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1、湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目作者学院专业学号指导教师二 年 月 日湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书 机电工程 学院 测控技术与仪器 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 卢 超 学号: 1103030106 专业: 测控技术与仪器 1 设计（论文）题目及专题： 基于单片机的水流量测试 2 学生设计（论文）时间：自 2015 年 3 月 9 日开始至 2015 年 5 月 2 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：1）相应电子元器件；2）使用工具：Proteus仿真；Protel绘制原理图等软件3）参考资料：1 胡汉才.单片机原理
2、及其接口技术M.北京清华大学出版社2003 2 邱关源.电路M.北京高等教育出版社(第四版),19994 设计（论文）应完成的主要内容：1）完成水流量测试仪总体设计；2）完成程序设计和仿真设计；3）设计原理图和完成实物图的焊接和功能调试；4）完成毕业设计说明书一份；5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：1）基于单片机的水流量测设系统实物一件；2）基于单片机的水流量测设系统的电路图；3）完成设计说明书一份；6 发题时间： 2014 年 12 月 31 日指导教师： （签名） 学 生： （签名）湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度
3、，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价指导人： （签名）年 月 日 指导人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价评阅人： （签名）年 月 日 评阅人评定成绩： 湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书共页2 设计（论文）图 纸共页3 指导人、评阅人评语共页毕业设计（论文）答辩委员
4、会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名） 答辩成绩： 总评成绩： 摘 要论文以智能家居系统中的水流量模块为课题，以水流量计传感器和数字温度传感器DS18B20实时采集水流量状态和水温的数据，并根据主控器STC89C52的程序指令处理后计算出水费价格，用液晶屏LCD1602分当前温度、水价和水流总量三种状态动态显示。另外，本课题设计了上下限报警，使查看更为直观，使用更加方便。关键词:单片机；DS18B20温度传感器；水流量传感器目 录第一章
5、总体设计9第二章 系统硬件电路的设计102.1主芯片STC89C52102.2时钟电路122.3复位电路132.4液晶显示电路142.5 温度测量电路182.6 水流量测量电路222.6 水流量测量电路232.7 报警电路242.8 继电器控制电路252.9 小结26第三章 软件系统的设计273.1 软件设计总流程273.2 温度程序模块283.3 水流量程序模块313.4 显示程序333.5 小结34第四章 系统的仿真与调试354.1 keil uvision4软件354.2 Protel 软件364.2 proteus电路仿真37第五章 实物展示40第六章 总结41参 考 文 献42致 谢
6、43附录1：总程序44第一章 总体设计当打开水龙头时，根据单片机STC89C52的指令、水流量计传感器采集水流量状态。当单片机STC89C52扫描到水流量计传感器的脉冲数，经过单片机STC89C52处理，计算出所采集的水流量后，通过液晶屏LCD1602能动态显示当前水流量。根据设计过程，可以将的本课题划分为8 个电路模块如图1 所所示：LCD 1602显示电路按键电路STC89C52水流量测量电路时钟电路温度测量电路复位电路继电器控制电路报警电路图1-1 电路总框图第二章 系统硬件电路的设计2.1主芯片STC89C522.1.1主要性能1）与MCS-52单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程F
7、lash存储器2）1000次擦写周期3）全静态操作：0Hz33Hz 4）三级加密程序存储器 5）32个可编程I/O口线6）三个16位定时器/计数器八个中断源7）全双工UART串行通道8）低功耗空闲和掉电模式 9）掉电后中断可唤醒 10）看门狗定时器11）双数据指针12）掉电标识符 2.1.2芯片功能特性简述：STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在线系统可编
8、程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K字节在系统可编程 Fl
9、ash。 图2-1 STC89C522.1.3引脚功能表2-1 STC89C52引脚介绍说明引脚功能介绍VSS电路接地端P0.0P0.78位漏极开路的双向I/O通道P2.0P2.78位拟双向I/O通道P3.0RXD，串行输入口P3.1TXD，串行输出口P3.2INT0，外部中断输入口P3.3INT1，外部中断输入口P3.4定时器/计数器外部事件脉冲输入端P3.5定时器/计数器外部事件脉冲输入端P3.6外部数据存贮器写脉冲P3.7外部数据存贮器读脉冲RST/VpD复位输入信号ALE/PROG地址锁存有效信号PSEN程序选通有效信号EA/VPP当保持TTL高电平，执行内部EPROM的指令，当使TT
10、L为低电平， 从外部程序存贮器取出所有指令，在内的EPROM编程时，此端为21编程电源输入端XTAL1内部振荡器外接晶振的一个输入端XTAL2内部振荡器外接晶振的一个输入端2.2时钟电路单片机的最小系统有三部分组成，即电源，时钟电路和复位电路。其中单片机的电源引脚与5V电源连通即可，而时钟电路和复位电路还需接口扩展，这也是单片机的基本电路操作。时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在STC89C52单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在
11、片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件(晶体振荡器和电容)，即可构成一个稳定的自激振荡器。在STC89C52芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。在单片机的XTAL1脚和XTAL2脚之间并接一个晶体振荡器就构成了内部振荡方式。STC89C52单片机内部有一个高增益的反相放大器，XTAL1为内部反相放大器的输入端，XTAL2为内部反相放大器的输出端，在其两端接上晶振后，就构成了自激振荡电路，并产生振荡脉冲，振荡电路输出的脉冲信号的频率就是晶振的固有频率。在实际应用中通常还需要在晶振的两端和地之间各并上一个小电容。图2-2 时钟电路用晶振和电容构成谐振电路。电容大小与晶振频率和工作电压有关。但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，为了提高精度，本实验板采用20pF的电容作为微调电容。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，减小分布电容，以保证振荡器振荡的稳定性。2.3复位电路复位是单片机的初始化操作，其目的是使CPU和系统中各部分处于一个确定的状态，并从这一状态开始工作。系统上电路或死机后都要
