【方案】基于单片机饮水机温度控制系统的设计.doc
基于单片机的饮水机温度控制系统设计
摘要本文介绍了单片机应用于电加热饮水机的一种设计方法，该电加热饮水机具有自动化程度高、安全性好、功能多、使用方便、功率小、加热快、可靠性高等特点。
并详细地论述了以单片机为处理器的电加热饮水机的硬件、软件设计、系统编程和抗干扰设计等方面的问题。
本系统以ATMEL公司的AT89C51单片机为核心，由DS18B20、信号处理电路、键盘控制电路、LED显示电路、输出控制电路等构成。
主要包含的程序有：主程序、显示子程序、PID控制子程序等。
同时，在软、硬设计时均采取了有效的抗干扰措施。
关键词：AT89C51；DS18B20；PID控制。
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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与应用
基于单⽚机的饮⽔机温度控制系统的设计与应⽤江苏财经职业技术学院综合毕业实践说明书（论⽂）标题：基于单⽚机的饮⽔机温度控制系统的设计与应⽤系别：机械与电⼦⼯程系专业：⽣产与成本管理学号：1011204119姓名：任胜强指导教师：刘玲年⽉⽇摘要介绍饮⽔机的温度控制系统。
该系统基于单⽚机进⾏编程实现饮⽔机的智能温度控制，在饮⽔机保温时候采⽤双位调节的⽅式进⾏温度控制，控制精度为正负⼆摄⽒度左右，采⽤该温控系统可以使得饮⽔机在插电使⽤中不产⽣“千滚⽔”。
保温的温度、时间和预加热时间可以根据使⽤习惯进⾏设定，⽇常使⽤更加贴⼼。
关键词：单⽚机；温度控制；减少功耗；健康安全⽬录摘要 (1)⽬录 (2)第⼀章绪论 (3)1.1引⾔ (3)1.2课题意义 (3)1.3此次设计的主要内容 (4)第⼆章硬件的电路设计及原理 (4)2.1硬件电路设计 (4)2.2 测温电路 (5)2.3 时钟电路 (7)2.4饮⽔机监控电路 (9)2.5⽔量检测电路 (9)2.6数据保存接⼝电路 (11)2.7 饮⽔机彩屏显⽰模块 (11)2.8彩⾊屏幕显⽰的原理及汉字字模的获取 (12)2.9即热式饮⽔机与智能饮⽔机的差异 (14)2.10即热式饮⽔机与传统饮⽔机的耗电量对⽐分析 (16)第三章软件设计 (17)3.1 主程序设计 (17)3.2 双位调节控制⼦程序 (18)3.3看门狗定时器 (20)结束语 (21)致谢 (22)参考⽂献 (23)第⼀章绪论1.1引⾔⾃改⾰开放以来，中国和世界接轨，⼈们的⽣活⽔平在不断的提⾼，思想也从原来的温饱型⽣活向享受型⽣活跟进。
进⼊⼆⼗⼀世纪后，家⽤电器⾏业形成了⼀个巨⼤的市场，且不成上升阶段。
⽽饮⽔机作为最普通的家⽤电器，不仅给我的⽣活提供了便利，还让我们的⽣活⽔平得到了提⾼。
现今市场上⼤部分饮⽤⽔机采⽤热敏电阻进⾏温度控制，饮⽔机将⽔从常温开始加热煮沸，达到⼀定的温度后温度开关断开，停⽌继续加热；随后温度慢慢降下，当温度下降到⼀定值时，温控开关闭合，饮⽤⽔机开始加热直⾄煮开沸腾，但是问题出现了，如果我们在喝完⽔之后出门做事或者忘记切断电源，就会使⽔不断地烧开，这样既会浪费能源，⽽且⽔在反复烧开的环境下容易产⽣有毒物质损害⼈的健康。
基于单片机的饮水机控制系统
济南大学泉城学院毕业设计题目基于单片机的饮水机控制系统设计学院工学院专业电气工程及其自动化班级1302班学生孙谦学号2013010875指导教师张兴达魏志轩二〇一七年五月十六日摘要目前，饮水机已经普遍进入人们的日常生活。
多数家庭使用的饮水机只有一些基本的功能，例如加热、保温、简单的指示功能等。
然而，伴随着人们物质生活质量的不断提高，对饮水机的性能要求也不断提高。
为了满足人们对饮水机的性能要求，本课题提出了一种基于单片机的饮水机控制系统，主要实现了以5℃为最小温差进行水温精确控制、实时的温度显示、防干烧报警等功能。
本设计主要包含硬件部分和软件部分。
硬件部分包含主控部分、温度采集部分、显示部分、按键输入部分以及报警部分。
软件部分以C语言为工具，结合设计功能，设计了完整的程序流程图，并完成了程序编写调试。
通过软件仿真调试以及实物制作运行调试，证明系统具有良好的饮水机控制能力且安全可靠。
为进一步的研究与应用提供了一定的数据参考依据。
关键词：AT89S52单片机；传感器；饮水机ABSTRACTAt present, drinking fountains have generally entered people's daily life. Most families use water dispensers with only basic functions such as heating, insulation, simple instructions, etc.. However, with the continuous improvement of people's quality of material life, the performance requirements of water dispensers are also increasing. In order to meet people on the performance of drinking water machine, this paper puts forward a kind of drinking water machine control system based on MCU, is realized by 5 DEG C for the minimum temperature difference for precise temperature control, real-time temperature display, prevent dry alarm function.This design mainly contains the hardware and software. The hardware part includes the main control part, the temperature acquisition part, the display part, the key input part and the alarm part. In the software part, the C language is used as the tool and the design function is used to design the complete program flow chart, and the program is debugged. Through software simulation, debugging and physical production, operation and debugging, it proves that the system has good control ability of water dispenser, and it is safe and reliable. It provides a certain data reference for further research and application.Key words: AT89S52 microcontroller; sensor; water dispenser目录摘要 (I)ABSTRACT .......................................................................................................................... I I 1绪论 (1)1.1 课题研究现状 (1)1.2 课题研究目的和意义 (1)1.3 课题研究主要内容 (2)2系统硬件设计 (3)2.1系统硬件总体设计 (3)2.2 主控部分 (3)2.2.1 AT89S52功能特性描述 (4)2.2.2 AT89S52晶振电路 (4)2.3 测温电路的设计 (5)2.3.1 DS18B20的主要性能 (5)2.3.2 AT89S52最小系统 (8)2.4 输入电路 (9)2.5 显示电路 (10)2.6 出水及加热执行电路 (11)3系统软件设计 (13)3.1 软件设计思路 (13)3.2 主程序设计 (13)3.3 子程序设计 (15)3.3.1 温度检测子程序 (15)3.3.2 显示子程序 (15)3.3.3 键盘输入子程序 (16)4 系统仿真调试及实现 (17)4.1 软件仿真调试 (17)4.1.1 新建工程 (17)4.1.2 新建文本 (17)4.1.3 添加文本 (18)4.1.4 程序编译 (18)4.2 硬件调试 (19)4.2.1 电源电路仿真 (19)4.2.2 出水电路模块仿真 (19)4.2.3 加热模块电路仿真 (20)4.2.4 显示模块电路仿真 (21)4.2.5 报警电路仿真 (21)4.3 系统实现及调试 (22)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录1 (30)附录2 (31)附录3 (32)1绪论1.1 课题研究现状饮水机自发明以来，每年在中国的发展日益增长。
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。
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自动水温加热器设计
一．测控大作业要求
自动水温加热器设计
加热体：交流电阻丝500W
测温传感器：热电偶
要求：能够检测水的温度，控制水温为设定值，允许少量偏差，比如温度45摄氏度
设计步骤；
传感器的信号输出，信号放大，滤波，电平偏移，A/D，PID控制，显示等。
二．设计目标
设计一个基于单片机的加热器的温度控制系统，以AT89C51单片机为控制核心，以传感器AD590采集温度信号,放大后经ADC0809将模拟信号转换为数字信号，送入单片机AT89C51，通过软件编程AT89C51可以驱动各个管脚连接的功能模块实现各个功能，如温度采集、温度设定、显示、示警等。
该系统可以实时检测加热器水箱的水温，并且可以通过数码管显示加热器水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以人为设置水的温度的上下限，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0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。
三．方案总设计
以单片机系统为核心的控制方案，其原理框图如图1所示。
本方案通过温度传感器将温度信号转换为电流信号，信号放大后，经A/D转换器，A/D
转换器将进来的模拟信号转换成数字信号，然后送到单片机处理，并将采集的温度值与键盘设定的温度值进行比较，根据比较的结果，单片机输出相应的信号来控制外部设施，达到控制加热器加热或压缩机制冷的目的。
还具有显示、报警等功能。
图1方案原理框
四．电路设计
4.1 单片机最小系统设计
本设计单片机最小系统如图2所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。
单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图2 单片机最小系统
4.1.1 单片机选择
AT89C51单片机是ATMEL公司的AT89系列单片机的其中一种，该系列是当今世界上最新型的电擦写八位单片机之一，和51系列完全兼容，低电压、低电流、低功耗，价格低廉，很受用户欢迎。
其管脚图如图3所示。
图3 AT89C51管脚图
4.1.2 时钟电路
时钟电路用于产生AT89C51单片机工作时所必需的时钟信号。
虽然AT89C51有内部振荡电路，但要形成时钟，必须外接元件。
外接晶体以及X1和X2构成并联谐振电路。
晶体的振荡的频率的范围通常是在1.2MHＺ到12MHＺ之间。
晶体的频率越高，则系统的时钟频率就越高，单片机的运行速
度也就越快。
AT89C51单片机常选择振荡频率6MH
Ｚ或12MH
Ｚ
的石英晶体，
考虑到本设计所用的各种器件对时钟频率的要求及整体电路的简洁性，本设
计选用的是振荡频率为6MH
Ｚ
的石英晶体。
4.1.3 复位电路
AT89C51的复位是由外部的复位电路来实现的。
常用的复位电路有四种方式：（1）上电复位电路（2）按键复位电路（3）脉冲复位电路（4）兼有上电复位与按键复位的电路。
由于考虑到结构和成本等原因，在很多设计里面，复位电路通常采用上电复位和按键复位两种。
根据本系统的特性，决定选用最简单的上电复位电路。
上电复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。
只要Vcc的上升时
间不超过10ms，就可以实现自动上电复位。
当时钟频率选用6MH
Ｚ
，电容C 选用22μF，电阻R选用1KΩ。
该复位电路工作原理为：在通电瞬间，在RC 电路充电过程中，RST端出现正脉冲，保证RST引脚出现10 ms以上稳定的高电平，从而使单片机复位。
4.2 温度采集电路设计
根据加热器的特性及本设计的特点，本设计的温度采集电路分为两路，其中一路是采集一个水箱热水的温度，另一路是采集另一个水箱凉水的温度，因为两路都是对加热器水箱温度的采集，因此，其元器件及电路连接
是一样的。
这部分电路主要器件有：温度传感器、电位器、运算放大器、电阻等。
它的主要功能是把采集到的温度转换成电压，然后输入到A/D转换器转换。
温度传感器选用AD590，运算放大器用LM741。
温度传感器AD590的温度检测范围在-55℃～+150℃，而且精度很高，非线性误差为±0.3℃。
达到本设计温度检测范围为0℃～95℃，精度±1℃的设计要求。
LM741是单片高性能内补偿运算放大器，具有较宽的共模电压范围，它的特性是：不需外部频率补偿、具有短路保护、失调电压到零的能力、较宽的共模和差模电压范围、功耗低、无阻塞现象。
而电位器选用阻值分别为2K和50K。
其电路图如图4所示。
图4 温度采集电路
温度传感器AD590将温度信号转换成电流信号，然后经过3个由LM741、电位器和电阻组成的转换电路OPA1、OPA2、OPA3。
OPA1主要是将AD590输出的电流转换为电压。
而OPA2是做零位调整，最后OPA3将电压放大。
本设计共有两路采集电路，放大后的电压也就是输出电压，它们分别是V01、V02，V01、V02分别作为A/D转换器的两路模拟输入信号。
4.3 A/D转换电路设计
A/D转换部分电路的功能主要是将采集部分采集来的模拟信号转换成数字信号，然后输送到单片机进行数据处理。
A/D转换部分电路主要器件有ADC0809、74LS02、74S74等。
ADC0809与AT89C51连接电路如图5所示。
图5 A/D转换电路
A/D转换器ADC0809共有八路模拟输入端，由于本设计温度采集只有两路，因此只用到两路模拟输入端，其输入通道为IN0、IN1。
这两个通道的数据分别是温度采集电路的输出信号V01、V02，也就是转换为电压值的加热器两个水箱水的温度值。
选择这两个通道需要通过设置ADC0809的ADDA、B、C的值，因为它对应的是八路模拟信号，而本系统只有两路模拟信号输入，因此，只需要将低位ADDA连到AT89C51的P2.2口，并根据P2.2口的电压是低电平或高电平来选择要检测哪个通道，当ADDA值为0时选的是IN0通道，当ADDA为1时选的是IN1 通道。
而ADDB、ADDC 只需接地即可。
4.4 显示电路设计
大多数的单片机应用系统，都要配置输入设备和输出设备。
本系统的输出设备是显示器，根据本系统的设计特点，采用七段LED数码管作为显示器。
而本系统设计要求温度检测范围0℃～95℃，精度±1℃。
数码管只需显示两位即可达到要求，因此，显示部分电路采用两个一位的LED数码管来组成显示器，没有要求显示小数点，LED数码管的dp脚悬空。
本设计显示电路的应用有两点，一是实时显示加热器水箱的水温值，另一个是显示键盘设定的温度上、下限值。
其电路连接如图6所示。
图6 显示部分电路
通过一个74LS47连接7个100欧姆的电阻来驱动数码管显示。
数码管的V CC脚分别连接到两个三极管的共射极，而三极管的共基极连到一起接到+5V电源上。
共集极分别连接两个4.7K的电阻接到单片机AT89C51的P1.4、P1.5管脚。
LED显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。
在单片机应用系统中
应用非常普遍，通常使用的是七段LED，这种显示器有共阳极和共阴极两种，本设计选用的是共阳极。
共阳极LED显示器的发光二极管的阳极连接在一起，通常此公共阳极接正电压5V。
当某个发光二极管的阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应的段被显示。
4.5 键盘电路设计
根据本系统的设计特点及要求，键盘的功能主要是用来设置温度上下限，因此本设计采用独立式键盘来完成这一功能要求。
其电路连接如图7所示。
图7 独立式键盘与AT89C51连接图
本设计，采用四按键键盘，所以在四个I/O口上接四个按键组成一个四按键的简易式键盘。
各线通过电阻接+5V，当键盘上没有键闭合时，所有的线断开，呈高电平状态。
当键盘上某一个键闭合时，该键所对应的线与连接单片机的线短路。
当S1键按1下，进入加热或制冷模式后，数码管显示为00，00代表温度设置起点温度。
再按下按键S2数码管显示值将逐步从个位数往上加，直到想要设置的温度值，而按键S3是步进减键，按键每下一次，个位数减1。
S4键是确定键，通过它来确定前面所设定的数值。
4.6 报警电路设计
报警电路主要是由发光二极管和蜂鸣器组成的，具有声、光报警功能的简单电路，其电路如图8所示。
当温度超过设置的上、下限时，P2.2口输出高电平，三极管导通，蜂鸣器工作，发出声音。
P2.3口输出高电平时，发光二极管正向导通，发光报警。
图8 报警电路
4.7 控制电路设计
该电路是由两个固态继电器作为控制开关，一个继电器控制加热装置，另一个继电器控制制冷装置。
为了实现输入与输出的隔离，器件采用了高耐压的光耦合器。
控制部分电路图如图9所示。
控制电路工作原理：当AT89C51的RXD口输出一个高电平时，三极管开始工作，驱动继电器J1工作，继电器J1呈导通状态，加热装置开始工作。
同样，当AT89C51的TXD口输出一个高电平时，三极管开始工作，驱动继电器J2工作，继电器J2开关闭合，制冷装置开始工作。
图9 控制电路。