毕业设计---饮水机水温控制系统设计.doc

饮水机水温控制系统设计 学 生 姓 名： 学 号： 3091231329 专 业 班 级： 09电子信息工程技术（3）班 指 导 教 师： 摘　要 温度是表征物体冷却程度的物理量，也是一种最基本的环境参数。在农工业生产及日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着极其重要的地位。目前以DS18B20 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量，与单片机接口电路结构简单，广泛使用于距离远、节点分布多的场合，具有较强的推广应用价值。 饮水机温度控制，也就是要符合人们需求的生活用水，先要把水烧开，然后使水温保持一定的温度，方便人们饮用。本文介绍了DS18B20型数组温度传感器内部结构以及工作时序，并提出了以DS18B20和AT89C51为主要器件设计的数字温度计审计方案，时间证明该数字温度计的测温范围为－50到＋110°精度误差在0.以内，具有测温精度高，控制性能良好等特点。饮水机温控系统是以单片机（AT89C51）为核心，使用DS18B20对温度采进行采集、并且控制加热管进行加热，从而达到对温度的控制，然后使用LED数码管显示。 关键词：单片机AT89C51；；温度采集芯片DS18B20； 目录 摘 要 I 第一章 绪论 1 1.1 题目来源及意义 1 1.2 设计任务 1 第二章 硬件电路设计 3 2.1 系统硬件设计总体框架 3 2.2 AT89C51介绍 3 2.3 测温模块 7 2.3.1 DS18B20介绍 7 2.3.2 DS18B20与AT89C51的连接 9 2.4 显示模块 10 2.4.1 LED介绍 10 2.4.2 LED动态显示原理及与单片机的连接 12 2.5 按键模块 13 2.6 电源模块 14 2.6.1 系统供电整体框架 14 2.6.2 稳压电路的设计 14 2.7 PWM控制模块 15 2.8 扩展电路 17 第三章 软件部分设计 18 3.1 系统整体结构流程 18 3.2 测温部分结构流程 20 3.3 显示部分结构流程 23 3.4 键扫子程序结构流程 25 3.5 加一子程序流程 26 3.6 PWM控制软件实现子程序 27 结 论 28 附录一 整体设计电路图 29 附录二 程序清单 30 参考文献 36 第一章 绪论 1.1 题目来源及意义 随着电子技术的发展，特别是大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的C51系列单片机的出现，由于它具有极好的稳定性，更快和更准确的运算精度。因此，它的出现不但推动了工业的生产，也影响着人们的生活、工作和学习。 基于单片机的饮水机温度控制系统，正是顺应社会科技发展的潮流、出于方便人们更舒适的使用饮水机而设计的。它能够实时监控水温并使用数码显示，给用户以直接的视觉反馈，而且可以根据喜好设置其恒定的温度，使用简单，节约资源，更具个性化及人性化，定能得到用户的喜爱，较之传统的饮水机有更广阔的发展前景。 1.2 设计一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数，可以通过键盘或开设置水的温度的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；温度检测范围－50到＋110°，精度误差在0.5以内，当温度超过设定值时具有示警功能.。为完成以上设计目标，主要进行的工作有： 介绍系统整体结构及工作原理 对单片机、温度传感器、数码管等硬件电路模块进行调研学习 对硬件开发板进行一系列的功能测试 编写系统流程图及各个模块的子程序 系统的仿真与调试。 系统主要是由单片机最小系统，测温模块，模块，，电源模块 PWM控制模块组成。单片机是核心，单片机控制并协调各个器件，处理数据，并最终显示。 图2- 1系统框图 结合此框图，其工作流程为：首先由单片机对系统进行初始化，然后饮水机开始加热，至水沸腾，此时可以设置给出报警提示。通过按键模块设置用户希望保持的水的温度，温度传感器DS18B20实时监测水温，并把其监测水温与设定值比较，当温度偏离设定值时，单片机对PWM控制模块发出控制信号，然后执行加热或不加热的动作，保证水温始终稳定在设定值附近。整个过程，显示模块会实时显示水温。 2.2 AT89C51介绍 AT89C51是美国ATMEL公司生产的