水位水温监测系统设计要点.docx

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1、本科毕业论文（设计）题目：水位水温检测系统日勺设计与制作学院：物理与电子科学学院班级：姓名：指导教师：卢玉和职称：专家完毕日期：2014年5月25日水位水温检测系统摘要：此系统的设计重要是采用了STC89C52这种单片机，尚有其他设备如：单总线温度传感器DS18B20,三极管与少许的上拉电阻，串口与并口功能兼具0液晶示出器1CD12864,以及发声器等，要做出具有可以出示容器内水位水温B小型仪器。此系统包括硬件与软件两大部分，硬件部分又包括五小部分：单片机、DS18B20监测、三极管，上拉电阻装置、显示部分、发声提醒装置。这样0设计就能使那些需要具有这些功能日勺水容器有了可行日勺仪器，而这种仪

2、器是简朴耐用B,J,是轻易移动的J,是价格低廉的。关键词：芯片YTC89C52；传感器DS18B20；发声提醒器。1绪论错误!未定义书签。1.1 背景错误!未定义书签。1.2 研究与发展前景错误!未定义书签。2设计水位水温系统的目的与内容错误!未定义书签。2.1 设计的目的错误!未定义书签。2.2 设计B内容错误!未定义书签。3水位水温系统的硬件分析错误!未定义书签。4硬件部分简介错误!未定义书签。4.1 主控芯片单片机错误!未定义书签。4.2 DS18B20测温装置错误!未定义书签。4.3 测水位装置错误!未定义书签。4.4 12846测温装置错误!未定义书签。4.5 发声装置错误!未定义书

3、签。5硬件工作状况简介错误!未定义书签。6软件部分简介错误!未定义书签。6.1 仿真电路错误!未定义书签。6.2 软件程序错误!未定义书签。6.3 软件检测错误!未定义书签。7实物与功能检查错误!未定义书签。8总结错误!未定义书签。参照文献错误!未定义书签。ThedetectionsystemofWater1eve1andtemperature错误!未定义书签。道谢错误!未定义书签。1绪论1I背景近年来由于科学技术0高速发展，可以说科技产品已经走进了寻常百姓家，目前B人们对生活0质量规定越来越高，家用电器作为生活不可缺乏日勺部分显得至关重要。为了符合大众的规定，电器产品也变得愈加便利化与舒适化

4、。这愈加推进了科学技术的不停发展与创新，老式B水容器没有任何可以显示温度和水位日勺装置，人们只能通过打开水容器B盖子才能懂得其中日勺水位，对于水容器中水的温度更是只能猜测大概有多少度，非常的不以便以及非常不精确。而上面的种种问题用这个系统完全可以处理。而这种系统可以用于鱼缸、浴池、锅炉等。正是由于此系统的多种长处使得客户不仅用日勺放心，更用日勺实惠。世界经济的迅速发展，以及中国加入WTO,使得科技的竞争、人才的竞争变得异常剧烈，生活节奏B加紧使得世界各地的人对傻瓜式的J产品需求开始呈对数形式上升，这也对从事电子B人日勺创新以及探索无形中提出了规定。1.2研究与发展前景本系统重要是对系统各功能B

5、研究与实现，水容器内水位、水温时示出、水低于10%发声提醒这些功能可以合理的运用大学所学的软件C语言编程知识与硬件焊接制作相结合的措施来实现。每次加水的水量以及水温可根据环境需要由顾客自由加热加水，顾客不必费尽心思的想水容器内究竟有多少水，还要不要加水,水温究竟有多高，是不是到达规定了，这样就很大提高了工作与生活的效率。可以预见在未来的工作与生活中，该系统以绝对的优势用在多种需要的水容器中，前途一片大，而由此带来的社会效益、经济效益是不能估计的。2设计水位水温系统的目的与内容2.1 设计的目的此设计B目B是为了让顾客对所使用的水容器中水位水温有一种明白日勺认识。例如鱼缸里水的温度与水容量对鱼的

6、生活环境很重要，浴池内水的温度与水位对洗浴的人来说也很重要等。而设计的实物可以协助顾客懂得容器内的水容量、水温B多少与高下，此系统可以被安顿在厨房、鱼缸、水池等对水位水温有规定的地方。水容量低于10%如下即发声提醒，并且人们也可以通过出示地水温来变化水的温度，通过发出声音提醒人们往容器内加水。使这两项都到达工业生产与平常生活所需的规定。2.2 设计的内容系统的内容对后期实物的制作有很大的影响，决定着实物与否能顺利完毕。这里对设计丛J内容做简朴简介：此系统重要是运用了单片机。单片机简朴易操作日勺长处使得各个功能的实现没想象中那么难；水位检测装置是固定在水容器壁内位置不一样的十根彩排线尚有少许三极

7、管以及少许上拉电阻，通过彩排线端的金属片构成接触点接触水面假如导通将传到三极管B基级完毕信息传送再由C语言编程指令的处理转化成可示0信息，假如不导通将不传送任何信息；水温检测装置是由单总线防水温度传感器的金属探头接触水面获取信息，也经C语言程序处理转化成可示信息；发声装置重要是简朴的蜂鸣器。在系统设计完毕后可以进行简朴检查，而生活中日勺容器随地可见，而功能能不能正常运行一目了然。这种设计可以满足低消耗、低投资、零排放的长处。3水位水温系统的硬件分析本系统分硬件与软件设计，两者对设计能否成功都很重要，因此对这两部分日勺简介都必不可少。下面首先对硬件部分做简朴简介可以用一种简朴日勺图来概括水位水温

8、系统设计的原理图如下所示。4硬件部分简介4.1主控芯片单片机89C52是STC企业生产出来的。由于其兼容性好可以与好多其他器件配合使用，也轻易理解，入手也快，因此使用起来非常以便。该系统用到了晶体振荡电路，因此这里对其工作状况简朴陈说一下：与芯片BXTA1KXTA12这两个引脚连接。晶体振荡电路41所示。口X1JI_z图4-1晶体振荡电路1.1 片机日勺明显特点1 .工作电压为5V电压小、功率低2 .工作频率可以到达50MHZ3 .该芯片中C代表商业级芯片4 .该芯片内存为8K5 .发展空间比较大6 .有五个外部中断，一种总中断控制1.2 朴的个引脚简介VCC为电源电压引脚VSS为接地引脚PO

9、端口：它包括P0.0到P0.7,是从第39脚开始到第32脚，PO即可以作为输入输出口使用，也可以作为地址或者数据总线使用。本系统重要使用PO口的输入输出功能。P1端口：它包括P1O到P1,7,是从第一种引脚开始到第八个引脚结束。除此之外，它其中的两个引脚P1O和P1.1还可以作为触发输入和外部技术输入。P2端口：它包括P2.0到P2.7,是从第21脚到第28结束。对C语言和汇编语言都合用，与此同步P2也接受某些控制信号。P3端口：它包括P3.0到P3.7,是从第10脚到第17脚。P3B每个引脚均有两个功能。RST是第九个引脚是复位输入引脚。属于单片机的复位初始化引脚，可以将处在其他状态的芯片都

10、初始化为以便可操作状态。两个周期电平输入后有高电平才能工作。P3的J第二功能如图4-2所示图4-2P3口%J第二功能表1.3 DS18B20测温装置温度传感器即是大众化B产品，又是现代世界科研0高端发展前景好0产业,在生产生活中使用比较普遍，如军事领域、商业领域、医疗领域等均有它的身影,伴随科研的进步，在未来的生活中的应用也应当增长如鱼缸、厨房、浴池、煲汤锅等。假如这样的J话生活将会更舒适。本系统选用DS18b20这种型号0传感器便于携带、便于操作、单总线设计、感应敏捷、有集成库、读取数据以便、便于理解等，适合低温与高温的测量，集成库里温度取值比较小，并且数据比较全面。由于本设计是测量水的温度

11、，需要大面积的接触水，因此防水显得很必要。本系统选用的就是不锈钢单总线防水型温度传感器，它具有独特的单线总线接口，并且精确度高、操作简朴，在它的内部使用了集成库科技技术可进行文字体现。目前一切带湿度的检测都用到它如蔬菜大棚、食品房、果库B温度监测等系统中。单总线BS18b20的数据库图如下所示图4-3单总线DS18B20数据库图单总线DS18B20工作流程图如下所示图44工作流程图DS18B20的详细特点总结：它的输出三根引线：红色，黄色，绿色；也是5.0V供电；有防水，防潮，防生锈B功能；不需要任何外部元件，具有简朴B一种数据接口；具有912可调辨别率；可以测量的温度由上图可以看出来。DS1

12、8B20aJ构造图如图4-5所示。1.4 测水位装置水位的设计最初有三个方案（1）用滑动变阻器和浮球来实现水位B测量，即水位0变化推进滑动变阻器日勺变化，然后再通过AD转化。（2）采用超声波测量距离，即超声波感应水箱内水的变化来实现转化信号。（3）将被侧量B容器提成十等份，将十根彩排线分别固定在容器内十等份0不一样位置。通过三极管上拉电阻将电信号放大。由于种种原因最终决定用方案(3)o由固定在水中的十根高下不一样的彩排线的触电碰触水面与水底的一根电源线导通将变化传给与三极管上拉电阻相连接日勺单片机，最终展现水容器内的水0水量，该系统巧妙0用三极管与导线与上拉电阻连接来制成简易精确的水位检测装置

13、。1.5 12864显示装置刚开始做设计B时候试着用数码管，试着用字符显示屏，不过这些显示屏要么只能显示数字，不能显示文字，要么只能显示英文，这对中国顾客来说非常不以便。这样下来让系统有点不完美，没有到达预期效果，后来选择用12864显示。它有诸多长处，最大的长处是里面有文字库、比较直观、使用与拿放比较以便，顾客使用这些电子产品时感觉尤其舒心，上面的多种操作也轻易理解，例如：屏、电子计数器屏、IC公交刷卡器屏、液晶电视机、平板电脑、掌上型游戏机、复读机屏、电子广告屏等诸多电子产品。1CDI2864共有64*128个点阵，它内部的文字库给顾客减少了诸多麻烦，一种中文的生成，是需要256个的点数。

14、并且界面的明亮程度还可以进行控制。它非常易懂并且轻易操作，大大体现了它较与其他显示屏B优势，让顾客很轻易的就能看明白。下面对管脚做一种简朴简介表411CD-12864管脚简介管脚号管脚名称管脚作用1GNDGND电源接地2VCCVCC电源电压+5V3VO屏幕明暗程度显示4RS数据与指令5RW读写功能6E使能端7-14DB0DB7数据接口15PSB控制模块接口17RST复位19B1A暗光电源+5V20B1K暗光电源OV4.5发声装置系统中P0.0与发声器0一种接口连接，另一种接口与电源连接。制作原理是电磁感应。它价格廉价并且好用，并且由于它能起到提醒报警0功能被广泛0应用于各行各业。5硬件工作状况

15、简介单片机工作状况简介：此设计重要是运用了单片机的P1、P2脚，尚有少许的PO脚。重要是运用了输入输出功能，大部分P1引脚用于控制温度信号0输入以及转化后日勺输出，所有BP2引脚和少许BP1引脚用于控制水位信号转化后B输出。其中PO端口日勺一种引脚主导发生器发声日勺工作。防水型DS18b2O0工作状况：它共有三条引出导线。那根红色导线是正极，绿色B是负极，黄色B是数据线，将它的正极与电源的正极连接，负极与负极连接，数据接头与单片机P1口的一种引脚连接，即采集温度的变化传给单片机，由单片机的J程序与时序进行转化，然后显示在显示屏上。水位监测装置的工作状况：首先将所选容器的容积按十等份良好，然后将十根彩排线固定在事先分好的容器壁，水底放置一根电源线，这十根导线分别接三极管0基级，而十个三极管B发射级接着十个上拉电阻，集电极与单片机相连。彩排线接触水三极管导通就有信号，单片机将这种信息转化为可以显示的数字与文字。以便让顾客懂得水箱里的水还剩余多少；假如触点不