《基于-单片机水温水位控制系统设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于-单片机水温水位控制系统设计（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 基于单片机的水温水位控制系统设计 摘 要 伴随着科技的发展 各种智能化数字化的控制系统已较为普遍 而热水器 锅炉等 装置的广泛使用也相继产生了其配套的控制系统并不断地完善 然而 目前市场上的大 部分对于水温水位的控制电路性能并不是很好 因此此次设计了一种性能较好 且操作 简单的水温水位控制系统以满足于当今的需求 该系统的主控芯片为 AT89C52 单片机 以 DS18B20 温度传感器作为温度采集 利用压力传感器采集液位 并配备了独立键盘 LCD 液晶显示器和报警系统组成外围电路 该系统能够较为准确地测量水位水温 并设置 水温与水位的范围 若水温或水位在设定的范围之外 则自行控制通过对继电器
2、的控制 调整水温与水位直到满足要求 通过软硬件调试完成以上功能 本次设计的控制系统是以单片机作为其主控芯片 因此是一种数字化的控制方式 通过传感器配合以模数转换器将水位水温信号转换为数字信号并通过单片机处理从而完 成对水位水温的自动控制 利用数字式的温度传感器大幅度的提高了温度测量的精度 并且由于以单片机为控制芯片 可以通过编程方便地扩展其功能 能够满足不同的需求 因而具有巨大的现实意义 关键词 单片机 DS18B20 水温水位控制 Water Temperature Level Control System Based on SCM Abstract With the development
3、 of science and technology all kinds of intelligent digital control system has been more common and water heater the widespread use of the device such as boiler followed produced its form a complete set of control system and constantly improve On the market at present however for most of the water t
4、emperature of water level control circuit performance is not very good Therefore this design a good performance and simple operation of the water level control system to meet today s requirements the system of the main control chip as the AT89C52 single chip microcomputer and the DS18B20 temperature
5、 sensor as temperature sampling the use of pressure sensor level and equipped with independent keyboard LCD liquid crystal display and alarm system of the peripheral circuit Measure water temperature the system can accurately and set the range of water temperature and water level water temperature o
6、r water level is outside the scope of setting itself through control of the relay control to adjust water temperature and water level until they meet the requirements The above function through the software and hardware debugging The design of control system based on single chip microcomputer as its
7、 main control chip so it is a kind of digital control mode through the sensor to cooperate to AD converter converts water temperature signal to digital signal by single chip to complete the automatic control of the water temperature using digital temperature sensor greatly enhances the precision of
8、temperature measurement and because the with the single chip processor as the control chip and can be programmed easily extend its function can satisfy the different demand and thus has great practical significance Keywords singlechip water level s examination water temperature s examination 目目 录录 摘
9、 要 I Abstract II 第 1 章 绪论 1 1 1 选题的意义 1 1 2 水温水位的控制现状 1 1 3 课题任务 2 第 2 章 系统设计方案 3 2 1 设计原理 3 2 1 1 系统原理 3 2 1 2 子系统工作原理 3 2 2 设计方案 4 2 2 1 系统设计方案的选择 4 2 2 2 各部件控制系统方案 5 第 3 章 系统硬件设计 7 3 1 系统总体设计 7 3 2 各单元电路设计 8 3 2 1 控制单元设计 8 3 2 2 显示单元设计 11 3 2 3 检测单元设计 14 第 4 章 系统软件设计 21 4 1 主程序设计 21 4 2 子程序设计 21
10、4 2 1 温度采集 21 4 2 2 控制按键设计 22 4 2 3 读温度 23 第 5 章 系统调试 24 5 1 软件调试 24 5 1 1 Proteus 仿真 24 5 1 2 软件调试过程 24 5 2 仿真结果 24 总结 27 参考文献 28 第 1 章 绪论 1 1 选题的意义 电子技术日益发展兴盛 大规模集成电路和数字电路现已得到广泛的应用 这种技 术的普遍应用 也使得整个社会迅速发展起来 科学研究在微型计算机中功能的不断强 化 可编程控制器这一领域也将对现代工业测控有巨大的意义 其中水位和温度控制在 快节奏的现代社会中也显得尤为重要 如今自动控制技术发展迅猛 各种智能控
11、制设备不胜枚举 在早期水位和温度控制 集中应用于大型工厂中 而在现代社会 不仅是工业设计 工程建设这些大项目中 而 且人们的日常生活也需要实现水位与温度的有效合理控制 例如在大量集中需要锅炉用 水的地方 掌握锅炉内的水位和温度 是确保系统的正常运行的必要条件 因此 水温 水位控制在人们生活中有着极其重要的意义 如今技术发展成熟 各种电器种类繁杂 虽各有千秋 但其主要的智能化技术还是体现在水位和温度的控制上 早期通过模拟电路实现的水位和温度参数控制上存在很多弊端 如电路复杂 成本 较高 可靠性低 易受环境影响 扩展功能差等缺点 相比之下 如今数字控制对这一 现状有了明显的改善 特别是传感器的发展
12、与应用 使得这一技术的准确度也明显提高 研究基于单片机的水温水位控制系统 这符合现代技术的发展方向 最重要的是系 统可靠性较高 而且对于单片机和传感器技术应用 也有了更新更全面准确的认知 1 2 水温水位的控制现状 智能化设备随着社会的发展应用愈加广泛 其功能不断地强大 各种需要控制其水 位与水温的装置也不断地被完善 切技术也已慢慢的成熟 各自水位水温控制的产品类 型也随着技术的革新不断地趋于成熟 热水器的类型也由单一的燃气式发展到如今的电 加热式或以新型能源为燃料的加热器如空气源或太阳能式 目前市场上的水温水位控制装置要么功率较大 像连续水流式的电热水器 普通的 民用供电线路不能承受 要么精
13、度和可靠性都不高 像储水式的热水器 因此其还是有 一定的发展空间 未来的发展趋势应该遵循以下几个方面 节能化 无论何时 节能减排都是衡量一个电器设备的很重要的一个因素 只有 低功耗 高效率的设备才有存在的空间 智能化 随着科技的发展 社会已进入智能化的 设备的智能化技术是如今普遍 的需求 安全稳定性 由于热水器功率较大 且是生活 工业领域中重要的装置 当发生 故障时 很可能造成巨大的影响 甚至当设计不当是 已发生火灾 危机人生安全 所 以其有一个良好的安全稳定性是必然的要求 因此对其控制也有这一定特殊的要求 例 如高温报警 自动切断电源 放置干烧等等 1 3 课题任务 基于单片机设计一个水位
14、水温的自动控制系统 该系统以单片机主控芯片 再配 备一定的外围电路 能够实现对水位 水温的检测与显示 并可以自行设定其的范围 并可根据当前信息自动调节水位 水温满足要求 当系统工作不正常时 并发出报警信 号 从而可切换至手动调节 保证系统安全 第 2 章 系统设计方案 2 1 设计原理 2 1 1 系统原理 水温和水位分别是由热敏传感器和水位传感器检测 并通过一定的处理并显示出来 由当前水位情况控制是否给水从而控制水位 当水位很低时 即表明处于缺水状态 使蜂鸣器报警 上水继电器开始工作 并点亮进水指示灯 给热水器容器上水 直到水 位上升到设定水位后 关闭上水继电器停止上水 点亮停止进水指示灯
15、并停止蜂鸣器 报警 由当前水温控制加热器与冷却泵的工作情况 当水温低于温度下限时 加热器开始 工作 当水温达到设定的温度时加热器停止工作 当水温高于水温上限时 冷水泵开始 工作 直到温度到达设定的温度 此系统是水温水位综合控制系统 系统框图如 2 1 所示 设计过程是分模块实现并 设计调试 最后再进行综合实现 以下就从分别说明各模块的工作原理 单 片 机 复位电路 按键电路 报警电路 时钟振荡 加水装置 温度传感器 水位传感器 LCD 显示 蜂鸣器报警 图 2 1 系统原理图 2 1 2 子系统工作原理 1 温度控制系统 本系统的采用 DS18B20 作为温度传感器 它是一种数字单线制的传感器
16、 即数值信 息用一个引脚输出 将采样的数字温度值送入单片机的 P3 3 口处理 利用所采到当前温 度值进行水温的控制 通过按键设定水温值 当水温高于设定的温度上限或者低于下限后 蜂鸣器报警 并控制继电器的工作状态从而保持水温度在所设定的范围内 本控制系统再一个程序处理周期内采集热水器内的水温并将温度值通过液晶显示器 显示 2 水位控制系统 在水位控制系统中 利用水位传感器 将水位信息转换为电压信号 由于处于不同水 位检测到的电位值不同 通过数模转换器 AD0832 将监测到的水位信息转化成数字量送到 单片机的 P3 7 口进行处理 当检测到的水位值低于设定下限时 开启水位控制继电器通 过水泵上水 当水位达到设定值时 关闭水位控制继电器 3 报警系统 报警系统是采用蜂鸣器 由于蜂鸣器容易驱动 且声音宏亮 当水位水温超过在设 定的范围之外时发出报警信号 以便及时掌握水温水位控制系统的工作状况 当自动控 制系统发生问题时 既可以通过人工辅助处理 即可以提高系统的容错率 当系统故障 时仍可保障系统正常运行 2 2 设计方案 2 2 1 系统设计方案的选择 方案一 根据笨系统的需求 其核心控制的
