开题报告--吴江啸

4.主要参考文献
[1]柴钰.单片机原理及应用[M].西安：西安电子科技大学出版社,2009.2 [2]郑欢 .单片机原理与应用技术 [M]. 北京：高等教育出版社， 2004.11 [3]薛园园等.零基础学单片机 c 语音程序设计[M].北京：机械工业出版社， 2009.4 [4]林立，张俊亮.单片机原理及应用：基于 Proteus 和 Keil C[M].北京：电子 工业出版社，2014.8 [5] 王守华，董敏，李文峰 . 模拟电子技术 [M]. 西安：西安电子科技大学出版 社,2011.8 [6] 董敏，王守华，李旭红 . 数字电子技术 [M]. 西安：西安电子科技大学出版 社,2010.8 [7]赵龙， 郝润科， 王磊， 邱银， 胡骞.基于单片机的数字式智能饮水机设计[J]. 现代电子技术.2012 年 9 月 1 日第 35 卷第 17 期:113-115. [8]李刚.总线数字温度传感器 DS18B20 原理及应用[J].现代电子技术,2005. 28(21):77-99 [9]周航慈.智能仪器原理及应用[M]. 北京：电子工业出版社,2011.5 [10]杨将新，李华军，刘东骏.单片机程序设计及应用从基础到实践[M].北京： 电子工业出版社,2006.3 [11]戴佳，苗龙，陈斌 51 单片机应用系统开发典型实例[M]. 北京：中国电力 出版社,2005.7 [12]谢维成，杨加国.单片机原理与应用及 C51 程序设计[M]. 北京：清华大学 出版社,2009.7
热水口电磁阀关闭
热水口电磁阀开启
常温水口处红外对管是否阻断 Y 常温水口电磁阀开启
N
常温水口电磁阀关闭
Y 热水口处红外对管是否阻断
N 结束
图 3 出水控制子程序
2.2 调试
将软件系统在仿真机上进行仿真，以确定能否达到预定的效果。注意调试过程 中出现的各种问题，并认真解决之。仿真无误后，将程序下载到硬件电路中联合调 试。
温度检测
显示
水位检测
控 制 器
加热控制
过限报警
出水控制
图 1 系统硬件框图
该测控系统包括硬件部分和软件部分，硬件部分主要由控制器模块、温度采集 模块、电源模块、加热模块、出水控制模块、蜂鸣器、水位检测模块与显示模块组 成。利用加热模块加热，温度采集模块采集水箱中水温，并通过 LED 数码管显示检 测到的水温，当达到设定温度时自动停止加热，利用水位探针检测水箱中的水位， 低于设定水位时蜂鸣器报警，再通过电磁阀与红外对管控制出水，当水杯放在指定 位置，红外对管检测到水杯，将信号传到控制器，有控制器控制电磁阀打开防水。
2.3 论文提纲
第一部分：（摘要及关键字） 简要叙述此次设计的主要内容及核心原理，并将此凸显于关键字中。 第二部分：（正文） ①叙述选题的意义及目的； ②详实地描述设计的原理（包含设计方案的确定、原理框图、硬件电路各模块 的实现、各个器件的选择、软件设计、程序流程图等）； ③总结此设计的优缺点，并可提出还可改进的地方； ④致谢：向设计过程中帮助过自己的老师、同学致以衷心的感谢。 ⑤参考文献 第三部分：（附录） 包含硬件电路图及程序。
疑造成了水资源浪费。所以说，当今饮水机市场在这方面存在一定的缺口，作为本 科阶段的研究课题，我们可以针对该问题展开进一步的讨论和研究。
2.选题目的及意义：
现如今饮水机已经走进了千家万户，可以说成为了我们日常生活中不可或缺的 一件家用电器。目前广泛使用的饮水机具有价格低廉，制造简单等优点。但随着用 户长时间使用，这些饮水机功能单一、使用不方便、能耗较大、长时间饮用饮水机 的水对健康不利等优点逐渐暴漏出来。传统的饮水机有以下几个局限性：第一，功 能简单，只有简单的温度控制，大多数不能进行实时温度监测。第二，使用较为不 方便，饮水机的出水开关需要人为控制。第三，目前广泛使用的饮水机没有防干烧 装置，存在很大的安全隐患。 通过对国内外饮水机行业现状的分析与研究，我们发现目前市场在饮水安全、 健康、实用、经济、环保，尤其是饮水安全与健康的方面的发展已经接近饱和，大 多数饮水机生产厂家都会通过主打安全与健康牌来挤占市场份额，我们不能否认致 力于这方面的研究与开发的确能够达到吸引消费者的目的，也不能肯定饮水机生产 厂家没有考虑过在别的方向上进一步开发，但作为本科阶段的毕业设计，考虑通过 新颖的出水控制方式来吸引眼球不失为一种好的方法。毕竟这是一种可行性很高的 设计方案，对本科阶段毕业生来讲既不是特别难以完成，也不乏挑战性。 单片机作为一种简单、可靠、易行的控制工具，在本科生毕业设计当中出场率 很高。同时，单片机的应用领域也越来越广泛，特别在工业控制和仪器仪表智能化 中扮演着极其重要的角色。这次的设计自动饮水机就是单片机结合传感器的一个简 单应用。 本次设计的基于 AT89C52 的自动饮水机，采用 DS18B20 检测温度并通过数码管 实时显示水温，通过电磁阀控制饮水机出水，并且安装防干烧装置，使在饮水机的 使用上更加的安全、快捷、方便。 同时，我们也可以通过这次设计巩固、加深和扩大我们对单片机应用的了解与 实践，提高综合及灵活运用所学知识解决实际问题的能力；培养针对课题需要，选 择和查阅有关手册、图表及文献资料的自学能力，提高组成系统、调试的动手能力； 通过对课题设计方案的分析、选择、比较、熟悉单片机应用系统开发、研发的过程， 硬件电路设计的方法、内容及步骤。
选题类型
应用
一、选题依据(简述国内外研究现状、生产需求状况,
列出主要参考文献)：
说明选题目的、意义，
1.国内外研究现状、生产需求状况：
二十世纪八十年代饮水机行业蓬勃发展,在小家电领域里的热度随着近年来国 人生活水平的质量提高而逐年攀升。 饮水机顾名思义就是解决人们饮水问题而诞生的家用产品。因提升人们的饮水 质量和生活品位而成为时尚备受国人喜爱。 最初的饮水机是人们饮用桶装水的家用 产品,分立式和台式两大类。为满足国人的饮水习惯,饮水机的功能又实现了加热和 制冷效果,此阶段桶装纯净水为饮水机的诞生与发展起到关键作用。 我国的饮水机生产发源并扬名于长三角的浙江，上个世纪末，我国第一台饮水 机就在此诞生。中国饮水机市场销售量呈逐年递增趋势,2006 年市场容量突破 3300 万台,产业规模达到 1500 亿元,与 2005 年相比 2006 年饮水机零售量增长了 33%,零 售额增长了 51%。从此以后，生产商似乎不断致力于推进饮水质量的标准，如水质 更加健康，饮水更加安全，pH 值更加趋近于弱碱性的 7.8，有些饮水机甚至具备自 动消毒功能。达到了饮水安全、健康、方便、实用、经济、环保的目的，同时不可 否认的是中国饮水机行业目前“百家争鸣”的局面，尚缺乏一个统一的行业规范与 标准，销售服务网络也不够完备，服务水平也急需提高，这一切都有待行业同仁共 同努力。 国外的饮水机行业虽然领先中国数十年， 但发展模式与发展方向似乎差异甚微， 饮水机市场相继亮相的各式各样的饮水机都是国内外饮水机生产企业把握新的发展 形式开发制造的全新饮水概念的饮水机。当然，饮水机生产厂商在这些领域的竞争 无疑非常激烈，但似乎不曾从其他角度考虑过饮水机在市场当中的竞争力，特别是 用户体验，比如如何让用户更方便地使用饮水机，在这方面直饮式饮水机开创了先 河，但似乎并没有获得市场的广泛认可，不得不说其自身拥有不可忽视的缺点，例 如出水口的卫生条件没有办法做到绝对安全。另外，成年人或儿童对出水高度的要 求不同，而出水高度直接决定于水压，若对其进行精密控制则难度相当大，不易实 现。而且使用者使用时通常先开启出水开关，然后判断水柱位置再进行饮用，这无
1.1 基本功能
本次设计的是自动饮水机，该系统主要有以下基本功能： 1.加热：饮水机开启时自动加热，到目标温度时断电。 2.检测温度：采集加热水箱中的水温。 3.LED 数码管显示：显示检测到的水温。 4.水位检测及报警：检测水箱中的水位，低于要求水位时蜂鸣器报警。 5.出水控制：自动检测控制出水。 6.状态显示：利用各色 LED 灯显示饮水机的开启、加热、保温、出水等状态。
2.1 系统软件设计
软件设计是温度控制以及出水控制系统设计的主要内容和重点，为了使设计出 来的软件功能明确，阅读调试方便，可靠性高，我们一般采用结构化的程序设计方 法。结构化的程序设计包括三方面的工作：自顶向底的设计，模块化编程和结构化 编程。考虑到可移植性和功能的升级扩展，以及调试的方便性，本设计采用模块化 设计。由于汇编语言程序的可读性和可移植性比较差，为了提高单片机应用程序的 编制效率改善程序的可读性和可移植性，本设计采用 C 语言进行单片机程序设计。 该设计软件部分的功能要求主要是支持和驱动各部分模块按照功能需求正常 运作，具体如下：对热水壶中的水位进行实时监测，防止出现烧干现象。在水位正 常的前提下通过加热对热水壶中的水温进行控制，并实时显示水温。根据出水口处 的红外对管的通断信号进行分析，使控制器输出相应的出水控制信号，实现出水控 制。 基于单片机的自动饮水机软件实现模块化设计，采用 C 语言编写，主要包括：
1.2 主要技术参数
温度检测范围:0℃～100℃ 测量精度:±0.5℃ 控制温度：98℃ 温度控制精度：±1℃
2.设计思路
根据系统要求进行相关资料的查询， 对硬件进行可行性研究， 设计出系统方案。 系统主要功能模块有加热模块，继电器模块，测温模块，显示模块，水位检测模块， 出水控制模块，报警模块，状态显示模块等。根据分析，设计系统硬件框图如图 1 所示：
图 2 主程序
温度显示子程序主要是对 DS18B20 采集温度的输出信号进行分析， 转换为十进 制，通过数码管输出。由于 DS18B20 与微处理器间采用串行数据传送，因此在对 DS18B20 进行读写编程时，必须严格地保证读写时序，否则将无法读取测温结果。 在使 PL/M，C 等高级语言进行系统程序设计时，对 DS18B20 操作部分最好采用汇编 语言实现。DS18B20 在出厂时已配置为 12 位，读取温度时共读取 16 位，把后 12 位的二进制转化为十进制后乘以 0.0625 便为所测温度。前 5 个数字为符号位，当 前 5 位为 1 时，读取的温度为负数；当前 5 位为 0 时，读取的温度为正数。温度输