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摘 要

本设计以STC89C51单片机为基础，实现了智能水温控制器的设计，并分析了单片机控制的水温控制器实现智能化的可能性，在此基础上利用温度传感器和继电器完成了本设计，详细介绍了设计中使用的主要芯片STC89C51、DS18B20等的性能和特点。

本智能水温控制器设计完善、实现方案简单易行，采用软件设计来控制，可以实现智能检测水温，智能加热，并且提高了整机的可靠性及准确性。在硬件方面，主要介绍了最小的单片机系统及其扩展电路、键盘显示和接口电路/水温确定电路、水位报警电路。设计所涉及程序使用C语言编写。

关键词：STC89C51；温度控制；智能；可靠性

Abstract

This design is based on the STC89C51 single-chip microcomputer, and realizes the design of the intelligent water temperature controller, and analyzes the possibility of the intelligent water temperature controller controlled by the single-chip microcomputer. The performance and characteristics of the main chips STC89C51, DS18B20, etc. used in the design.

The intelligent water temperature controller is well-designed, the implementation scheme is simple and easy to implement, and is controlled by software design, which can realize intelligent detection of water temperature and intelligent heating, and improve the reliability and accuracy of the whole machine. In terms of hardware, it mainly introduces the smallest single-chip system and its expansion circuit, keyboard display and interface circuit / water temperature determination circuit, water level alarm circuit. The program involved in the design is written in C language.

Keywords: STC89C51；Temperature control；Intelligent；Reliability

目录

第一章 绪论 1

1.1 课题研究的背景 1

1.2 课题研究的目的与意义 1

1.3 课题研究的主要任务 1

第二章 方案设计 2

2.1 单片机介绍 2

2.2 水位传感器 3

2.3 器件总清单 5

第三章 硬件模块 6

3.1 电源电路 6

3.2 温度传感器 6

3.3 LCD1602液晶显示器 7

3.4 LM393比较器 7

3.5 继电器电路 8

3.6 红外IR1818电路 8

第四章 软件系统设计 9

4.1 程序开发工具的介绍 9

4.2 软件流程图 10

4.2.1 程序流程图 10

4.2.2 程序设计 11

第五章 硬件软件调试 17

5.1 实物图 17

5.2 硬件调试 19

5.3 软件调试 19

5.4 可靠性测试 19

5.4.1 水位检测测试 19

5.4.2 温度采集测试 20

5.4.3 水温控制测试 20

第六章 结论 21

致谢 22

参考文献 23

附录 24

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景

日常生活中，温度控制系统无处不在。伴随人们生活品质的提高，对舒适的生活环境的需求越来越趋向于自动化、智能化。温度在石油、化工、冶金等行业的电力生产过程中是最重要和最常见的热学参数，必须有一套精确而稳定的测量、显示和控制温度的系统，来应对可能突然出现的严酷的环境或高温等意外因素，使得生产效率、质量乃至操作人员的人身安全得到切实有效保障。

以单片机为核心设计的智能水温控制系统，可以由遥控设备远程控制，采集和实时显示多种多个数据。单片机是高度集成的电子器件，体积小、重量轻，能够在实现低功耗的前提下保证足够的抗干扰能力和可靠性，易于操作、具备丰富而强大的功能。作为小型化微机系统的范例，单片机是能够把存储器、定时/计数器、微处理器和I/O口电路等集成在同一个芯片的完善集成电路。使用单片机实现控制系统，可以高度保证智能性和可靠性，应对解决实际使用中可能出现的各种突发情况。

在上述背景下，本题进行了基于STC89C51单片机的智能水温控制器的设计，完成测量水温、加热温度、恒温控制、水温显示和报警功能。

1.2 课题研究的目的与意义

STC89C51RC单片机有着显著优秀的低功耗、高速和抗干扰的特点，自由切换6时钟/机器周期和12时钟/机器周期，并且指令代码做到能够兼容传统8051单片机，有一定的通用性。

本课题的目的是根据人们对智能温度控制系统安全、方便、舒适以及多样化信息服务的需求，设计选用STC89C51单片机作为控制芯片，实现水温控制器连续、稳定而智能的温度控制功能，它的实用性能可以很好的满足人们对现代生活节奏的要求。

1.3课题研究的主要任务

各个环节的电路设计是重要问题，也是重要难点，加热、温控等环节的设计是否简便、可行，将直接关系到课题的进展。完成设计后，加热元件的控制、电路中的传感器接口电路、对温度信号的采集转换处理以及对水温进行控制的电路都要经过仔细检查，此外硬件材料的选购和制作等也同样重要，需要严格保证每个环节的安装、接线正确，保证试验的正常进行、避免事故发生。

设计要求制作直流稳压电源。市电220V供电经桥式整流后送入滤波电路，再经稳压芯片CW7805输出 5V电压为STC89C51单片机提供电源。测量水温部分由十进制数码显示在液晶屏上，最下分度0.1℃，温度控制的静态误差≤1℃；手动输入温度控制上下限，达到上限后停止加热；自动探测水位上下限，低于下限时“缺水”报警响起，高于上限时“加水”提示灯熄灭。

第二章 方案设计

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