基于单片机的水温水位控制系统设计Word格式文档下载.doc

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水温水位控制

WaterTemperature-LevelControlSystemBasedonSCM

Abstract

Withthedevelopmentofscienceandtechnology,allkindsofintelligentdigitalcontrolsystemhasbeenmorecommon,andwaterheater,thewidespreaduseofthedevicesuchasboilerfollowedproduceditsformacompletesetofcontrolsystemandconstantlyimprove.Onthemarketatpresent,however,formostofthewatertemperatureofwaterlevelcontrolcircuitperformanceisnotverygood.Thereforethisdesignagoodperformance,andsimpleoperationofthewaterlevelcontrolsystemtomeettoday'

srequirements,thesystemofthemaincontrolchipastheAT89C52singlechipmicrocomputerandtheDS18B20temperaturesensorastemperaturesampling,theuseofpressuresensorlevel,andequippedwithindependentkeyboard,LCDliquidcrystaldisplayandalarmsystemoftheperipheralcircuit.Measurewatertemperature,thesystemcanaccuratelyandsettherangeofwatertemperatureandwaterlevel,watertemperatureorwaterlevelisoutsidethescopeofsetting,itselfthroughcontroloftherelaycontroltoadjustwatertemperatureandwaterleveluntiltheymeettherequirements.Theabovefunctionthroughthesoftwareandhardwaredebugging.

Thedesignofcontrolsystembasedonsinglechipmicrocomputerasitsmaincontrolchip,soitisakindofdigitalcontrolmode,throughthesensortocooperatetoADconverterconvertswatertemperaturesignaltodigitalsignalbysinglechiptocompletetheautomaticcontrolofthewatertemperature,usingdigitaltemperaturesensorgreatlyenhancestheprecisionoftemperaturemeasurement,andbecausethewiththesinglechipprocessorasthecontrolchip,andcanbeprogrammedeasilyextenditsfunction,cansatisfythedifferentdemand,andthushasgreatpracticalsignificance.

Keywords:

singlechip;

waterlevel’sexamination;

watertemperature’sexamination

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章绪论 -1-

1.1选题的意义 -1-

1.2水温水位的控制现状 -1-

1.3课题任务 -2-

第2章系统设计方案 -3-

2.1设计原理 -3-

2.1.1系统原理 -3-

2.1.2子系统工作原理 -3-

2.2设计方案 -4-

2.2.1系统设计方案的选择 -4-

2.2.2各部件控制系统方案 -5-

第3章系统硬件设计 -7-

3.1系统总体设计 -7-

3.2各单元电路设计 -8-

3.2.1控制单元设计 -8-

3.2.2显示单元设计 -11-

3.2.3检测单元设计 -14-

第4章系统软件设计 -21-

4.1主程序设计 -21-

4.2子程序设计 -21-

4.2.1温度采集 -21-

4.2.2控制按键设计 -22-

4.2.3读温度 -23-

第5章系统调试 -24-

5.1软件调试 -24-

5.1.1Proteus仿真 -24-

5.1.2软件调试过程 -24-

5.2仿真结果 -24-

总结 -27-

参考文献 -28-

I

第1章绪论

1.1选题的意义

电子技术日益发展兴盛，大规模集成电路和数字电路现已得到广泛的应用。

这种技术的普遍应用，也使得整个社会迅速发展起来。

科学研究在微型计算机中功能的不断强化，可编程控制器这一领域也将对现代工业测控有巨大的意义。

其中水位和温度控制在快节奏的现代社会中也显得尤为重要。

如今自动控制技术发展迅猛，各种智能控制设备不胜枚举。

在早期水位和温度控制集中应用于大型工厂中，而在现代社会，不仅是工业设计、工程建设这些大项目中，而且人们的日常生活也需要实现水位与温度的有效合理控制。

例如在大量集中需要锅炉用水的地方，掌握锅炉内的水位和温度，是确保系统的正常运行的必要条件。

因此，水温水位控制在人们生活中有着极其重要的意义。

如今技术发展成熟，各种电器种类繁杂，虽各有千秋，但其主要的智能化技术还是体现在水位和温度的控制上。

早期通过模拟电路实现的水位和温度参数控制上存在很多弊端，如电路复杂，成本较高，可靠性低，易受环境影响、扩展功能差等缺点。

相比之下，如今数字控制对这一现状有了明显的改善，特别是传感器的发展与应用，使得这一技术的准确度也明显提高。

研究基于单片机的水温水位控制系统，这符合现代技术的发展方向，最重要的是系统可靠性较高。

而且对于单片机和传感器技术应用，也有了更新更全面准确的认知。

1.2水温水位的控制现状

智能化设备随着社会的发展应用愈加广泛，其功能不断地强大，各种需要控制其水位与水温的装置也不断地被完善，切技术也已慢慢的成熟，各自水位水温控制的产品类型也随着技术的革新不断地趋于成熟，热水器的类型也由单一的燃气式发展到如今的电加热式或以新型能源为燃料的加热器如空气源或太阳能式。

目前市场上的水温水位控制装置要么功率较大，像连续水流式的电热水器，普通的民用供电线路不能承受；

要么精度和可靠性都不高，像储水式的热水器，因此其还是有一定的发展空间，未来的发展趋势应该遵循以下几个方面：

①节能化：

无论何时，节能减排都是衡量一个电器设备的很重要的一个因素，只有低功耗，高效率的设备才有存在的空间。



②智能化：

随着科技的发展，社会已进入智能化的，设备的智能化技术是如今普遍的需求。

③安全稳定性：

由于热水器功率较大，且是生活，工业领域中重要的装置，当发生故障时，很可能造成巨大的影响，甚至当设计不当是，已发生火灾，危机人生安全，所以其有一个良好的安全稳定性是必然的要求，因此对其控制也有这一定特殊的要求，例如高温报警，自动切断电源，放置干烧等等。

1.3课题任务

基于单片机设计一个水位、水温的自动控制系统。

该系统以单片机主控芯片，再配备一定的外围电路，能够实现对水位，水温的检测与显示，并可以自行设定其的范围，并可根据当前信息自动调节水位、水温满足要求，当系统工作不正常时，并发出报警信号，从而可切换至手动调节，保证系统安全。

第2章系统设计方案

2.1设计原理

2.1.1系统原理

水温和水位分别是由热敏传感器和水位传感器检测，并通过一定的处理并显示出来。

由当前水位情况控制是否给水从而控制水位。

当水位很低时，即表明处于缺水状态，使蜂鸣器报警，上水继电器开始工作，并点亮进水指示灯，给热水器容器上水，直到水位上升到设定水位后，关闭上水继电器停止上水，点亮停止进水指示灯，并停止蜂鸣器报警。

由当前水温控制加热器与冷却泵的工作情况，当水温低于温度下限时，加热器开始工作，当水温达到设定的温度时加热器停止工作；

当水温高于水温上限时，冷水泵开始工作，直到温度到达设定的温度。

此系统是水温水位综合控制系统，系统框图如2.1所示，设计过程是分模块实现并设计调试，最后再进行综合实现，以下就从分别说明各模块的工作原理。

单

片

机

复位电路

按键电路

报警电路

时钟振荡

加水装置

温度传感器

水位传感器

LCD显示

蜂鸣器报警

图2.1系统原理图

2.1.2子系统工作原理

1、温度控制系统

本系统的采用DS18B20作为温度传感器，它是一种数字单线制的传感器，即数值信息用一个引脚输出，将采样的数字温度值送入单片机的P3.3口处理，利用所采到当前温度值进行水温的控制,通过按键设定水温值，当水温高于设定的温度上限或者低于下限后蜂鸣器报警，并控制继电器的工作状态从而保持水温度在所设定的范围内。

本控制系统再一个程序处理周期内采集热水器内的水温并将温度值通过液晶显示器显示。

2、水位控制系统

在水位控制系统中，利用水位传感器，将水位信息转换为电压信号，由于处于不同水位检测到的电位值不同，通过数模转换器AD0832将监测到的水位信息转化成数字量送到单片机的P3.7口进行处理，当检测到的水位值低于设定下限时