论文总字数：19370字

摘 要

随着人们生活水平的不断提高，人们对智能生活的需求也越来越迫切，而基于单片机技术的水位和温度智能控制系统将为人们的生活提供便利。

本文设计了一种以AT89C51单片机为主控单元、以DS18B20为温度采集元件的模拟水温水位控制系统。首先设计了系统的整体框架，接下来在硬件设计部分，详细阐述了AT89C51单片机最小系统、LCD液晶显示模块、温度检测与模拟控制模块及水位模拟与控制模块的电路设计及工作原理，在软件设计部分分析了主程序中系统各主要功能及LCD、DS18B20子程序的实现过程。论文最后总结了设计系统的过程中出现的问题以及整个设计进程中的心得与体会。

经过测试，结果表明，本文所设计的系统满足要求。

关键词： 单片机；温度传感器；水位模拟

The water heater and level control system based on SCM

ABSTRACT

As people living standard unceasing enhancement, people's demand for intelligent life has become more and more urgent, hotels, factories and family life will be applied to water level and temperature control the technology, the intelligent water level and temperature control system based on single chip microcomputer technology will provide convenience for people's life.

This designs an AT89C51 single-chip microcomputer as the main control unit, DS18B20 as temperature gathering element simulation of temperature, water level control system. First design the whole framework of the system, and the next in the part of hardware design, in detail elaborated the AT89C51 single chip microcomputer minimum system, alarm temperature acquisition module, LCD liquid crystal display module and water level simulation and control module circuit design and working principle of this design based on system functions, planning and design of the related hardware circuit and relevant applications. The hardware circuit mainly includes the AT89C51 single chip microcomputer minimum system, temperature detection and control module, LCD liquid crystal display module, water level simulation and control module, etc. Finally elaborates the design system in the process of the problems and summarizes the lessons and experience in the whole design process.

Test results show that the designed system meet the requirements.

Keywords:SCM; The temperature sensor; Water level simulation

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

目 录 III

第一章 绪论 5

1.1选题的意义 5

1.2设计目标 5

1.3论文的结构 6

第二章 硬件电路设计 7

2.1系统功能 7

2.2系统方案设计 7

2.3单片机模块的设计 8

2.3.1单片机的选择 8

2.3.2单片机最小系统的设计 9

2.4温度检测与控制模块 10

2.5显示模块 12

2.5.1显示模块的选择 12

2.5.2显示电路的设计 12

2.6水位模拟与控制模块的设计 13

2.7本章小结 14

第三章 程序设计 16

3.1主程序的设计 16

3.2子程序的设计 20

3.2.1 LCD初始化函数的设计 20

3.2.2温度测量值读取子程序的设计 21

3.3本章小结 25

第四章 系统调试与测试运行 26

4.1测试运行演示 26

4.2调试中遇到的问题 29

第五章 总结 30

参考文献 32

致谢 33

附录一 电路原理图 34

附录二 程序代码 35

第一章 绪论

1.1选题的意义

如今电子科学技术发展迅猛，而大规模集成电路的产生则正翻天覆地改变着人们的生活，因为微型计算机的研发投产，使现代的科学研究有了新的研究思路，而现代工业测控领域的一场新的革命风潮则是由可编程控制器的出现而带来的。在现如今社会中，水位和温度控制不仅在生产方面有着广泛的应用，在生活的各个方面也扮演着极为重要的角色。

随着人们生活质量的提高，酒店、工厂及家庭生活中都会见到水位和温度控制的影子，水位和温度控制相比以前的技术将更好的服务于社会。目前，单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域，例如作为重要生活工具的电梯、工业生产中的现场控制器具、数控机床等。尤其是用单片机控制器来改造落后的设备，具有性价比高、设备的使用寿命长、设备的自动化程度高的特点。

因此，水温水位控制在改善人们生活质量中起到了非常重要的作用。现在市面上销售的电器种类繁多，它们都需要对其主要的水位和水温参数加以控制，以实现电器水温水位控制的自动化。

早期的温度和水位参数控制是通过模拟电路来实现的，这种方式不仅电路较为复杂、成本高，而且误差较大，系统的稳定性也不好。单片机控制器及计算机技术的发展和应用为解决这些缺点打开了新的思路，特别是传感器的发展，更好的提高了检测参数时的精度。

选择基于单片机的水温水位控制系统这一课题，是因为它不仅在人们日常生活中具有较为重要的意义，更重要的是这一课题能系统地集温度和水位参数于一身，对于更好的认识和掌握单片机与传感器的应用，系统地了解自动控制的实际应用，掌握复杂的多子系统的设计起到了很强的锻炼作用。

1.2设计目标

本次设计包括自主选题、查找资料、设计方案、调试系统和撰写报告等过程，需要实现水温水位控制系统的以下基本功能：：

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