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1、 编号 淮安信息淮安信息职业职业技技术术学院学院 毕毕业业论论文文 题 目基于单片机的水位水温控制系统基于单片机的水位水温控制系统 学生姓名刘孟孟 学 号 院 系电气工程系 专 业电气自动化 班 级 指导教师 李瑞年 顾问教师 宋指宏 二一五 年 十 月 摘 要 I 摘摘 要要 可编程控制器与单片机的出现大大提高了现代工业的自动化程度，改善了 产品的工作性能。本次设计是对水温水位控制系统的智能化改进，采用单片机 对其水温水位参数进行控制，提高了电器的工作稳定性，同时引进了数字传感 器对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，对水位的控制结构 简单，易于实现，具有很强的现实应用价值。 本
2、设计温度传感器采用 DS18B20，DS18B20 是美国 Dallas 公司生产的一线 数字式温度计芯片,现在已完全取代 DS1820。它具有结构简单，不需要外接元 件,采用一根 I/O 数据线既可以供电又可以传输数据、并可以设有用户设置温度 报警界限等特点。此次设计主控制器采用 Philips 公司生产的 P89V51RD2 单片 机，P89V51RD2 是常用的机型，功能强大，性能稳定。该产品可以广泛应用于 各种环境，例如：铁路路基温度无线采集系统、水温实时检测系统、楼宇内温 度监视系统等。 虽然是对水温水位控制系统的改进，但是这种智能化的改进方法也可以应 用到工业、生活的各个水温和水位
3、控制的环境中去，对于其他相关参数的控制 改进也具有一定的借鉴意义。此次的基于单片机的水温水位控制系统是一个改 进性的智能化产品，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在 今后将会由广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。 关键词关键词：单片机 DS18B20 水温水位控制 Abstract II Abstract The appearance of BP PLC and PLC has greatly increased the modern industrial automation and improved the work performance of th
4、e product. The design of the water temperature control system is to improve the intellectualized. A monolithic integrated circuits is to control the level of parameter and improve the stability of the electrical work, and meantime, it introduced a number of the water temperature sensor for data coll
5、ection, it also increases the control system to control the level of accuracy with a simple structure, which is easy to achieve and has great practical value. The design temperature sensors used DS18B20 which is a digital thermometer chip produced by the Dallas company and now completely replaced DS
6、1820. Its simple and doesnt need the components. Just use a piece of I/O data line can not only supply the power, but the data transmission. Moreover, it has a user setting, you can use it to set the alarm boundaries. The design of master controller used the Philips companys P89V51RD2 monolithic int
7、egrated circuits, which is the usual type. It has a powerful function and reliable performance. It can be widely used in various circumstances. Such as, railway system, the temperature of real-time testing system, the premises of the surveillance system and so on. Though it is a way to improve the w
8、ater temperature control system, the intellectualized ways of improvement can also be applied to industrial, water and the level control of the environment. For other related parameters, it also has a certain meaning using. The revivification of the water control system is an intelligent product. To
9、 its own control of high precision, stability and low cost of the advantages, in the future there will be a wide range of practical value. Whats more, its based on single ways of improvement have wide application meaning. Keywords: singlechip; water levels examination; water temperatures examination
10、 目 录 III 目目 录录 摘摘 要要 I AbstractAbstractIIII 第一章第一章 系统设计方案讨论与选择系统设计方案讨论与选择1 1.1 引 论.1 1.2 系统设计方案的选择 .1 1.3 系统总体设计方框图 .2 1.4 水位控制系统的设计方案讨论 3 1.5 水温控制系统的设计方案讨论 3 1.6 数据显示系统的设计方案讨论 4 1.7 报警系统的设计方案讨论 4 第二章第二章 系统硬件电路设计系统硬件电路设计5 2.1 单片机最小系统 5 2.1.1 时钟电路7 2.1.2 复位电路8 2.1.3 串行下载口电路8 2.1.4 串行通信接口电路图9 2.2 显示系统
11、设计 .9 2.2.1 TC1602A 简介 9 2.2.2 LCD1602 与单片机的连接图 .11 2.3 水位检测系统设计 11 2.4 水温检测系统设计 12 2.4.1 单线数字温度计 DSl8B20 介绍.12 2.4.2 温度计算.13 2.4.3 DSl820 工作过程及时序 14 2.4.4 DS18B20 与单片机的硬件连接图 .16 2.5 报警系统设计 17 2.6 继电器驱动电路设计 17 2.7 电源电路 18 目 录 IV 第三章第三章 系统软件设计系统软件设计19 3.1 系统硬件开机自检程序设计 19 3.2 系统自动上水程序设计 20 3.3 水温水位交替显
12、示流程图设计 21 3.4 系统按键程序设计 22 第四章第四章 系统调试系统调试23 4.1 硬件调试 .23 4.1.1 调试步骤 23 4.1.2 液位检测 23 4.1.3 温度检测 24 4.2 软件调试 .24 4.2.1 Proteus 仿真 24 4.2.2 软件调试过程25 4.3 系统联调 .25 结结 论论28 致致 谢谢29 参考文献参考文献30 附录附录31 第一章 系统设计方案讨论与选择 1 第一章第一章 系统设计方案讨论系统设计方案讨论与选择与选择 1.11.1 引引 论论 随着电子技术的发展，人们生活质量的提高，在现代社会中，水位和温度 控制不仅应用在工厂生产方
13、面，也体现到了生活的各个方面。酒店厂房及家庭 生活中都会见到水位和温度控制的影子，水位和温度控制将更好的服务于社会， 目前，单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域，例如生活工具的电 梯、工业生产中的现场控制仪表、数控机床等。特别是随着大规模集成电路的 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，那么可编程控制器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。尤其是用单片机控制器改造落后的设备具有性价比 高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点。 现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到水位和温度控制，早 期水位和温度
14、控制主要应用于工厂中，例如工厂中的大型锅炉，必须实时的掌 握锅炉的水位和温度，确保系统的正常运行。现行的水位和温度控制也已应用 于生活当中，如人们日常烧水用的电热水器，当水位到一定限度或温度到达所 需值时，它都会给出相应的提示以告诉人们。 因此，水温水位控制在改善人们 生活质量中起到了非常重要的作用。现在市面上的电器种类繁多，它们都需要 对其主要的水位和水温参数加以控制，实现电器水温水位控制的自动化。 早期温度和水位的参数控制时通过模拟电路实现的，这种方式不仅电路复 杂，成本高，而且误差大，系统的稳定性不好，单片机及微型计算机技术的发 展和应用有效地解决了这些缺点，特别是传感器的发展，更好的提
15、高了检测参 数的精度。 选择基于单片机的水温水位控制系统，是因为它不仅在人们生活中具有显 著的意义，更重要的是能系统地聚温度和水位参数于一身，对于更好的掌握和 认识单片机的应用和传感器的应用，系统地深刻认识自动控制的实际应用，掌 握复杂的多子系统地设计起到了很强的锻炼作用。 1.21.2 系统设计方案的选择系统设计方案的选择 本系统是为电热水器水温水位控制系统而设计的。在电热水器温控系统中, 水温和水位传感器起着举足轻重的作用。系统的分析了耐高温电容式液位传感 器分别检测水温和水位的原理,以 AT89S51 单片机为核心,实现对水温和水位、 淮安信息职业技术学院毕业设计 2 上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上 水。整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。测试结果表明，误 差小于 2%，达到设计要求。 方案：采用单片机控制，结构简单，使用方便，成本低，性能稳定，温度 误差只有 0.5 摄氏度。 1.3 系统总体设计方框图系统总体设计方框图 为实现系统的水位水温控制，根据系统的设计功能要求
