毕业设计（论文）-基于单片机的水温控制器的设计精选.doc

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。本系统硬件电路设计主要包括部分键盘电路数码管及指示灯显示电路温度采集电路电源电路报警电路设计报警电路设计加热管控制电路设计关键词： 单片机，数码管显示，单总线，DS18B20 目 录 摘 要 I 目 录 II 第一章 系统总体设计 1 第二章 硬件系统设计 4 2.1单片机最小系统电路 4 2.2 键盘电路 5 2.3 数码管及指示灯显示电路 6 2.4 温度采集电路 7 2.5 电源电路 11 2.6报警电路设计 12 2.7加热管控制电路设计 12 第三章 软件系统设计 14 3.1主程序流程图 14 3.2各个模块的流程图 15 3.2.1读取温度DS18B20模块的流程 15 3.2.2键盘扫描处理流程 18 3.2.3报警处理流程 19 第四章 总 结 20 参考文献 21 附录A 系统源程序 22 附录B 系统硬件总图 31 第一章 系统总体设计 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、A/D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。单片机之所以在各个技术领域中能得到迅猛发展，这与单片机所构成的计算机应用系统的特点是密不可分的，其主要优点如下： （1）单片机构成的应用系统有较大的可靠性。 （2）系统构建简洁、易行，能方便的实现系统功能。 （3）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。 （4）有优异的性能价格比。 本设计是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1.1 系统结构框图 Figur1.1 The block diagram of system 其硬件模块如下： （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。 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动加热装置，直到达到设定值停止加热，之后进行保温，如果温度高于上限进行报警。第二章 硬件系统设计 本次设计主要思路是通过对单片机编程将由温度传感器DS18B20采集的温度外加驱动电路显示出来，包括对继电器的控制，进行升温，当温度达到上下限蜂鸣器进行报警。P1.0开关按钮是用于确认设定温度的，初始按下表示开始进入温度设定状态，然后通过P1.2和P1.4设置温度的升降，按下P1.