示检测结果，调用比较当前显示温度值与开始设定的温度值比较，如果当前显示值低于设定值就通过继电器起