多功能饮水机的硬件设计毕设论文.doc

摘? 要 随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。过去经常采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，现在相当大一部分可以用单片机予以实现，传统的电路设计方法已演变成软件和硬件相结合的设计方法。在实际应用中，单片机经常要与各种传感器相结合组成一定的应用系统，以实现系统的自动检测与控制。 本文所设计的智能饮水机就是单片机结合传感器的一个简单应用。该系统设计综合单片机以及电子技术理论，从生活实际出发，完善了饮水机的功能。设计方案中，主要采用数字温度传感器DS18B20组成测温系统作为检测单元，并运用了AT89C52作为主机单元、 X5045EEPROM作为存储单元、HD7279芯片来管理键盘和显示器。整个设计系统实现三个功能，即加热、对温度上下限的控制和定时加热。与传统的饮水机相比，由于采用了自动检测和控制的电子设计技术，可较好地实现对水温的测量和控制，具有较广泛的应用前景。关键词： 温度采集，89C52，X5045，HD7279. 目录 摘? 要 I Abstract II 第1章 绪 论 1 1.1引言 1 1.2 研究的目的与意义 1 1.3 本次设计的工作 2 第2章 总体设计 3 2.1 设计任务 3 2.2系统结构设计 3 2.2.1电路原理和器件选择 3 2.2.2系统框图及说明 4 第3章 硬件设计 6 3.1 主板设计 6 3.1.1主机单元 6 3.1.2 存储单元 7 3.1.3 人机接口单元 9 3.2 副板设计 14 3.2.1 温度采集单元 14 3.2.2 时钟单元 15 3.3 控制单元 17 3.4 原理图的绘制设计 17 第4章 软件设计 19 4.1 主程序设计 19 4.1.1 主程序和中断程序流程图 19 4.1.2 变量和常量说明 20 4.2 人机接口单元软件设计 22 4.2.1 键处理程序流程图及说明 22 4.2.2 变量和常量说明 23 4.2.3 各按键功能及其子程序说明 24 4.3 DS1302的软件设计 24 4.4 DS18B20的软件设计 25 第5章 系统的调试和问题总结 28 5.1 系统硬件调试 28 5.2 系统软件调试 28 结束语 30 致 谢 31 参考文献 32 附录一 系统原理图 33 附录二 系统PCB图 35 附录三 元件列表 36  第1章 绪 论 1.1引言 信息技术快速发展的今天，单片机技术的贡献是不可缺少的。生产中使用的智能仪表、分布式控制系统总线、智能家电和智能办公设备都可以见到单片机的身影。日常生活中使用的电子产品如MP3、手机、智能洗衣机、智能饮水机等都是以单片机为核心的。本文所设计的多功能饮水机就是单片机结合传感器的一个简单应用。 1.2 研究的目的与意义 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛, 在很多电子产品中也用到了温度检测和温度控制。 目前广泛使用的饮水机，具有价格低廉，制造简便等优点。但是随着用户长时间使用，这些饮水机功能单一、能耗较大、长时间饮用饮水机的水对健康不利等缺点逐渐暴露出来。 传统的饮水机的局限性一般体现在以下几个方面：第一,功能相对简单。只有简单的温度控制，而且用户还不能自己根据自己的喜好设定温控参数。第二,能耗较大。在没有人使用的时候饮水机也处在开机状态无疑会造成能源的大量浪费，在能源紧缺的今天这个方面亟待解决。第三, 长期饮用饮水机里的水会对健康不利。由于广泛使用的饮水机烧水不能完全沸腾，长期饮用这种水会对身体造成较大的伤害。 本此设计的基于AT89C52的多功能饮水机, 采用DS18B20实现温度采集，经过HD7279管理的LED显示, 读数直观、准确。并且程序存储器E2PROM采用了, 可以很容易的实现软件升级, 从软件方面提高仪器精度。同时可以对加热实现基本的控制，从而防止了“千滚水”对身体造成的伤害，满足生活的需求[2]。 1.3 本次设计的工作 (1)查阅大量的国内外有关方面的文献资料，剖析了一些的实际产品，并吸取同类产品的优点(2)根据的发展趋势和现有的设计条件，提出了的整体方案和技术要求。 (3)完成了系统硬件部分选型、设计和制作，并进行了调试。 [3]。 2.2系统结构设计 2.2.1电路原理和器件选择 主机单元由AT89C52单片机和相关的存储器组成，是仪表的核心。关键部分期间名称及其在电路中的主要功能如下： （1）AT89C52:完成监控系统数据采集过程、采集方式和报警过程的控制。是整个系统的核心处理器，单片机首先把通过传感器测到的现场温