基于单片机控制的饮水机温度控制系统
毕业论文--基于单片机饮水机温度控制系统的设计
摘要在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。
但是利用AT89C51单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
关键字：单片机饮水机水温控制传感器目录摘要 (i)目录 (ii)第1章前言 (1)第2章饮水机概况 (2)2.1 饮水机功能介绍 (2)2.2 饮水机涉水管路系统图 (3)第3章饮水机电气原理剖析 (5)3.1 电气原理图 (5)3.2饮水机电气控制走向 (6)第4章各种卡片使用及功能 (8)4.1 安装卡 (8)4.2 用户卡 (8)4.3 统计卡 (8)4.4 清洗卡 (9)第5章使用注意事项 (10)第6章单片机温度控制系统设计（一） (11)第7章单片机温度控制系统设计（二） (16)7.1 整体方案设计 (16)7.2 系统程序设计 (25)第8章结论 (31)致谢 (33)参考文献 (34)第1章前言能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，虽然本设计是节省电能角度出发，而电能又是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的截流角度出发，节省电能，保护环境。
本篇将阐述设计一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
本设计主要内容如下：（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
基于单片机饮水机温度控制系统
基于单片机的饮水机温度控制系统摘要随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本论文从硬件和软件两方面来讲述单片机的温度控制系统，主要以AT89C51单片机为核心，温度信号AD590温度传感器采集，并以数字信号的方式传送给单片机，并通过两位数码管LED显示器显示实时温度的一种数字温度。
在软件方面，采用汇编语言来进行程序设计，汇编语言指令的执行速度快，节省存储空间。
为了便于为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
系统的过程：首先,通过设置按键,设定恒温运行时的温度值，并且用数码管显示这个温度值，然后，温度传感器 AD590从周围环境的不同位置采集温度，再通过模数转换器，最后，通过单片机 AT89C51 获取采集的温度值，进一步控制报警装置和控制装置。
关键词：温度传感器模数转换器单片机控制装置报警系统AbstractAlong with the computer in the social sector penetration and MCU application is continuously thorough, and push the traditional control test on the new beneficial update. In real time detection and automatic control of the microcomputer application system, the MCU is often as a core component to use, only MCU aspects knowledge is not enough, should according to the specific hardware structure, and the specific application of the characteristics of the object software combination to be perfect.From two aspects of hardware and software to tell of the single chip microcomputer temperature control system, mainly AT89C51 as the core, temperature signal chipAD590 collection by the temperature, and the way to digital signal transfer to the single chip microcomputer, and through the four LED display shows real-time digital tube temperature of a digital temperature. In software, the assembly language for program design, assembly language instruction execution speed, save storage space. In order to facilitate the expansion and change, the software design using modular structure, make the program design logical relationship more concise and clear, make the hardware in the software under the control of the harmonious operation.The system process: first, by setting up button, set the temperature constant temperature operation, and with a digital pipe display the temperature, and then, from the surrounding environment temperature sensor AD590 different positions of the collection temperature, again through the adc, finally, through the single-chip microcomputer AT89SC51 obtain collection value and further control alarm device and refrigeration equipment.Keywords: Temperature sensor ，A/D converter ，MCU control device ，alarm system目录第1章绪论 (1)1.1课题的背景及其意义 (1)1.2课题研究的内容及要求 (6)1.3课题的研究方案图 (7)第2章理论基础 (7)2.1 AD590温度传感器 (7)2.2 ADC0809模数转换器 (9)2.3运算放大器OP07 (11)2.4单片机的发展历程 (12)2.5 AT89C51系列单片机介绍 (14)2.5.1 AT89C51系列基本组成及其功能 (14)2.5.2 AT89C51系列引脚及其功能 (15)2.5.3 AT89C51系列单片机的单元功能 (17)2.6数码显示管LED (19)第3章硬件电路图设计 (20)3.1键盘控制单元 (20)3.2温度采样部分 (22)3.3模数转换部分 (22)3.4显示部分 (23)3.5报警部分 (25)3.6控制电路部分 (26)第4章软件流程图设计 (27)4.1主程序流程图 (27)4.2 A/D转换程序流程图 (28)4.3按键流程图 (29)4.4控制子程序流图 (30)4.5显示子程序流图 (31)第5章系统调试及结论分析 (33)5.1硬件调试 (33)5.1.1硬件电路故障及解决方法 (33)5.1.2硬件调试方法 (33)5.2软件调试 (34)5.2.1软件电路故障及解决方法 (34)5.2.2软件调试方法 (35)5.3结论分析....................... 错误！未定义书签。
基于单片机饮水机温度控制系统的设计
基于单片机饮水机温度控制系统的设计单片机饮水机温度控制系统设计方案一、引言饮水机已经成为我们生活中不可或缺的小家电之一，为我们提供方便快捷的饮水服务。
而饮水机的温度控制是其中的重要功能。
本设计方案旨在通过单片机控制饮水机的温度，使其能够根据用户的需求调节水温，并实现自动加热、保温等功能。
二、硬件设计1.传感器选择为了便于测量水的温度，我们选择了数字温度传感器DS18B20。
它具有高精度、数字输出等特点，非常适合用于温度测量。
2.电子元件选择为了控制水的温度，我们需要选择合适的电子元件。
常见的选择是采用电热丝进行加热，并通过温度传感器进行反馈控制。
此外，还需要选择适配器、继电器等元件来实现电路的驱动和控制。
3.软件设计通过单片机控制电热丝的加热，需要编程来实现。
根据设计需求，我们可以通过单片机的GPIO引脚来控制继电器的开关，进而控制电热丝的加热。
同时，还需要编写程序对传感器的数据进行采集和处理，并根据用户的需求进行温度控制和显示。
三、系统设计1.硬件连接将DS18B20温度传感器与单片机的相应引脚进行连接。
通过继电器将电热丝与单片机连接，并将适配器与电热丝进行连接。
2.软件设计首先，需要编写固件程序来实现单片机的控制。
程序的主要功能包括：（1）初始化引脚和串口，设置适配器的电压和继电器的模式；（2）通过串口接收用户输入的目标温度，并根据实际需求进行处理；（3）通过DS18B20温度传感器进行温度的采集，并将采集到的数据进行处理；（4）根据用户的目标温度和实际温度来控制继电器的开关，进而控制电热丝的加热；（5）通过串口将当前温度、目标温度等信息发送给用户。
四、系统实现1.硬件实现将选定的电子元件进行连接，并根据设计需求进行调试和调整，确保电路的正常工作。
2.软件实现五、系统测试1.系统功能测试通过对系统进行温度设置和测量，验证系统是否能够准确控制水的温度，并通过串口将相关信息显示给用户。
2.系统稳定性测试将饮水机长时间运行，并进行多次温度调节和测量，观察系统的稳定性和可靠性。
基于单片机的饮水机温度控制系统的设计说明
科技师学院本科毕业设计基于单片机的饮水机温度控制系统的设计院（系、部）名称：机电科学与工程系专业名称：电气工程与其自动化学生姓名：杰学生学号： 9310080208指导教师：郭秀梅2012年 5 月 27 日科技师学院教务处制摘要随着社会的发展，温度的测量与控制变得越来越普遍，也越来越重要。
温度是生活与生产过程以与科学实验中常见的物理参数。
本文利用单片机并结合传感器技术开发设计了一个温度监控系统。
详细地讲述了基于单片机AT89C51和温度传感器DS18B20的温度控制系统的设计方案与软硬件实现方案。
该饮水机设有加热与制冷两种模式，然后根据用户对温度的需求，经温度传感器检测，由单片机发出指令使饮水机进入加热或者制冷状态。
该饮水机温度控制系统不仅包括温度显示，状态提示，而且当热水槽水量不足时还能发出报警，以免发生干烧现象。
本系统具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，本文着重介绍了该系统的方案选择和硬件设计方法。
关键字：单片机，温度控制，温度传感器，饮水机AbstractWith the development of the society,the measurement and control of the temperat ure has become more and more popular and important.The temperature is the basic and common parameter in the manufacture and life,experiments.This paper designsa temperature control system with the SCM and temperature sensor.It describesthe temperature control system based on SCM AT89C51 and temperature sensor DS18B20 in details,including software and hardware system design program.The water dispenser has two working models heating and refrigerating.Then according to the needs of the user to the temperature and after the temperature sensor detection, the SCM instruct the water dispense into the heating or refrigerating model. The temperature control system not only consists of temperature display,state prompting,but if there is no enough water in the hot water tank ,it will give an alarm in order to aviod the danger.Thetemperature control system is very convenient and simple and the paper mainly describes the methods of system seletion and the hardware design.Keywords: SCM, temperature control, temperature sensor, water dispense1 绪论11.1课题研究的目的与意义11.2课题研究现状分析11.3技术指标12总体设计22.1系统设计方案22.2系统结构框图23硬件设计33.1单片机选择33.1.1 AT89C51单片机的主要性能43.1.2 AT89C51引脚功能说明43.1.3 AT89C51最小应用系统的设计63.2温度传感器的选择73.2.1方案一应用DS18B20传感器73.2.2方案二应用AD590温度传感器113.3电源电路的选择123.3.1方案一采用串联式直流稳压电路133.3.2方案二采用三端集成稳压器133.4加热器电路的选择143.5制冷器电路的选择153.6水位探测器的选择163.7显示电路的选择163.8报警电路的选择174软件设计184.1系统主程序184.2按键处理子程序204.3温度监测子程序23结论24参考文献25致261 绪论1.1课题研究的目的与意义随着社会的发展以与节能的需求，温度的测量与控制变得越来越重要。
基于51单片机的饮水机温度控制系统设计
基于51单片机的饮水机温度控制系统设计摘要：本文设计了一款基于51单片机的饮水机温度控制系统。
该系统主要由传感器、温控模块和51单片机三个部分组成。
在该系统中，传感器主要用于对饮水机中的温度进行实时监测，温控模块则负责根据当前温度情况对加热和制冷设备进行控制，而51单片机则是整个系统的核心控制器。
在本文中，我们首先对饮水机温度控制系统进行了详细分析，并介绍了目前市面上常见的温控技术。
其次，我们详细讲解了本系统中的各个模块的具体实现方式，并通过图表对其进行了进一步说明。
在系统测试方面，我们通过实验验证了系统的稳定性以及实时性，结果表明该系统能够高效、准确地对饮水机中的温度进行控制，并满足用户的需求。
通过本文的分析实验，我们可以得出结论，基于51单片机的饮水机温度控制系统具有以下优点：模块化设计，易于维护和扩展；具有高精度、高稳定性和实时性；集成度高，系统效率高。
本系统可以应用于各种饮水机，以满足不同用户的需求。
关键词：饮水机；温度控制；51单片机；传感器；温控模块Abstract：This paper designs a temperature control system for water dispensers based on 51 MCU. The system consists of three parts: sensors, temperature control module and 51 MCU. In this system, the sensor is mainly used to real-time monitor the temperature of the water dispenser, the temperature control module is responsible for controlling the heating and cooling equipment according to the current temperature situation, and 51 MCU is the core controller of the entire system.In this paper, we first analyzed the water dispenser temperature control system in detail and introduced the common temperature control technologies on the market. Secondly, we explained in detail the specific implementation methods of various modules in this system, and further explained them through charts. In terms of system testing, we verified the stability and real-time characteristics of the system through experiments. The results show that the system can efficiently and accurately control the temperature in the water dispenser and meet the needs of users.Through the analysis and experiments in this paper, we can conclude that the temperature control system for water dispensers based on 51 MCU has the following advantages: modular design, easy maintenance and expansion; high precision, stability and real-time performance; high integration and high efficiency. This system can be applied to various water dispensers to meet the needs of different users.Keywords: water dispenser; temperature control; 51 MCU; sensor; temperature control module.。
基于单片机的饮水机温度控制系统--毕业设计
***************本科毕业论文题目：基于单片机的饮水机温度控制系统院（系、部）名称：机电工程学院专业名称：电子信息工程学生姓名： ***学生学号：**************：***2012年 4月 5 日***************教务处制学术声明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。
对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。
本学位论文的知识产权归属于河北科技师范学院。
本人签名：日期：指导教师签名：日期：摘要单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在许多电子产品中也用到了温度检测和控制，目前广泛使用的饮水机具有饮水时尚、结构简单等特点，但随着用户的长时间使用，这些饮水机功能单一能耗较大长时间使用饮水机的水对健康不利等缺点逐渐暴露出来。
因此，此课题的主要目的是设计出一个基于单片机的饮水机温度控制系统，此系统要可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以任意设置水温的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷。
温度检测范围0~95ºC，精确度-1~+1°C，当温度超过设定值时具有示警功能。
掌握好对饮水机水温的智能控制，能够在一定程度上把我们身边的水资源充分利用起来，防止了每次加热都使水沸腾，既节能又可以更好的满足人们的更高的需求。
关键词：饮水机；单片机；温度传感器AbstractSCM electronic products has become increasingly widespread, and is also used in many electronic products, temperature measurement and control. Currently widely used in drinking fountains with drinking water fashion, simple structure and so on. But with the prolonged use of these water fountains, function of single large energy consumption in the prolonged use of drinking fountains on the adverse health and other shortcomings were gradually exposed. Therefore, the main purpose of this subject is to design a microcontroller - based drinking fountains temperature control system. This system can real-time detect of water dispenser tank water temperature. This system can real-time detection of water dispenser tank water temperature , and digital display water temperature in degrees cooling or heating , you can select via the keyboard or switch , you can set the water temperature in the upper and lower limits. When the temperature within the limits set by the drinking fountains will work properly. Such as heating, When the water temperature is lower than limit, it controls heater; such as refrigeration compressor cooling, when the temperature is higher than the water temperature limit control. Temperature detection range of 0 ~ 95 ºC,accuracy of -1 to +1 ° C, has a warning function when the temperature exceeds the set value.To master the intelligent control of water dispenser water temperature, can be in to a certain degree of water around us to make full use of it.,prevent heat to boil water all every time.already energy-saving and can better satisfy people's higher demand. Keywords: drinking fountain ;SCM ;sensor.目录摘要 (II)Abstract (II)1. 前言 (V)2. 方案论证................................................................................................................. V I2.1概论................................................................................................................. V I2.1.1题目来源............................................................................................... V I2.1.2 题目任务.............................................................................................. V I2.1.3 设计分析.............................................................................................. V I2.2 系统方案设计 (VII)3. 系统硬件电路设计................................................................................................. I X3.1 单片机最小系统设计.................................................................................... I X3.1.1 单片机选择.......................................................................................... I X3.1.2时钟电路 (XII)3.1.3 复位电路 (XIII)3.2 温度采集电路设计 (XIII)3.3 A/D转换电路设计 (XV)3.3.1 A/D转换器选择 (XV)3.4 显示电路设计 (XVIII)3.5 键盘电路设计............................................................................................. X IX3.6 报警电路设计............................................................................................. X XI3.7 控制电路设计 (XXII)4. 系统软件设计 (XXIII)4.1 主程序流程图及简要说明 (XXIV)4.2 A/D转换子程序 (XXV)4.3 键盘子程序 (XXV)4.4 控制子程序 (XXVI)4.5 显示子程序 (XXVIII)5. 结论 (XXIX)6. 参考文献 (XXX)7.致谢 (XXXI)附录1：系统硬件原理图.................................................................................... X XXII 附录2：软件程序清单.. (XXXIII)1. 前言在人类的生活环境中，温度扮演着及其重要的角色。
基于单片机的饮水机温度控制系统--(2).
计算机控制技术题目：____基于单片机的饮水机温度控制__姓名：_________学号：_____专业：_______2015 年 12 月 31 日摘要随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及具体应用对象特点的软件结合，以作完善。
本论文从硬件和软件两方面来讲述单片机的温度控制系统，此系统要可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以任意设置水温的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷。
温度检测范围0~95ºC，当温度超过设定值时具有示警功能。
关键词：饮水机；单片机；温度传感器AbstractAlong with the computer in the social sector penetration and MCU application is continuously thorough, and push the traditional control test on the new beneficial upd ate. In real time detection and automatic control of the microcomputer application syst em, the MCU is often as a core component to use, only MCU aspects knowledge is no t enough, should according to the specific hardware structure, and the specific applicat ion of the characteristics of the object software combination to be perfect. the main purpose of this subject is to design a microcontroller - based drinking fountains temperature control system. This system can real-time detect of water dispenser tank water temperature. This system can real-time detection of water dispenser tank water temperature , and digital display water temperature in degrees cooling or heating , you can select via the keyboard or switch , you can set the water temperature in the upper and lower limits. When the temperature within the limits set by the drinking fountains will work properly. Such as heating, When the water temperature is lower than limit, it controls heater; such as refrigeration compressor cooling, when the temperature is higher than the water temperature limit control. Temperature detection range of 0 ~ 95 º C, accuracy of -1 to +1 ° C, has a warning function when the temperature exceeds the set value.Keywords: drinking fountain ;SCM ;sensor.目录摘要 (I)Abstract (II)2. 前言 (2)2.1概论 (3)2.1.1设计任务 (3)2.1.2 设计分析 (3)2.2 系统方案设计 (4)3. 系统硬件电路设计 (4)3.1 单片机最小系统设计 (4)3.1.1 单片机选择 (5)3.1.2时钟电路 (6)3.1.3 复位电路 (7)3.2 温度采集电路设计 (8)3.3 A/D转换电路设计 (10)3.3.1 A/D转换器选择 (10)3.4 显示电路设计 (13)3.5 键盘电路设计 (15)3.6 报警电路设计 (17)3.7 控制电路设计 (17)4. 系统软件设计 (18)4.1 主程序流程图及简要说明 (18)4.2 A/D转换子程序 (19)4.3 键盘子程序 (20)4.4 控制子程序 (22)4.5 显示子程序 (23)5. 结论 (24)附录1：系统硬件原理图 (25)附录2：软件程序清单 (26)2. 前言二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术、微型单片机技术的应用更是空前广泛，伴随着科学技术和生产的不断发展，需要对各种参数进行温度测量。
基于单片机饮水机智能控制系统(DOC)
机械工程学院毕业设计（论文）题目：基于单片机饮水机智能控制系统专业：机电技术教育班级： 113姓名：学号：指导教师：日期： 2015年6 月目录1前言 (3)1.1课题来源与背景 (3)1.1.1课题来源 (3)1.1.2课题背景 (3)1.2课题的研究意义 (3)2系统总体的设计 (4)2.1 硬件总体的设计 (4)2.1.1单片机最小系统设计 (4)2.1.2温度采集电路设计 (9)2.1.3 A/D转换电路设计 (10)2.1.4 LED显示电路设计 (12)2.1.5键盘电路设计 (14)2.1.6报警电路设计 (16)2.1.7 继电器控制电路设计 (17)2.2软件总体的设计 (17)2.2.1主程序流程图 (18)2.2.2各个模块的流程图 (19)2.2.3键盘扫描处理流程 (21)2.2.4 报警处理流程 (21)3系统调试 (22)3.1硬件电路检查 (23)3.1.1 温度采集电路检查 (23)3.1.2 A/D转换电路检查 (23)3.1.3 显示电路检查 (23)3.1.4 键盘电路检查 (23)3.1.5 报警电路检查 (23)3.2 软件调试 (24)3.3 软硬联调 (24)4总结与展望 (25)参考文献 (26)附录1系统设计程序（系统源代码） (28)附录2系统总体电路图 (35)基于单片机饮水机智能控制系统摘要：温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多电子产品中也用到了温度检测和温度控制。
本次设计的主要目的在于，设计出一个全新的智能控制系统，该系统具有温度检测、温度控制、温度报警、液面报警等功能。
关键词：单片机AT89S52、DS18B20、LED数码管显示1前言1.1课题来源与背景1.1.1课题来源在日常生活中和工业生产过程，温度控制都起着巨大的作用，温度过高或温度过低都会使水的资源失去它本该有的作用，因而使水资源严重的浪费。
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摘要饮水机是日常生活中不可缺少的家用电器，在市场上也有各种各样的饮水机供人们选择，价格从数百多的普通饮水机到上千的豪华饮水机应有尽有，在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器仔保温时，由于其简单的温度控制系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费。
基于此，研究饮水机的温度控制系统是具有很大的可行性和使用性的，而这个温度控制系统必须能实现传统饮水机的基本功能，而且要有所创新，能实现人们对不同水温的要求，而且控制温度系统的成本使之能贴切实际，打入市场。
如今，单片机控制技术十分成熟，而且功能强大，成本低，工作稳定，本设计有单片机来实现，在加入外围电路后，控制系统能实现一般以饮水机的制冷制热的功能，可以实现检测饮水机水箱的温度，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数。
创新之处在于可以通过按键输入数值设置水温上限和下限，可以满足人群对不同水温的要求，同时也节约了电能。
本设计利用AT89C51单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用C语言编程，单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上，该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的的发展前景关键字：单片机饮水机水温控制传感器目录第1章绪论 (1)1.1课题发展现状及意义 (1)1.2系统设计内容及要求 (1)第2章系统的硬件设计 (2)2.1系统工作原理与功能 (2)2.2硬件系统组成及各模块介绍 (2)2.2.1温度采集模块 (3)2.2.2时钟电路 (5)2.2.3数据保存电路 (6)2.2.4键盘接口电路 (7)2.2.5电磁继电器控制电路 (7)2.2.6显示模块 (8)第3章系统的软件设计 (9)3.1软件总体设计思路 (9)3.2主程序软件设计 (9)3.3键盘子程序软件设计 (10)3.4报警子程序软件设计 (11)3.5显示子程序软件设计 (12)第4章系统软件仿真 (14)4.1 Protues介绍 (14)4.2 Keil uVision4调试软件 (15)4.3 Proteus 的仿真步骤与结果 (17)心得体会 (20)参考文献 (21)附录 (22)第1章绪论1.1 课题发展现状及意义随着人类社会的不断进步，人类饮用水的供给方式也随其发生着变化，其过程为：河水→井水→自来水→购买桶装水→自制健康纯水。
对此已形成了“喝纯净水，用自来水”的现代饮水新观念。
我国现阶段的生活饮用水市场，实质上是桶装饮用水、自来水终端制水、管道直饮水三分天下的格局。
其中桶装水以85%的绝对优势占据着市场的主导地位，但是桶装水存在着“二次污染”问题以及假冒伪劣等现实问题。
管道分质供水在美国等发达国家的普及率为30%左右，但由于工程浩大，近年内难有大的作为。
自来水终端制水就产品来分，可以分为对自来水等进行初步过滤的净水器和各种大、中、小型的办公、家用纯水机，普及率在15%左右。
可见现在仍普遍用桶装水，但是为避免反复烧开造成的“千滚水”产生的重金属对身体的危害，因而本文设计用单片机来控制水温使其保持在一个较适合的温度，以适于用户的即时饮用。
目前饮水机的控制方式可分为普通控制型、智能感应型和微电脑控制型三类。
普通控制型饮水机其加热和制冷均自动恒温控制，是目前用户使用最多的机型，并且其价位适中一般为首选。
因而，本文在此基础上，做了一些改造使其更为人性化，比如说设置一定的保温温度使其一直处在这已设定温度左右，可供随时饮用，不必担心水温过烫的问题等。
1.2系统设计内容及要求（1）系统设计内容如下：该设计可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通液晶显示饮水机水箱水温度数，可以人为设置水的温度的保温值，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于保温温度时控制加热器加热；当温度高于水温保温温度时继电器断开停止加热。
另外，其温度检测范围为0~100℃，精度±1℃，并且有一定的时间延迟。
（2）系统的设计要求如下：1.首先根据用户对设计系统的具体要求来设计系统的总体构成。
2.模块化思想对系统硬件进行模块划分。
3.对系统硬件的各个模块在进行细化并对各个细化的具体元器件进行性能比较和型号选择第2章系统的硬件设计2.1 系统工作原理与功能(1)工作原理该系统主要通过传感器来输入数据，传感器将水温温度即室温温度等非电信号转化为电信号，再由信号处理电路，将传感器输出的电信号进行处理(放大、滤波等)，使之满足A/D 转换的要求，然后由A/D 转换电路完成将温度传感器输出的模拟信号到数字信号的转换。
CPU首先写入命令给DS18B20，然后DS18B20开始转换数据，转换后通过AT89C52来处理数据，由LCD显示屏显示实时温度与时间。
并且可以通过外中断来实现对温度的预设，由存储电路存储这一预设温度，通过继电器根据预设温度来控制加热与否。
(2)系统功能饮水机温控系统主要是控制水的温度，让用户使用起来方便。
首先，第一次加水的时候，通过单片机的控制，烧开时蜂鸣器报警，得到干净卫生的饮用水。
其次，温度恒定在设计值附近，使得用户可以随时饮用适合自己温度的饮用水。
水加热时，灯亮，当加热到设置的温度时灯灭继电器断开，当低于设置的温度1℃时开始加热直到达到设定的温度。
如此往复。
另外，该显示器除具有显示温度功能时还可以显示时间也为其一特点。
2.2硬件系统组成及各模块介绍按系统的功能设计要求，硬件电路模块包括如下部分：1.测温电路2.时钟电路3.数据保存电路4.键盘接口电路5.继电器控制模块6.显示模块如图2-1所示系统组成的结构框图。
图2-1系统结构图2.2.1温度采集模块温度采集模块功能是对外界水温进行采集，然后将信号传给单片机。
测量温度的关键是温度传感器，本文采用DS18B20进行测温，其温度值可以直接读出来，通过核心部件单片机AT89C52控制温度的读写和显示，通过LCD 进行显示。
（1） DS18B20介绍Dallas单线数字温度传感器DS18B20具有“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济等特点。
Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。
“一线总线”独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
DS18B20、DS1822“一线总线”数字化温度传感器同DS18B20一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55℃~+125℃，在-10℃~+85℃范围内,精度为±0.5℃。
DS1822的精度较差为±2℃。
现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。
其DS18B20的管脚配置和封装结构如图2-2所示[1]。
图2-2 DS18B20封装引脚定义：① DQ为数字信号输入/输出端；② GND为电源地；③ VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。
（2）DS18B20的单线（1－wire bus）系统单线总线结构是DS18B20的突出特点，也是理解和编程的难点。
从两个方面来理解单线总线：一、单线总线只定义了一个信号线，而且DS18B20智能程度较低（这点可以与微控制器和SPI器件间的通信做一个比较），所以DS18B20和处理器之间的通信必然要通过严格的时序控制来完成。
二、DS18B20的输出口是漏级开路输出，这种设计使总线上的器件在合适的时间驱动它。
总线上的器件与（wired AND）关系。
这就决定：（1）微控制器不能单方面控制总线状态。
之所以提出这点，是因为相当多的文献资料上认为，微控制器在读取总线上数据之前的I/O口的置1操作是为了给DS18B20一个发送数据的信号。
这是一个错误的观点。
如果当前DS18B20发送0，即使微控制器I/O口置1，总线状态还是0;置1操作是为了是I/O口截止（cut off），以确保微控制器正确读取数据。
（2）除了DS18B20发送0的时间段，其他时间其输出口自动截止。
自动截止是为确保：1时，在总线操作的间隙总线处于空闲状态，即高态。
2时，确保微控制器在写1的时候DS18B20可以正确读。
本设计将温度传感器DS18B20与单片机RXD 引脚相连，读取温度传感数值。
图2-3 DS18B20硬件电路图2.2.2时钟电路本文增加的一个功能为显示实时时间，为了更准确的显示时间，硬件电路设置了时钟电路模块，并且由LCD 屏显示。
本文选用DS1302做为时钟电路，DS1302的结构及工作原理:如图2-4所示DS1302的引脚排列,其中V cc1为后备电源，V CC2为主电源。
在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。
DS1302由V cc1或V cc2两者中的较大者供电。
当V cc2大于V cc1＋0.2V 时，V cc2给DS1302供电。
当V cc2小于V cc1时，DS1302由V cc1供电。
X1和X2是振荡源，外接32.768kHz 晶振。
RST 是复位/片选线，通过把RST 输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。
RST 输入有两种功能：首先，RST 接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST 提供终止单字节或多字节数据的传送手段。
当RST 为高电平时，所有的数据传送被初始化，允许对DS1302进行操作。
如果在传送过程中RST 置为低电平，则会终止此次数据传送，I/O 引脚变为高阻态。
上电运行时，在V cc ≥2.5V之前，RST 必须保持低电平。
只有在SCLK 为低电平时，才能将RST 置为高电平。
I/O 为串行数据双向输入输出端，SCLK 始终是输入端[3]。
Vcc1Vcc2SCLK I/O RSTX1X2GND 12348765图2-4 DS1302引脚图本文中RST、SCLK和I/O口分别于单片机的P1.5,P1.6和P1.7口相连。
图2-5为时钟电路硬件部分：图2-5时钟电路硬件电路图2.2.3数据保存电路本文数据保存电路根据系统的要求，即保存设定的温度以与实际温度比较来控制继电器开合状态，因而采用24C04A，其内存为4K。
数据保存电路如图2-6所示：本设计采用24C04A保存电路SCK和SDA引脚分别接单片机P2.4和P2.5引脚。
图2-6数据保存硬件电路图数据保存电路功能就是数据通过单片机的数据口被单片机接收后单片机再通过串口发给计算机，在计算机中用串口调试工具就可以收到单片机发出数据2.2.4键盘接口电路常用的键盘接口电路有独立式按键接口和矩阵式按键接口，根据本设计的功能要求采用独立式按键接口。
本设计键盘接口很简单，五个开关分别直接与单片机引脚P1.0--P1.4相连，P1.0与PI.1是读和写命令，P1.2与P1.3负责写入的温度的十位与个位，P1.4引脚负责“开始”命令。