基于單片機的水位水溫控制系統(tǒng)

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1、職業(yè)技術(shù)學(xué)院校園電子創(chuàng)意大賽參賽作品基于單片機的水位水溫控制系統(tǒng)摘要本文詳細闡述了基于單片機的水溫水位控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，此種方法是以AT89C51單片機為主控制單元，對水溫水位參數(shù)進行控制，從而提高了電器的工作穩(wěn)定性。以DS18B20為溫度傳感器的對水溫進行數(shù)據(jù)采集并實現(xiàn)溫度控制。該控制系統(tǒng)還可以實時存儲相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)以及水位高度并能記錄當前的時間。為了實現(xiàn)功能本系統(tǒng)設(shè)計了相關(guān)的硬件電路和相關(guān)應(yīng)用程序。硬件電路主要包括AT89C51單片機最小系統(tǒng)，測溫電路、測水位電路、LCD12864液晶顯示電路以及報警電

2、路、鍵盤輸入?yún)?shù)等。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，計算溫度子程序、水位顯示子程序、按鍵處理程序、12864液晶顯示程序以及數(shù)據(jù)存儲程序以及時間顯示程序等關(guān)鍵詞：AT89C51單片機；LCD12864液晶；DS18B20溫度傳感器；實時存儲總體系統(tǒng)方案圖及方案單片機AT89C51為主控制芯片，溫度采集是采用的DS18B20溫度傳感器，外圍電路搭接來采集水位，用液晶LED12864顯示當前的水位水溫和時間，鍵盤控制是輸入日期數(shù)據(jù)以及所需控制的水位水溫，報警系統(tǒng)是水溫水位超于限制時而采取的報警。詳細方案選

3、擇控制中心系統(tǒng)：采用傳統(tǒng)的數(shù)字模似電路，功能可以實現(xiàn)，但電路復(fù)雜,溫度誤差大,成本高，可靠性也比較差；于是我選擇采用單片機AT89C51控制，它結(jié)構(gòu)簡單，可以減少外圍電路的搭接，并且AT89C51使用方便，成本比較低，性能穩(wěn)定，還可以控制各模塊輸入輸出。溫度控制系統(tǒng):如果采用熱電阻，電路需接A/D轉(zhuǎn)換電路，由單片機換算出實際溫度，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且也精度不高，DS18B20可直接與單片機的1位I/O相接，電路結(jié)構(gòu)簡單，占用單片機的口線資源少，精度高，而且成本低，因此對溫度控制系統(tǒng)我選用DS18B20去采集溫度

4、。水位控制系統(tǒng):對于水位的控制我想到的是運用水位傳感器，但是搜集資料后發(fā)現(xiàn)水位的傳感器是通過壓力傳感器變換過來的，看到最多的是浮球式液位傳感器，而且此傳感器的適用溫度范圍和測試精度也適合該設(shè)計系統(tǒng)，可是價格很昂貴；因此我想利用幾根線將容器中的液位分成了幾個水位擋，通過和電源正極的結(jié)合，利用水導(dǎo)電的特性，通過芯片324和9013三極管等元件構(gòu)成的驅(qū)動電路的電平轉(zhuǎn)換，將液位數(shù)據(jù)輸入到單片機口，通過單片機換算轉(zhuǎn)換成液位數(shù)據(jù)顯示在LCD12864上。顯示界面：TC1602的液晶字符性顯示器也適合運用于此控制系統(tǒng)當中的

5、，并且功能特性也適用于此設(shè)計系統(tǒng)的功能要求。但我還希望此顯示系統(tǒng)中能同時顯示時間（年月日），所以1602可能就顯得力不從心了，于是我選擇了液晶LED12864，它的顯示特性很適用此設(shè)計系統(tǒng)的功能要求，也不會造成資源浪費。過溫和水位過高情況：我還希望能設(shè)置一個報警裝置，希望采用蜂鳴器和二極管的結(jié)合，因為伴隨著系統(tǒng)故障的產(chǎn)生，此系統(tǒng)可以給予人以視覺和聽覺的提示，使人能通過多種方式掌握系統(tǒng)的狀態(tài)，而且此報警裝置也比較經(jīng)濟實惠。DS18B20簡介1、適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，在寄生電源方式下可由數(shù)

6、據(jù)線供電2、獨特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊3、DS18B20支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)組網(wǎng)多點測溫4、DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)5、溫范圍－55℃～+125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃6、可編程的分辨率為9～12位，對應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現(xiàn)高精度測溫7、測量結(jié)

7、果直接輸出數(shù)字溫度信號，以"一線總線"串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力8、負壓特性：電源極性接反時，芯片不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。系統(tǒng)控制部分電路圖單片機與顯示器件連接圖軟件程序設(shè)計框圖部分程序設(shè)計voidmain(){uchari;delay(100);//上電，等待穩(wěn)定lcd_init();//初始化LCDwhile(1){lcd_pos(1,0);//設(shè)置顯示位置為第一行for(i=0;i<16;i++){lcd_wdat(DIS1[i]);delay(30);

8、}lcd_pos(2,0);//設(shè)置顯示位置為第二行for(i=0;i<16;i++){lcd_wdat(DIS2[i]);delay(30);}lcd_pos(3,0);//設(shè)置顯示位置為第三行for(i=0;i<16;i++){lcd_wdat(DIS3[i]);delay(30);}lcd_pos(4,0);//設(shè)置顯示位置為第四行for(i=0;i<16;i++){lcd_wdat(DIS4