基于51单片机的小厨宝0.docx

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1、嵩越林电孑科技丈玲GU111NUNIVERSITYOFE1ECTRONICTECHNO1OGY毕业设计（论文）说明书题目：基于51单片机的小厨宝控制系统设计院（系）：继续教育学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：班级：学号：指导教师：桂林电子科技大学成人高等教育本科学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：随着科技技术的迅速发

2、展，人们对于高质量的生活需求愈发增大，家用电器智能化成为发展趋势，热水的温度自动控制与水位自动控制被广泛运用于厨房热水供应。本文就水温温度检测与控制的硬件、水位控制硬件和软件部分进行了深入研究，着重研究和讨论了针对水温温度变化进行实时检测和水位的自动控制研究。硬件设计部分，主要以单片机STC89C51为控制核心，通过DHTI1温湿度传感器进行水温检测，采集到的数据经过微控制器再上传HMI显示屏，当水温温度达到下限时，单片机控制加热棒加热水温，达到目标温度后停止加热；水位检测通过超声波测距进行检测，通过设定值比对决定是否需要开启水泵加水；利用HMI触摸屏作为参数输入模块。通过此设计实现水温和液位

3、的基本控制策略。本设计软件使用KEI1软件编写,使用C语言作为编程语言,分为数据采集子程序、数据处理子程序、串口触摸屏显示子程序，数据采集子程序单片机通过串口指令发送控制显示屏，实现良好的人机交互，可以通过触摸显示屏设定想要的温度阈值。数据处理子程序主要用于对接收回来的温度数据进行处理和分析，通过计算实现温度、水位度等数据。串口触摸屏显示子程序采用了串口通讯方式的HMI智能屏作为数据显示模块。该子程序根据设计的U1界面和串口屏的指令进行读取和发送数据，控制串口屏的显示。本设计完成了系统的各个部分电路设计，实现了小厨宝监控水温以及控制的功能,完成实物制作，具有一定的实用性，具有广阔的市场前景。关

4、键字：单片机；HM1显示器；自动检测；水温水位检测控制AbstractWiththerapiddeve1opmentofscienceandtechno1ogy,peop1esdemandforhigh-qua1ity1ifeisincreasing,andtheinte11igenceofhouseho1dapp1ianceshasbecomethedeve1opmenttrend.Theautomatictemperaturecontro1andwater1eve1contro1ofhotwaterarewide1yusedinkitchenhotwatersupp1y.Inthispap

5、er,thehardwareofwatertemperaturedetectionandcontro1,thehardwareandsoftwareofwater1eve1contro1aredeep1ystudied,andtheresearchonrea1-timedetectionofwatertemperaturechangeandautomaticcontro1ofwater1eve1areemphatica11ystudiedanddiscussed.Thehardwaredesignpartmain1ytakesthesing1echipmicrocomputerSTC89C51

6、asthecontro1core,detectsthewatertemperaturethroughtheDHT11temperatureandhumiditysensor,andup1oadstheco11ecteddatatotheHMIdisp1ayscreenthroughthemicrocontro11er.Whenthewatertemperaturereachesthe1ower1imit,thesing1echipmicrocomputercontro1stheheatingrodtoheatthewatertemperature,andstopsheatingafterrea

7、chingthetargettemperature;Thewater1eve1isdetectedbyu1trasonicranging,andthesetva1ueiscomparedtodeterminewhetherthewaterpumpneedstobestartedtoaddwater;HM1touchscreenisusedasparameterinputmodu1e.Thedesignsoftwareiswrittenbykei1softwareandC1anguageisusedastheprogramming1anguage.Itisdividedintodataacqui

8、sitionsubroutine,dataprocessingsubroutineandseria1porttouchscreendisp1aysubroutine.Thesing1echipmicrocomputersendsthecontro1disp1ayscreenthroughseria1portinstructionstoachievegoodhuman-computerinteraction.Thedesiredtemperaturethresho1dcanbesetthroughthetouchdisp1ayscreen.Thedataprocessingsubroutinei

9、smain1yusedtoprocessandana1yzethereceivedtemperatureandhumiditydata,andrea1izethetemperature,humidityandotherdatathroughca1cu1ation.Theseria1porttouchscreendisp1aysubroutineadoptstheHMIinte11igentscreenofseria1portcommunicationasthedatadisp1aymodu1e.Thisdesigncomp1etesthecircuitdesignofeachpartofthe

10、system,rea1izesthefunctionofxiaochubaotomonitorthewatertemperatureandcontro1,andcomp1etesthephysica1production.Ithascertainpracticabi1ityandbroadmarketprospects.Keywds:sing1echip;HMIdisp1ay;Automaticdetection;Watertemperatureandwater1eve1detectionandcontro11绪论11.1 课题研究背景11.2 国内外研究发展及现状11.2.1 国外研究发展及

11、现状11.2.2 国内研究发展及现状11.3 课题研究的目的及意义22小厨宝控制系统设计方案22.1 设计方案的选定22.1.1 系统模块介绍22.1.2 系统主要功能32.2 模块材料的选择32.2.1 单片机的选择32.2.2 传感器的选择42.2.3 显示屏的选择42.2.4 水位检测的选择53小厨宝控制系统硬件设计53.1 STC89C51电路设计53.2 DHT11温度设计63.3 水位检测电路设计63.4 显示电路设计73.5 水位控制电路设计84小厨宝控制系统软件设计84.1 温度水位检测系统设计84.2 温度检测模块程序94.3 显示模块程序94.4 水位检测函数105系统调试

12、及结果105.1 系统调试115.2 调试结果126总结12谢辞13参考文献141绪论1.1课题研究背景在我国，传统的厨房热水与浴室开水锅炉控制多以燃煤和燃油为主，而且相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制方式，自动化程度低，调节精度差，单靠人工操作已不能适应当今高效、低耗、低劳动强度的要求，加上燃料燃烧时产生大量的废气和废渣，对环境造成了严重的污染，给人们的生产和生活也时产生大量的废气和废渣,对环境造成了严重的污染，给人们的生产和生活也需要。随着电力工业的不断发展，人们逐渐采用电加热控制系统。电锅炉是将电能转换为热能的能量转换装置，具有结构简单、无污染、自动化程度高等特点。与传统的以

13、煤和石化产品为燃料的锅炉相比，还具有投资少、占地面积小、操作方便、热效率高、能量转化率高等优点。近年来，电锅炉已成为供热采暖的主要设备。本设计针很多家庭使用的用于洗菜、洗碗的厨房用小型电热水器，设计一个基于51单片机的小厨宝控制系统。1.2国内外研究发展及现状1.2.1 国外研究发展及现状目前，国内外的各种温度采集控制系统的技术已经很成熟，在实际应用中也非常普遍。基于应用目的的不同，有各种类型的温控系统，如：有基于微机的温控系统、有基于DSP芯片的温控系统、有基于单片机的温度控制系统。虽然这些系统不尽相同，但它们的基本原理和完成的功能都大致一样。首先，由温度传感器负责采集温度，经过信号放大、滤

14、波等处理后进行AD转换，把温度数据转换为数字信号；数字信号最后送入控制系统进行相应的处理和显示，系统根据处理结果发出相应的控制信号。加拿大CSI集团公司根据声学高温测量原理研究开发炉膛温度场实时监测系统,该系统可以设计成测量8条单一-路线上的平均温度或按阵列编排的多达24条路线来测量温度的分布。BOI1ERWATCH测得的温度数据可以直接输入厂内的分散控制系统（DCS）、数据采集系统（DAS）或输入计算机供数据显示和提取。可通过DCS来向运行人员提供温度一时间曲线，或在一台装有CS1公司的TMS-WIN软件的计算机屏幕上显示出来，也可以通过TMS-WIN软件令计算机画出空间温度分布形态或提供其

15、它的数据显示公式。1.2.2 国内研究发展及现状在我国，传统的浴室开水锅炉控制多以燃煤和燃油为主，而且相当一部分还是采用人工控制或是继电接触式的控制方式，自动化程度低，调节精度差，单靠人工操作己不能适应当今高效、低耗、低劳动强度的要求，加上燃料燃烧时产生大量的废气和废渣，对环境造成了严重的污染，给人们的生产和生活也带来了巨大的危害。因此，对传统的控制系统进行改造是适应今后发展的迫切需要。随着电力工业的不断发展，人们逐渐采用电加热控制系统。电锅炉是将电能转换为热能的能量转换装置，具有结构简单、无污染、自动化程度高等特点。与传统的以煤和石化产品为燃料的锅炉相比，还具有投资少、占地面积小、操作方便、

16、热效率高、能量转化率高等优点。近年来，电锅炉己成为供热采暖的主要设备。本设计就是针对在浴室应用中采用燃煤和燃油锅炉所存在的问题，开发了一种多功能智能的电锅炉控制系统。单片机作为自动控制中的一个核心器件，在自动控制系统及信号采集方面已经被广泛应用，技术也相对较成熟，它不仅有体积小，安装方便，功能较齐全等优点，而且有很高的性价比，应用前景广。1.3课题研究的目的及意义即将进入21世纪20年代，人民生活逐渐富足，智能化深人人心，科技飞速发展,而更多的生产生活方面对智能化的需求量越来越多，加热炉、热反应堆、锅炉等需要加热装置进行温度调控，简单和灵活性大等特点，而且还能大幅度提升被控温度的技术指标，提高产品的质量与数量。现今温度控制与水温自