水溫水位控制系統(tǒng)

1、 韶 關(guān) 學(xué) 院課程設(shè)計(jì)說明書（論文）課程設(shè)計(jì)題目：微機(jī)原理課程綜合設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的水溫水位控制系統(tǒng)學(xué)生姓名：馮俊杰學(xué) 號：11101102009同組姓名：吳建國 張樊 張俞 侯云明 院 系：物理與機(jī)電工程學(xué)院自動(dòng)化系專業(yè)班級：自動(dòng)化2011級本科2班 指導(dǎo)教師姓名及職稱： 起止時(shí)間： 2014年 2月 28日 2014年 5月 31日 課程設(shè)計(jì)評分： 摘    要  為了實(shí)現(xiàn)高精度的水溫水位控制，本文介紹了一種以AT89C52單片機(jī)為控制核心、以一種新型的可編程溫度傳感器（DS18B20）為溫度采集器件來實(shí)現(xiàn)水溫水位控制系統(tǒng)。文章著重介紹核心

2、器件的選擇、各部分電路及軟件的設(shè)計(jì)。AT89C52單片機(jī)完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的性能和強(qiáng)大的中斷處理能力，決定了該控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡單、程序簡短、系統(tǒng)可靠性高等。水位以AT89C52單片機(jī)檢測缺水溢流，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，溫度檢測采用新型的可編程溫度傳感器（DS18B20），不需要復(fù)雜的信號調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換電路，能直接與單片機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集和處理，采用LCD1602液晶實(shí)時(shí)顯示溫度值，實(shí)現(xiàn)方便、簡單。本系統(tǒng)根據(jù)不同需要可用于各種場合。 【關(guān)鍵詞】單片機(jī)   DS18B20  LCD1602  控制Abstrac

3、t    In order to realize high precision temperature level control, this paper introduces an AT89C52 as control core, with a new type of programmable temperature 

4、;sensor (DS18B20) for temperature gathering device to achieve water level control system. This article mainly introduces the selection, the core component parts circuit and softwar

5、e design. AT89C51 perfect internal structure, excellent performance and powerful interrupt handling ability, decided the control system has the characteristic of simple structure, proce

6、dures, circuit short, system reliability higher. Water shortage by AT89C51 detection, the realization of automatic control, overflow temperature detection using new programmable temperature&

7、#160;sensor (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit and A/D circuit, can work directly with the single-chip commputer completes data collection and processi

8、ng, the temperature LCD1602 LCD display, realize the convenient and simple. This system can be used according to different requirements  on various occasions.   【Keywords

9、】microcontroller   DS18B20    LCD1602    control目錄1.緒論12.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)13. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)23.1 LCD1602液晶顯示電路23.2水位監(jiān)測電路23.3輸出驅(qū)動(dòng)電路33.4鍵盤電路43.5指示燈與蜂鳴報(bào)警電路44. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)54.1主流程圖54.2自檢程序設(shè)計(jì)框圖如圖：54.3自動(dòng)上水程序框圖如圖：65. 系統(tǒng)組裝和調(diào)試75.1 系統(tǒng)組裝75.2 硬件調(diào)試75.3 軟件調(diào)試76. 總結(jié)與展望7參考文獻(xiàn)7附錄81 作品原理圖8

10、2 作品PCB圖83 作品實(shí)物圖94 答辯演示文檔9水溫水位控制系統(tǒng)專業(yè)班級：自動(dòng)化2班學(xué)生姓名：馮俊杰指導(dǎo)教師：韓竺秦 講師1.緒論 溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應(yīng)用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高 本文主要介紹以單片機(jī)控制溫度的系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程，其中涉及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、元器件的選取、程序的調(diào)試和系統(tǒng)參數(shù)的整定。在系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)選取了AT89C52芯片作為該控制系統(tǒng)的核心，溫度信號由新型的可編程溫度傳感器（DS18B20）提供。通過軟件實(shí)現(xiàn)對水溫的控制，使用繼電器作執(zhí)行部件對水位的自動(dòng)控制。系統(tǒng)控制對象為水箱。實(shí)現(xiàn)水溫可以在一定范圍內(nèi)由人工設(shè)定，并能在環(huán)境溫度降低時(shí)

11、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，以保持設(shè)定的溫度基本不變,具有較好的快速性與較小的超調(diào)。2.系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 圖為程序流程圖，系統(tǒng)工作時(shí)先檢測水位和溫度值，與給定值比較，符合要求時(shí)轉(zhuǎn)換并顯示。不符合時(shí)報(bào)警，并對水位和溫度進(jìn)行調(diào)控。3. 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 LCD1602液晶顯示電路 將L1602的RS端和P2.0，R/W端和P2.1, E 端和P2.2相連，當(dāng)RS=0時(shí)，對LCD1602寫入指令；當(dāng)RS=1時(shí)，對LCD1602寫入數(shù)據(jù)。當(dāng)R/W端接高電平時(shí)芯片處于讀數(shù)據(jù)狀態(tài)，反之處于寫數(shù)據(jù)狀態(tài)，E端為使能信號端。當(dāng)R/W為高電平,E端也為高電平，RS為低電平時(shí)，液晶顯示屏顯示需要顯示的示數(shù)。圖為

12、1602液晶顯示屏與單片機(jī)的硬件連接圖。3.2水位監(jiān)測電路 （1）當(dāng)水位上升，達(dá)到上限時(shí)，因水導(dǎo)電，2、3線連通+5V。b、c均為“1”，1號電機(jī)工作，關(guān)閉水閥不再供水；  （2）當(dāng)水位降到下限時(shí)，B、C棒都不能與A棒導(dǎo)電。 b、c均為“0”，1號電機(jī)工作，打開水閥，給水箱供水；  （3）當(dāng)水位處于上下限之間時(shí)，B與A棒導(dǎo)通。 b為“1”， c為“0”，維持原有的工作狀態(tài)。如果設(shè)定溫度比當(dāng)前溫度低的時(shí)候，需要降溫處理，那么有1號電機(jī)和2號電機(jī)同時(shí)工作，打開水閥，冷水在水箱中流動(dòng)，等到設(shè)定溫度等于當(dāng)前溫度時(shí)，兩個(gè)電機(jī)分別關(guān)閉水閥。以達(dá)到降溫的目的

13、。 上下限水位信號由P1.0和P1.1輸入，這2個(gè)信號共有4種組合狀態(tài)：3.3輸出驅(qū)動(dòng)電路3.4鍵盤電路3.5指示燈與蜂鳴報(bào)警電路 當(dāng)指示燈D5亮?xí)r，水位低于下限，加水。當(dāng)指示燈D4亮?xí)r，水位達(dá)到要求位置。當(dāng)指示燈D3亮?xí)r，水位高于上限。指示燈D和蜂鳴器通過一個(gè)三極管來驅(qū)動(dòng)，這里選用90124. 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1主流程圖程序按照模塊化設(shè)計(jì)，所有功能都可通過調(diào)用子程序完成，主程序較簡單，流程圖如圖所示。4.2自檢程序設(shè)計(jì)框圖如圖：為了保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)后，即單片機(jī)上電復(fù)位開始運(yùn)行后，需要對硬件各部分進(jìn)行自動(dòng)檢查，如果正常，系統(tǒng)就可以繼續(xù)往下執(zhí)行，如果不正常就必須出錯(cuò)報(bào)警，

14、以便人工修正，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行作好準(zhǔn)備。硬件電路只需要通過讀出DS18B20檢測到的溫度即可表明，通常情況下DS18B20如果燒壞后，讀出的溫度一般為85度，如果線路的損壞，則程序不能往下執(zhí)行，同時(shí)顯示部分報(bào)錯(cuò)，報(bào)警系統(tǒng)響應(yīng)。4.3自動(dòng)上水程序框圖如圖：當(dāng)系統(tǒng)開機(jī)時(shí)須檢查容器中的水位是否低于最低水位5. 系統(tǒng)組裝和調(diào)試5.1 系統(tǒng)組裝硬件主要分為溫度采集電路，水位采集電路，5.2 硬件調(diào)試 在斷電狀態(tài)下，用萬用表檢測電源和地線有沒有短路。如果沒有短路，可以撥動(dòng)開關(guān)上電，檢測5V穩(wěn)壓芯片有沒有正常輸出5V電壓。在程序運(yùn)行時(shí)，按下復(fù)位鍵，觀察程序能否重新執(zhí)行。5.3 軟件調(diào)試程序調(diào)試的方法首先要在

15、Proteus仿真軟件里進(jìn)行仿真，每個(gè)子程序都要先獨(dú)立仿真，如果每個(gè)子程序都沒有問題，就可以將子程序加入到主程序里。整套程序融合后再進(jìn)行整體仿真，觀察每個(gè)模塊是否正常工作。6. 總結(jié)與展望本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心部件的控制系統(tǒng)，利用軟件編程，最終基本實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求。 在當(dāng)今越來越趨向于自動(dòng)化的社會(huì)，該系統(tǒng)的可用性及簡易性更能取得廣泛的應(yīng)用。通過這次實(shí)訓(xùn)使我從中學(xué)到了許多東西，了解到在電子制作方面的很多經(jīng)驗(yàn)。本系統(tǒng)還有很多不足，例如用導(dǎo)線測水位不夠靈敏，水位達(dá)到要求時(shí)很容易沒反應(yīng)，有待改進(jìn)，我們以后要找到更好的辦法。自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作實(shí)踐中不斷學(xué)習(xí)，努力使自己能在以后做出更好的作品。參考文獻(xiàn)1 常健生檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199010-302 航慈單片機(jī)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M北京：航空航天大學(xué)出版社，1997：108-1193 何立民單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)M北京：北京航天航空大學(xué)出版社，2004：47-804 胡漢才單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M北京：清華大學(xué)出版社，1996：50-685 江宏，李良玉Protel 電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：15-306 金炯泰如何使用KEIL8051C編譯器M北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20028-287 李珍，付植桐單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)北京：清華大學(xué)出版社，2004：