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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

本课题所研究的是一种usb保温杯，与传统保温杯的不同在于，该保温杯可以通过usb与家用电脑进行连接。usb可以为其提供加热，保证杯子内的水温。同时还可以通过电脑对保温温度进行控制。

该设计的意义在于在寒冷的冬季，在电脑前工作或者娱乐的你可能会忘记了你倒好的热水，等到你想起时可能已经凉了不适合饮用。而我们的设计可以通过电脑usb对水温进行持续的保温，可以让你想喝水时随时可以喝到有温度的水。为人们的日常生活提供了更多便利。

国内外研究现状

国内外对此研究都比较成熟，中国国家知识产权局和欧洲专利数据库都有相关的专利。

2. 研究的基本内容

我负责的是usb保温杯硬件部分的设计和实现。这部分主要分为两大部分。

第一部分是加热部分，实现的功能是可以通过usb供电对杯子进行加热，而且还可以进行开关控制。我的具体内容是通过单片机的程序设计控制加热模块是否工作。同时用usb对加热模块进行供电。我使用的是51单片机。我编写程序控制加热模块的开断。加热模块采用5vptc恒温发热片。工作电压是5v。工作温度是零下40度到85度。该模块工作方式是输入低电平或者接地信号，加热片开始工作。我通过单片机来控制什么时候输入低电平信号控制开断。

第二部分是测温部分，实现的功能是可以测出水杯内水的温度，并且通过usb对温度进行传输，根据测得的水温来决定加热模块是否进行工作。我的具体内容是通过单片机来控制测温模块，进行水的测温。并且由程序控制温度足够后对加热模块开关的控制。单片机是51单片机。测温模块使用的是ds18b20测温模块。该模块适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5v，在寄生电源方式下可由数据线供电独特的单线接口方式，ds18b20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与ds18b20 的双向通讯ds18b20 支持多点组网功能，多个 ds18b20 可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温ds18b20 在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内温范围－55℃～＋125℃，在-10～ 85℃时精度为0.5℃ 。我对该模块的供电方式采用的是外部电源供电方式。外部电源供电方式是 ds18b20 最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单。通过usb可以进行供电。在编写程序方面，我利用51单片机计数器等方式进行了编程。可以外接1602显示屏对测得的温度进行显示。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

2017.11-2017.12 第一周：构思毕业设计题目，最终确定为USB保温杯。第二周：构思如何制作毕业设计，最终确定由51单片机作为硬件设计工具，pc端由vs2012制作上位机窗体。第三周、第四周：，进行相关资料的查阅，查看有关中文文献和外文文献，考虑毕业设计思路与软件框图。2017.12-2018.1第一周、第二周：进行单片机平台操作学习与程序设计学习，设计单片机串口通信软件程序与ds18b20测温程序。实现ds18b20所测温度在lcd正确显示。第三周、第四周：进行vs平台操作学习与c#编写上位机串口通信等程序的学习，与上位机窗体界面设计。实现窗体界面正确显示来自下位机的温度数据，与操控加热器开关的指令设计。

2018.1-2018.3第一周、第二周：进行最终功能实现的验证，并进行软件程序的最终调整。第三周、第四周：完成毕业设计论文制作与修改完善，上交导师查阅。2018.3-答辩根据导师建议进行最终的论文完成与提交，回顾整个毕设过程，做足充分的答辩准备。

4. 参考文献

[1] 谭浩强:《c程序设计（第二版）》，清华大学出版社，2001年。

[2] 谢沅清、解月珍：《电子技术基础》，人民邮电出版社，1999年。

[3] 孙江宏: 《protel 99 电路设计与应用》，机械工业出版社，2001年。