《基于51单片机的家用水流量计设计毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于51单片机的家用水流量计设计毕业设计（41页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1目录绪论 .4一、系统方案 .41、方案论证与选择 .41.1 电源模块的论证与选择 .41.2 水流量传感器模块论证与选择 .41.3 温度传感器模块论证与选择 .41.4 最小系统模块论证与选择 .51.5 显示模块论证与选择 .51.6 按键模块论证与选择 .51.7 报警部分论证与选择 .52 系统设计 .63 结构方框图 .64 理论分析与计算 .6二、系统硬件电路设计 .81. 单片机最小系统 .92. 液晶显示电路 .93. 传感器检测电路 .103.1 温度传感器模块 .103.2 水流量传感器模块电路 .104 按键控制模块 .1025 报警指示模块 .11三、单片机程序设
2、计 .111.模块软件流程图 .111.1主程序流程图 .111.2水流量传感器控制程序 .131.3温度传感器 .141.4 LCD液晶显示程序 .152.模式软件流程图 .152.1 模式一流程图 .162.2 模式二流程图 .162.3 模块控制流程图 .17四、电路调试和方法 .171 .仪器表和实验材料 .172 .检测方法 .173.调试结果，问题分析和解决问题方法 .183.1硬件系统调试 .183.2 软件系统调试 .18五、实现功能.19六、设计总结 .19致谢 .203参考文献 .204基于 51 单片机的家用水流量计设计【摘 要】：本设计作为一个家居的智能电子设备，以ST
3、C89C52RC单片机为核心器件，主要研究基于单片机的智能控制和传感器的数据采集与相应的闭环控制系统的构建，电路元件少，制作方便。单片机通过温度传感器和水流量传感器采集出相应的温度和水流量并在液晶屏幕上显示相应的数字，可以读出使用的水流量和水温，并查看出相应的价格，是一个数字化的智能水流量计。【关键词】：STC89C52RC单片机；温度传感器；水流量传感器；LCD1602【Abstract】 As a household intelligent electronic device, this design uses single chip microcomputer STC89C52 as c
4、ore component, making a primary research on that single chip microcomputer, which is a digital intelligent water meter, can gather relevant temperature and water flow and display corresponding figure on LCD screen and thus we can read water flow and temperature used, check out relevant price based o
5、n temperature sensor and water flow sensor and its advantages of intelligent controls of single chip microcomputer, data acquisition of sensor and the construction of closed loop control system. And it 5possesses few circuit components and convenient making.【Key Words】 STC89C52 ，temperature sensor，
6、water flow sensor 绪论当今由于中国经济的腾飞，落后的科技已经不能适应时代的发展，只有不断进步的科技才能推动社会的发展，智能化的家居生活让人们感到身心的放松，本设计是以单片机 STC89C52为主控芯片，用来监控不同的家电，智能水表除了可对用水量进行记录和电子显示外，还可以进行自动完成水价的计算，本设计还有一个重大的作用就是可以节约用水，水是生命之源，由于我国的人口众多，所以人均水量非常的贫乏，所以国家提倡节约用水，这款水流量计的设计非常符合中国的国情。可见研究一种低功耗、计量精确方便的水流量计十分重要，对节约水资源以及一些对水量有要求的工业的发展起到很大的支持。一、系统方案本
7、系统主要由负责整个给作品供电的电源模块，负责检测水量的水量检测模块，负责检测水温的水温检测模块，负责整个对电路进行控制的主控制芯片模块，负责对数据进行显示的显示模块，用于切换和调节的按键模块，用于超过安全值而提出警报的报警部分，下面分别讨论和论证以下各个模块的选择以及选择该方案的原因。61、方案论证与选择1.1 作品电源模块的论证与选择方案一：铅酸电池供电，优点电流大，输出稳定，缺点重量太沉，体积过大。方案二：USB 电源供电，快捷方便，电压电流恒定，方便调试和维修。方案三：太阳能电池板，绿色能源无污染，但受环境限制，电路构成复杂。方案四：利用 12V的开关电源，功率高，稳定性好，但是成本较高
8、。经比较，选择方案二，因为 USB供电，电源的电压电流恒定，既可以连接电脑，又可以连接充电器，重量轻，方便调试，又安全。1.2 水流量检测模块论证与选择方案一：LWGY-15 涡轮流量计，优点是该传感器具有结构简单、轻巧、精度高。缺点是价格昂贵，对外界电场、磁场的抗干扰能力差。方案二：自制光电对射式流量计，优点是价格便宜，程序设计方便。缺点是精度低，容易受到外接干扰。而且需要手工制作，加大作品制作的难度。方案三：USN-HE06PA 霍尔式水流量传感器，精度高，重量轻，7方波计数输出，可以直接被单片机用于计数，价格便宜，程序设计较为容易。抗干扰能力强，不易损坏。经比较，选择方案三，因为该传感器
9、电路简单，与前面的两个方案相比，综合了前两个方案的优点。而且作为实验用的设计，不需要太精密的传感器。1.3 水温检测模块论证与选择方案一：pt100 温度传感器，优点是耐高温，精度高，转换速度快。缺点是价格昂贵，输出的是电量很小的模拟信号，需要放大和 ad转换 1。方案二：dht11 数字温湿度传感器，优点是采用总线通信，数字化控制。缺点是不能防水 3。方案三：DS18B20 数字温度计，本传感器优点是采用总线通信，数字信号通信，转换精度高，速度快，而且市场上配有防水的铠装型的 DS18B20传感器 1。经比较，选择方案三，因为作品跟水打交道的，需要有防水的传感器检测水温，而且转换精度和速度都
10、有较高的要求，所以综合以上三种方案，选择方案三。1.4 主控制芯片模块论证与选择方案一：采用 FPGA/CPLD系统，该系统时钟精度高，每个 io口都可以做为双向输入输出，io 口配置灵活。但是程序设计比较复杂，芯片价格昂贵，不适合推广 2。方案二：采用台湾宏晶公司的 STC89C52RC单片机作为控制系统。8该单片机属于 8位的 MCS-51系列单片机，51 单片机是目前低端智能电子产品的主流控制芯片，在八位的单片机中发展的最快，资料齐全，应用性强，价格便宜。种类多样。方案三：采用飞利浦公司的嵌入式 ARM7芯片-LPC2131，该芯片是 32位的高级单片机，功能多样，时间快，精度高。资料比
11、较齐全。但是价格昂贵，程序设计比较复杂。方案四：采用韩国三星公司的嵌入式 ARM9芯片-S3C2440，该芯片应用领域广，可以自带操作系统，智能化水平高，编程难度大，价格昂贵。适用于高端智能电子产品。 3经比较，我们采用方案二，因为我的作品是属于低端的智能电子产品，不需要那么多的功能和接口，虽然其他方案的控制芯片性能好，但是性价比不如方案二高。再加上 51单片机经过几十年的发展，技术成熟，使用的频率很高，方便批量生产。1.5 显示器模块论证与选择方案一：若基亚 5110显示屏，是一款基于图形显示的 LCD屏，黑白色显示，无任何字库，采用串行总线接口与微控制器相连，引脚少，体积小，价格便宜。程序设计较为复杂。方案二：2.4 寸 TFT彩屏模块，可以显示彩色图片和文字，价格比较贵，视角较小，程序设计比较难。引脚比较多。方案三：8*8 点阵，LED 点阵需要行扫描和列驱动芯片，程序设计难，电路设计不方便，需要增加硬件成本。但是价格便宜，灵活性较强。nt
