基于51单片机智能水表
重硬件——基于单片机的智能水表的设计毕业设计
基于单片机的智能水表的设计重硬件——基于单片机的智能水表的设计毕业设计目录摘要 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。
Abstract ..................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
目录 (1)第1章绪论 (1)1.1课题背景及意义 (1)1.2 传统水表 (2)1.2.1 传统水表的主要结构 (2)1.2.2 传统水表的主要特点 (2)1.3 智能水表 (2)1.3.1 智能水表的特点 (3)1.3.2 国内外智能水表的发展现状及发展趋势 (4)第2章智能水表的硬件设计 (6)2.1设计思想 (6)2.1.1 方案比较 (6)2.1.2 方案选择 (8)2.2智能水表的工作原理 (8)2.3智能水表的硬件结构 (9)2.3智能水表各模块芯片及器件的选型 (10)2.3.1微处理器的选择 (10)2.3.2传感器的选择 (13)2.3.3记忆单元组成的选择 (17)2.3.4控制阀门的选择 (19)2.3.5 IC卡的选择 (20)2.4各模块硬件电路设计 (21)2.4.1 IC卡读写电路 (21)2.4.2 液晶显示电路 (27)2.4.3 电源模块 (28)2.4.4 单片机模块 (30)2.4.5 记忆单元电路 (30)2.4.6 电磁阀控制电路的设计 (31)2.4.7 电源的设计 (33)2.4.8 检测模块的设计 (35)2.4.9 报警电路 (36)2.4.10防拆电路 (37)2.4.11复位电路 (37)2.4.12时钟电路 (38)2.4.13信号处理模块的设计 (39)2.4.14其它模块电路 (40)第3章智能水表的软件设计 (41)1第4章关于智能水表的节能及安全问题 (43)4.1 IC卡智能水表的低功耗问题 (43)4.2 低功耗解决方案 (43)4.3 IC卡智能水表的安全性问题 (44)4.4 安全性问题解决方案 (44)4.5对水表的物理性攻击的防范办法 (45)第5章结论 (46)参考文献 (47)谢辞 (48)附录 (49)1.相关电路图 (49)2.相关程序 (51)2.1报警程序 (51)2.2蜂鸣器程序 (52)2.3时钟程序 (52)3.protel电气原理图设计软件介绍 (54)3.1 protel电路板设计软件 (55)3.2 原理图的绘制 (56)3.3 PCB图的绘制 (56)4.外文资料翻译AT89C2051单片机简介 (59)基于单片机的智能水表的设计第1章绪论1.1课题背景及意义随着社会科学技术的高速发展，资源短缺现象日益严重，尤其是与人类生存嘻嘻相关的水资源日益缺乏。
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计[附程序+图]
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方案一：脉冲发讯集中抄收式智能水表系统
工作原理：由表具不断发出脉冲信号，经采集器对脉冲信号进行采集、累加、存储和数据上传。
优点：发讯式集抄系统目前在国内已普遍采推广应用方便,价格较低，只要生产厂商、系统集商严格把好每一环节的质量关，且发讯不随时间产生疲劳损伤，此系统不失为一种可供选择的、适于一定历史时期的过渡产品。
缺点：前期经济投入太多，需要大量的专业网络维护人员，维护工作量大。设计过于复杂，太难，且不容易实现[4]。
方案三：基于89C2051单片机的IC卡智能水表系统
工作原理：以接触IC卡或非接触射频卡作为媒介，将各种信息输入表中控制系统来自动开关阀门(供水或停水)，由用户到自来水公司网点先预购买水量，再将用水量通过IC卡输入表中控制系统，等水量用尽即自动关阀并中断水的供给，报警器在设定水量用完之前会自动报警以提醒用户购水，到达“先买水、后用水”的目的。
Keywords：single-chip computer；wiegand sensor；ICcard；intelligent watermeter
基于单片机的IC卡智能水表控制系统设计
1 绪论
1.1课题的背景及意义
环境与发展，是当今国际社会普遍关注的重大问题，保护环境是全人类的共同任务。水资源作为生态环境中的重要资源，是人类生活的生产中不可取代的资源，对一个国家的生存和发展也是极为重要的。水资源是一切生命的源泉，是人类不可缺少的物质条件，没有水人类就不能生存，没有水人类赖以自下而上的物质生产就不能发展。
缺点：(1) 初始化及维护工作量大；(2)磁铁强磁场干扰；(3)电能消耗。
方案二：基于CAN总线的智能水表自动抄收系统
工作原理：自动抄收系统主要由小区管理中心电脑(主控机)、水表数据采集器、采集服务器、中继站等几个部分组成，是一种智能化多用户能耗集中自动抄收系统。其原理是将原能耗计量表的流量转换为脉冲信号，经信号传输线至系统总线，由接口电路通过有线传输或主机直接抄读，最后经微机管理，实现耗能数据的自动处理。
基于PLC原理在51单片机上的自动抽水控制实现
基于PLC原理在51单片机上的自动抽水控制实现摘要1第1章绪论21.1 课题背景2第2章PLC简介32.1什么是PLC32.2 PLC的工作原理3第3章硬件介绍43.1 单片机抽水控制系统框图43.2 原理简介53.2.1电路的控制信号采集53.2.2水泵控制电路63.2.3指示灯63.3硬件选材与制作63.3.1控制芯片63.3.2控制开关73.3.3 5V电源73.3.4 水泵驱动电路73.3.5 指示灯的设计9第4章程序设计104.1程序流程图104.2主逻辑分析124.3提高程序稳定性14第5章结论与总结153.1 结论153.2 总结15参考文献16 实物照片18 附录120摘要本文介绍了一个使用51单片机实现自动抽水控制的设计。
整个设计的实现基于PLC(可编程逻辑控制器)原理。
本文将介绍具体设计具体实现的细节包括：软硬件的设计（其中遇到的问题及解决方式）；如何保证系统的系统稳定与可靠性；设备在实际运行过程中出现的故障及分析以及整个系统的成本。
在无人干预下设备平均运行时间不短于一个月。
关键词单片机；PLC；可靠性；故障分析第1章绪论1.1 课题背景在农村，用水不如城市方便，通常使用水泵抽水，但是很不方便，整个过程都需要人在旁边看着，以免水过多溢出。
科学的进步带给人们的是更好的生活方式，其表现形式是制造和改进工具，减轻劳动负担，提高劳动效率。
科学的进步更带给人们全新的思维方式以及解决问题的能力。
一直以来人类都以制造工具作为区分人与动物的一种最本质特点，人类制造的工具种类繁多，功能涵盖生活的各个方面，可以这么说，只要有人的地方处处充满着经过思维加工过的精妙设计。
人类文明灿烂绚丽，而历史现在正处在一个伟大的世纪，一个人类彻底变革的世纪。
有一种东西将把人类彻底的划分成两个时代，那就是20世纪诞生的计算机。
其重要意义在于人类所创造的工具将有可能完全脱离人工环节，完全的自动化。
计算机诞生于1947年，至今不到百年，就以其强大的力量改变了世界。
基于51单片机的家用水流量计设计毕业设计
基于51单片机的家用水流量计设计毕业设计摘要：本设计以实际家庭生活为背景，使用51单片机为主控芯片，设计了一种家用水流量计，可以实时监测和显示家庭用水量，并通过液晶显示屏显示当前用水量和累计用水量，方便家庭管理和用水计量。
该设计采用水流传感器检测水流，通过51单片机进行信号处理和计算，实现流量的准确测量。
设计还包括电源管理模块和通信接口，可接入家庭智能系统进行数据传输和远程监控。
通过实验验证，该设计具有较好的性能和稳定性，可以满足家庭生活中对水流量计的需求。
关键词：51单片机；水流量计；流量检测；液晶显示屏；家庭用水管理一、引言水资源是人类社会发展中不可或缺的重要资源，合理使用和管理水资源对节约水资源、保护环境等具有重要意义。
在家庭生活中，人们对用水量的控制和管理也变得越来越重要。
因此，设计一种家用水流量计，实时监测和显示家庭用水量，对于家庭用水管理具有重要意义。
二、设计原理1.水流传感器水流传感器是本设计中的重要组成部分，用于检测水流并将其转换成电信号。
常用的水流传感器有涡轮流量传感器和电磁流量传感器等。
在本设计中，选用涡轮流量传感器，其原理是通过涡轮旋转的速度来确定流量大小。
2.传感器信号处理与计算传感器输出的电信号经过滤波和放大等处理后，通过51单片机的AD 转换模块进行模数转换，得到相应的流量数值。
根据传感器的特性和流量的计算公式，可以进一步将流速转化为流量，并进行相应的数据处理。
3.信息显示模块为了方便用户了解当前用水量和累计用水量，设计了液晶显示屏。
通过51单片机的IO口和液晶显示屏进行通信，将实时的用水量和累计用水量显示在液晶显示屏上，使用户可以方便地获取信息。
三、系统设计1.硬件设计本设计的硬件主要包括水流量传感器模块、51单片机主控芯片、液晶显示屏、电源模块和通信接口。
水流量传感器模块用于检测水流，51单片机主控芯片用于信号处理和计算，液晶显示屏用于显示实时用水量和累计用水量，电源模块用于供电，通信接口用于连接家庭智能系统。
通过单片机实现智能水质监测系统
通过单片机实现智能水质监测系统智能水质监测系统是一种基于单片机技术的高效、准确的水质监测设备。
随着现代工业的发展和城市化进程的加速，水质污染已经成为一个普遍存在的问题。
因此，对水质进行监测和分析显得尤为重要。
本文将介绍通过单片机实现智能水质监测系统的原理和方法，并探讨其在实际应用中的优势和发展前景。
智能水质监测系统主要由传感器、单片机、显示屏和数据存储模块等组成。
传感器用于监测水质参数，例如温度、PH值、溶解氧、浑浊度等。
单片机则负责采集传感器数据，经过处理后将结果显示在显示屏上。
同时，数据存储模块可以将采集到的数据进行存储，以备后续分析和比较。
在实际应用中，智能水质监测系统具有以下几个优势。
首先，通过单片机技术可以实现对多个水质参数的同时监测，大大提高了监测效率和准确性。
传统的水质监测通常需要使用独立的仪器和设备进行测试，耗时耗力且结果不一定准确。
而智能水质监测系统则能够一次性获取多个参数的数据，准确度更高。
其次，智能水质监测系统通过单片机的实时处理能力，可以随时监测水质参数的变化情况，并及时发出警报。
当水质出现异常时，系统会自动报警，提醒用户采取相应的措施。
这种实时监测和预警的功能，能够有效防止因水质污染引发的健康问题和环境破坏。
另外，智能水质监测系统还可以与互联网相连，实现远程监控和数据共享。
通过将系统与云平台相连接，用户可以远程查看水质数据，并进行数据分析和比对。
这种方式不仅方便了用户，还为研究人员和监管部门提供了大量的水质数据，有助于更好地监控和管理水资源。
随着科技的不断进步，智能水质监测系统也在不断发展。
当前，一些新的技术正在被应用到智能水质监测系统中，例如人工智能和物联网技术。
通过人工智能算法的引入，系统可以更加准确地预测和分析水质趋势，提前做出相应的应对。
物联网技术则可以实现与其他设备的互联互通，进一步提高系统的智能化水平。
综上所述，通过单片机实现智能水质监测系统具有多个优势。
它不仅提高了水质监测的效率和准确性，还具备实时监测和预警、远程监控和数据共享等功能。
基于单片机MSP430的智能水表设计
图 １ 系统框图
２ 硬件设计
２．１ Ｍ ＳＰ４３０Ｆ１４９单 片 机 系统 中单 片 机 的 主要 功 能有 ：对 流量 信 号 进行
计 数 ，并计 算 累计 用 水 量 、本 月 用 水 量 和 可用 水 量 ； 从 Ｉｃ卡读 入 购 水 金 额 ，并 计算 购 水 量 ；根 据用 水 量 对 水 表 阀门进 行开关 控 制 ；通过 ＬＣＤ显示 器 显示 相 应 信 息 ；在 低 电压 或 可用 水 量 低 于 阀值 的情 况 下 进 行 报警 。
０ 引言
长期 以来 ，我 国居 民所 使 用 的水 表 普 遍 是普 通 机械 旋翼 湿式 水表 ，此方 式存 在着 收 费周期 长 、收 费 困难 、效率 低 下等缺 点 。随着 生 活水平 的不 断提 高 ， 住 宅 智能化 越来 越受 到 人们 的关 注 ，Ｉｃ卡 智 能水 表 实现 了预付 费 功能 ，不但 使物 业管 理更 加人 性化 ，也 方 便 了节 约水 资源 的科 学管 理 ，而且 “一 卡 通 ”安 全 可 靠 ，给人 们 的生活 带来 了便 利 。 因此 ，研 制一种 低 功 耗 、计量 准确 的智 能水 表显 得极 为重 要 。
１ 系 统 设计
该 智 能 水表 的设 计 原则 是 在 低 功耗 的前 提 下 ， 实 现多 功能 ，组 成框 图如 图 １所 示 。 系统 以价 格 低 廉 、低功耗、性能可靠 的单片机 ＭＳＰ４３０Ｆ１４９作为核 心 控制 芯片 ，完 成 ＩＣ卡读 写 、流量 采 集 、电 压监 测 、 电磁 阀控制 、ＬＣＤ显示 及报 警功 能 。
收 稿 日期 ：２０１２—０３—１４ 作者简介 ：沈燕妮 （１９８３），女 ，硕士 研究生 ，主要研 究 自动化仪 器仪表 ，嵌入式 开发 与应用等 。
毕业设计----基于51单片机的智能节水型水表的设计
基于51单片机的数显节水型水表的设计摘要：本设计是基于51单片机的一种数显节水型水表。
该水表是采用霍尔传感器采集水流信号,通过对现有水表的改进,并结合电子传感技术，设计出一种体积小,重量轻,全数显的节水型水表。
该数显水表的叶轮处安装上小磁柱,水表外壳上装有霍尔元件AH44E，霍尔元件接收到的信号被传入单片机，信号通过处理，传送到显示板上，显示板上分别带有可显示瞬时流量、累计流量的视窗、报警灯和报警器，显示板上盖有透明密封板。
本设计有如下的优点：一、准确反应瞬时流量和累计流量,读数准确,使用效果好；二、能够在超过用户设定值时提醒用户，起到了时时提醒用户节水的目的。
关键字：数显，霍尔传感器，小磁柱，显示板，报警The design of digital showed water-meter basedon 51 MicrocontrollerAbstract: This design is a saving meter which based on a digital display 51 microcontroller. The water meter is collected using Hall sensor signal flow through the improvement of the existing water meter, combined with electronic sensing technology,Design a small size, light weight, all figures show the water-meter. The figures show that the impeller to install water meters on the small cylinder. The water meter is equipped with a Hall element AH44E shell. Hall element received signal is passed to SCM. The signal is processed, sent to the display board. Display board can be displayed with the instantaneous flow, respectively, the cumulative flow window, alarm lights and alarm, the display board covered with a transparent sealing plate. This design has the following advantages: 1, accurately reflect the instantaneous flow and total flow rate, reading accuracy, and efficiency is good; 2, the user can set the value in more than remind the user, playing the purpose of saving time to time to remind the user.Keyword: Figures show, Hall sensors, small cylinders, display board, alarm目录1设计来源及设计意义 (3)2设计方案 (3)2.1总体设计 (3)2.1.1智能水表的硬件组成部分 (3)2.1.2智能水表应具有以下功能： (3)2.1.3智能水表实现方式 (3)2.2 理论基础 (4)2.2.1 AT89S51单片机 (4)2.2.2 AH44E霍尔传感器 (5)2.2.3 1602LCD液晶显示屏 (6)2.2.4 水流计 (7)3 硬件设计 (7)3.1 设计方案 (7)3.2电路图的设计 (8)3.2.1信号采集电路 (8)3.2.2数据显示电路 (9)3.2.3复位电路 (9)3.2.4 报警灯电路 (10)4 软件设计 (10)4.1主流程框图 (10)4.2按键扫描子程序框图 (12)4.3 流水量计数程序框图 (13)4.4报警子程序框图 (14)5 系统调试 (15)6总结 (15)致谢 (15)附录： (16)附录一：1602LCD简介 (16)附录二：霍尔元件简介及应用 (19)附录三：按键扫描子程序 (26)1设计来源及设计意义近年来，全球缺水问题已引起人们普遍关注。
(完整版)基于单片机的液位监测系统的设计(完美版)
目录一、概述 (1)二、系统设计方案的确定 (1)2.1功能需求分析 (1)2.2系统设计方案的选择 (1)三、部分电路的设计 (2)3.1传感器 (2)3.2单片机电路设计 (3)3.2.1 AT89C51功能及引脚分布 (3)3.2.2 振荡方式的选择 (5)3.2.3 复位电路的设计 (5)3.3AD转换电路的设计 (6)3.3.1 ADC0809主要信号引脚的功能 (6)3.3.2 ADC0809和AT851单片机的连接 (7)3.3.3 转换数据的传送 (8)3.4键盘输入电路的设计 (9)3.4.1 按键去抖 (9)3.4.2 键盘扫描方法 (10)3.5数显输出电路的设计 (11)3.6报警及控制电路的设计（略） (12)四、软件设计部分 (12)4.1原理图的绘制 (12)4.2流程图的设计 (12)五、心得体会 (12)参考文献 (13)附录 (13)基于单片机的液位检测系统的设计一、概述随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛使用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。
经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合使用所学知识的潜能。
另外，液位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛使用。
通过对模型的设计可很好的延伸到具体使用案例中。
本设计基于AT89C51单片机，包括测量电路部分、AD转换部分、键盘输入控制部分、液位实时数显输出部分以及液位控制部分（原理图中不涉及），还可在此基础上添加报警器（不涉及）。
本设计只是概念性设计了电路部分，并不涉及具体的数值设定，未经过实际使用检测。
二、系统设计方案的确定2.1 功能需求分析（1）要求能够实现较高精度的测量（2）以单片机AT89C51为基础，设计外围电路。
（3）电路设计，包括AD转换模块、数显模块、键盘输入模块（4）对测量电路的各种精度指标进行测试（非线性误差、重复性、滞后、灵敏度、抗侧向能力大小、温变对灵敏度的影响等指标）。
基于51单片机的ic卡智能水表课程设计
基于51单片机的ic卡智能水表课程设计基于51单片机的IC卡智能水表课程设计一、引言随着科技的发展和人们生活水平的提高，水资源的合理利用和管理变得愈发重要。
传统的水表只能实现简单的读数功能，无法满足现代社会对智能化水表的需求。
本文将介绍一种基于51单片机的IC 卡智能水表的课程设计方案，通过对IC卡的读写和水表计量功能的结合，实现对用户用水量的监测和管理。
二、课程设计方案1. 系统框架本课程设计采用51单片机作为控制核心，通过与IC卡、水表及相关传感器的连接与通信，实现智能水表的计量、存储和管理。
系统框架包括IC卡读写模块、水表计量模块、显示模块和数据管理模块。
2. IC卡读写模块IC卡作为存储用户信息和充值记录的介质，需要通过51单片机与系统进行数据交互。
本课程设计中，采用SPI总线通信协议，通过51单片机的SPI接口与IC卡进行通信，实现对IC卡的读写操作。
IC卡中存储了用户的身份信息、充值金额和消费记录等数据，通过读卡器读取IC卡中的数据，传输给51单片机进行处理。
3. 水表计量模块水表计量模块通过与水表传感器的连接与通信，实现对用户用水量的实时计量。
本课程设计中，采用脉冲计量的方式，水表传感器产生的脉冲信号通过51单片机的外部中断引脚接收并计数，实时记录用户的用水量。
通过设置合适的脉冲与用水量的换算关系，可以准确地计量用户的用水量。
4. 显示模块显示模块用于显示用户的用水量和剩余金额等信息，方便用户实时了解自己的用水情况。
本课程设计中，采用LCD液晶显示屏作为显示设备，通过51单片机与LCD显示屏进行通信，将计量数据和相关信息显示在屏幕上。
5. 数据管理模块数据管理模块用于对用户的用水量和消费记录进行管理和统计。
本课程设计中，采用EEPROM作为数据存储介质，通过51单片机与EEPROM进行通信，实现对用户信息、充值记录和消费记录等数据的读写操作。
通过数据管理模块，可以实现对用户用水量和消费情况的管理和查询。
基于51单片机的电热水器控制系统实物调试
基于51单片机的电热水器控制系统实物调试基于51单片机的电热水器控制系统实物调试一、引言电热水器作为家庭生活中常见的电器设备，其控制系统的设计和调试对于保证水温稳定和安全使用至关重要。
本文将以基于51单片机的电热水器控制系统实物调试为主题，介绍系统的硬件组成、软件设计以及调试过程，以期为读者提供参考和指导。
二、硬件组成1. 51单片机：作为控制系统的核心，通过编程实现控制逻辑和与其他硬件模块的通信。
2. 温度传感器：用于实时检测水温，并将检测结果传输给51单片机。
3. 按键开关：用于用户设置水温、启动和停止加热功能。
4. 继电器：控制电热水器加热元件的通断，实现加热和停止加热的功能。
5. 显示屏：用于显示当前水温、加热状态等信息。
三、软件设计1. 初始化：系统启动时，对各个硬件模块进行初始化设置，包括IO口配置、定时器设置等。
2. 按键检测：通过中断方式检测按键开关的状态，如用户设置水温、启动和停止加热功能。
3. 温度检测：定时检测温度传感器的输出，获取当前水温。
4. 控制逻辑：根据用户设置的水温和当前水温，决定是否开启继电器控制加热元件，以保持水温稳定。
5. 显示功能：将当前水温、加热状态等信息通过显示屏显示出来，方便用户观察和操作。
四、调试过程1. 硬件连接：将各个硬件模块按照设计要求正确连接，确保信号传输正常。
2. 编写代码：根据系统需求，编写相应的控制逻辑和显示功能的代码，并进行调试。
3. 调试温度传感器：通过模拟输入不同的温度值，检查温度传感器的输出是否与预期一致。
4. 调试按键开关：模拟按下不同的按键，检查系统是否正确响应，并根据按键状态进行相应的操作。
5. 调试继电器控制：通过模拟控制继电器的通断，检查加热元件是否正常工作。
6. 调试显示功能：检查显示屏是否正确显示当前水温、加热状态等信息。
7. 整体调试：将各个模块整合到系统中，进行整体调试，确保系统的稳定性和可靠性。
五、总结通过基于51单片机的电热水器控制系统实物调试，我们可以验证系统的硬件连接和软件设计是否符合预期要求，并对各个功能模块进行逐一调试，确保系统的稳定性和可靠性。
基于51单片机的电子式单相智能电表设计
山东农业大学毕 业 论 文 基于51单片机的电子式单相智能电表设计 院系： 机械与电子工程学院 专业班级： 电气工程及其自动化专业三班 届次：20**届 学生姓名： 学号： 指导教师： 二0**年六月六日……………………. ………………. …………………装订线……………….……. …………. …………. ………目录引言 (3)1传统电能表 (3)1.1电能表的发展 (3)1.2 电能表的发展前景 (3)2 智能电能表 (4)2.1智能电表的概念 (4)2.2 智能电能表的典型结构 (4)2.3智能电表的主要特点 (4)3系统设计的基本思路和具体设计任务以及结构框图 (4)3.1系统设计的基本思路 (4)3.2具体设计任务 (5)3.3 系统结构框图 (5)4系统硬件电路设计 (6)4.1 计量芯片ADE7757 (6)4.1.1 ADE7757功能及特点概述 (6)4.1.2 ADE7757计量芯片的内部结构和各引脚功能 (6)4.1.3 ADE7757的原理特性 (7)4.1.4 ADE7757与单片机的接口 (8)4.2电能计量电路设计 (8)4.2.1电压采集通道设计 (9)4.2.2电流采集通道设计 (10)4.2.3计量芯片与单片机之间连线 (11)4.3单片机外围电路设计及器件选择 (11)4.3.1 单片机STC89C52概述、引脚配置及功能概述 (11)4.3.2 单片机控制电路最小系统 (13)4.3.3 LCD显示器模块设计 (14)4.3.3.1 LCD显示器工作原理简介 (14)4.3.3.2 芯片1602简介 (14)4.3.3.3 显示电路设计 (16)4.3.4 数据存储模块设计 (16)4.3.4.1芯片24C02简介 (16)4.3.4.2 存储模块电路设计图 (17)4.3.5时钟模块设计 (18)4.3.5.1 DS1302简介 (18)4.3.5.2 时钟电路设计 (19)4.3.6 通信模块设计 (19)4.3.6.1单片机串行通信基础 (19)4.3.6.2 RS232串行口标准简介 (20)4.3.6.3 MAX232简介 (20)4.3.6.4 接口电路设计 (21)4.3.7 电源模块设计 (21)5 系统软件程序流程图以及上位机设计 (23)5.1主程序设计框图 (23)5.2 功率计量流程图 (23)5.3 按键查询流程图 (25)5.4上位机设计 (25)6 总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 (29)ContentsAbstracts (1)Introduction (1)1Traditional meters (1)1.1 The development of meters (1)1.2 The prospects of meters (2)2 Smart meters (2)2.1The concept of smart meters (2)2.2 The typical structure of smart meters (2)2.3The main features of smart meters (3)3The basic idea of system design and detailed design tasks and structure diagram (3)3.1The basic idea of system design (3)3.2The detailed design tasks (3)3.3 System structure diagram (4)4System hardware circuit design (4)4.1 Metering chip ADE7757 (4)4.1.1 ADE7757 functions and features Overview (5)4.1.2 ADE7757 chip's internal structure and function of each pin (6)4.1.3 The principle of ADE7757 (6)4.1.4ADE7757 and microcontroller interface (6)4.2 Energy Metering Circuit Design (7)4.2.1Design of voltage acquisition channels (8)4.2.2Design of the current acquisition channel (9)4.2.3Metering connection between the chip and the microcontroller (9)4.3 Single-chip peripheral circuit design and component selection (9)4.3.1 SCM STC89C52 overview, pin configuration and function overview .. 124.3.2 Minimum System of MCU control circuit (13)4.3.3 LCD display module design (13)4.3.3.1 LCD monitor works Introduction (13)4.3.3.2 Chip 1602 Introduction (14)4.3.3.3 Display circuit design (15)4.3.4 Design Data storage module (15)4.3.4.1 Chip 24C02 Introduction (16)4.3.4.2 The memory module circuit design (16)4.3.5Clock Module Design (16)4.3.5.1 DS1302 Introduction (17)4.3.5.2 Clock circuit design (18)4.3.6 Communication Module (18)4.3.6.1Serial communication infrastructure (18)4.3.6.2 RS232 serial port standard profiles (19)4.3.6.3 MAX232 Introduction.................................. 错误！未定义书签。
基于单片机的IC卡智能水表源代码
基于单片机的IC卡智能水表源代码作者：清华大学杨家沛；**************************************************************************；本系统所用CPU：PIC16F84；；采用外接RC经济阻容振荡方式：R=100K C=100P；时钟频率约72KHz；机器周期约56us；************************************************************************** INCLUDE “PIC 84.H”；PIC84头文件；**************************************************************************；液晶显示命令字定义；************************************************************************** SYSDIS EQU B'00000000' ；关闭液晶系统振荡和偏振命令字SYSEN EQU B'00000001' ；打开液晶系统振荡LCD ON EQU B'00000011' ；打开液晶偏振发生器BIAS 1 EQU B'00100000' ；液晶显示方式命令字；**************************************************************************；PIC I/O口线输入输出方式定义字；**************************************************************************O RB EQU B'01000110' ；RB口输出状态定义字；输出状态：RB0，RB3，RB4，RB5，RB7均为输出，RB1，RB2，RB6为输入；I RB EQU B'01100110' ；RB口输入状态定义字；输入状态：RB0，RB3，RB4，RB7为输出，RB1，RB2，RB5，RB6为输入；0 RA EQU B'11110000' ；RA口定义字；RA4为输入，低4位均为输出；**************************************************************************；各口线作用定义；**************************************************************************SWCH1 EQU RA2 ；开阀控制，低电平有效SWCH2 EQU RB0 ；关阀控制，低电平有效S VOLT EQU RB7 ；IC卡电源地控制（即控制IC卡座电源），低电平有效SDA EQU RA4 ；IC卡串行数据线（双向）SCL EQU RB4 ；IC卡时钟线S T EQU RB6 ；IC卡插卡检测线.=1 表明IC卡已插入SPK EQU RB3 ；蜂鸣器控制，高电平蜂鸣V_MONI EQU RB2 ；电池电压检测线.=1，说明电池电压正常，否则说明过低WR EQU RA1 ；液晶显示时钟输出，正跳变有效DATA EQU RA0 ；液晶串行数据输出，=1，为0；=0，为1CS EQU RA3 ；液晶片选控制，高电平有效（同时控制水脉冲，和IC卡）W IN EQU RB1 ；0.1m3脉冲输入线（负跳变有效）F KEY EQU RB5 ；作为防拆表输入线；**************************************************************************；IC84通用寄存器定义（共有68个）：地址为0CH—4FH；**************************************************************************XDATA EQU 0CH ；通用数据暂存单元CON1 EQU 0DH ；循环条件暂存单元CON2 EQU 0EH ；循环条件暂存单元CON3 EQU 0FH ；循环条件暂存单元CON4 EQU 10H ；循环条件暂存单元FLAG EQU 11H ；通用标志字节（各位意义见后）DFLG EQU 12H ；液晶显示标志字节（各位意义见后）DA1 DSP EQU 13H ；液晶显示高2位（BCD码）DA2 DSP EQU 14H ；液晶显示低2位（BCD码）L CON EQU 15H ；循环控制，如果=10 则读卡SW DL EQU 16H ；关阀延时数T CON EQU 17H ；FUNCTION KEY TEST COUNT（NO USE）ST FLG EQU 18H ；W CRC EQU 18HS0 EQU 2FH ；十六进制->十进制（BCD）中十六进制数暂存S1 EQU 2EH ；R0 EQU 13H ；转换后的BCD（4位）暂存R1 EQU 14HXDATA1 EQU 1AHXDATA2 EQU 1BHCON5 EQU 19HXDAT EQU 1CHF ST1 EQU 35H ；机器开始标志单元（正确的开始标志值为55HF ST2 EQU 36H ；以及0AAH）RANDHI EQU 4AH ；加密用随机数高字节RANDL0 EQU 4BH ；加密用随机数低字节；**************************************************************************；下列文件寄存器用来比较用户码及M1码；**************************************************************************F VAL EQU 37H ；电磁阀开关标志WQT H EQU 27H ；以下3单元为用水总量存储单元，此为高字节WQT M EQU 38H ；中字节WQT L EQU 39H ；低字节C RD EQU 3AH ；读卡条件W HI EQU 3BH ；以下2单元是剩水总量存储单元，此为高字节W LOW EQU 3CH ；低字节EFLG EQU 3DH ；写片内EEPROM剩水单元选择标志. 0选EEQ1，；否则选EEQ2；**************************************************************************；读IC卡标志；**************************************************************************READ F EQU 3EH ；如不等于0，则说明IC卡未被读过；**************************************************************************；下列各信息读自IC卡；**************************************************************************USER1 EQU 3FH ；用户码3字节，高USER2 EQU 40H ；中USER3 EQU 41H ；低M1 H EQU 42H ；M1码3字节高M1 M EQU 43H ；中M1 L EQU 44H ；低C RD0 EQU 45H ；原读卡条件YEAR EQU 46H ；年MON EQU 47H ；月DAY EQU 48H ；日HOUR EQU 49H ；时M2 H EQU 4AH ；M2码3字节M2 M EQU 4BH ；M2 L EQU 4CH ；WQ H EQU 4DH ；购水总量，高字节WQ L EQU 4EH ；低字节R CRC EQU 4FH ；校验码；**************************************************************************；液晶显示标志字节（12H），各位定义如下；**************************************************************************F WQF EQU 0H ；传感脉冲处理否标志位. =1，说明已被处理；否则，未处理READED EQU 1H ；读卡标志位. =1，说明IC卡已读F T C EQU 2H ；是工厂测试用IC卡否标志位.=1，说明是测试用IC卡F S T EQU 3H ；暂时未用AN KEY EQU 4H ；暂时未用F OFF EQU 5H ；暂时未用C LOW 2 EQU 6H ；暂时未用S OPEN EQU 7H ；显示开阀标志位.=1,说明开阀；=0，则显示关阀；**************************************************************************；标志字节（11H），各位定义如下；**************************************************************************F T EQU 0H ；小数点闪烁标志位.=1，则点亮小数点；=0则不显示CARD ON EQU 1H ；插卡标志位.=1，说明有IC卡F WQ EQU 2H ；干簧传感开关闭合标志位（即用水）.=1，说明闭合F VL EQU 3H ；电池电压过低标志位.=1，说明过低SW OPEN EQU 4H ；阀门已开否标志.=1说明阀已开；关C LOW EQU 5H ；剩水总量过低标志位.=1，说明过低C NUL EQU 6H ；已无剩水标志位。
基于51单片机的水温自动控制系统的设计
基于51单片机的水温自动控制系统的设计学生：汪凡，信息工程学院指导教师：朱嵘涛，信息工程学院一、题目来源题目来源于生产/社会实际。
二、研究背景及其意义目的随着社会主义现代化的发展，在科学技术突飞猛进的今天，人工智能起到不可忽视的作用。
尤其是各种智能化的仪器、仪表在农、工业的广泛应用给社会带来了极大的便利。
文章就是一个利用温度来实现简单智能控制的例子。
它完成了从温度的采集、转换、显示以及控制的一系列任务。
由于篇幅关系，文章并未深入探讨温度的具体实例。
例如根据温度来控制热水器、电风扇等与温度有关的设备，提供了一个通过温度来控制设备的基本思想和原理。
测温仪器在各个领域的应用，智能化是现代温控系统发展的主流方向，特别是今年来，温度控制系统已应用到生活的各个方面，但是温度控制一直是一个未开发的领域，是与人们息息相关的一个问题。
针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景和实际意义。
温度是科学技术中最基本的物理量之一。
物理、化学、生物等学科都离不开温度，在工业生产等许多领域，温度常常是表征对象和过渡状态的重要物理量。
各行各业对温度的要求越来越高，可见温度的测量和控制是非常重要的。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。
随着温度控制器应用越来越广泛，各种试用于不同场和的温度控制器应运而生。
目前市场上经销的温度控制系统大多是采用模拟电路及继电器控制，存在电路繁琐,可调节性差，受温度影响大，响应速度慢，有噪音等缺点，针对这些缺点我们对它进行了再次设计。
实现满足题目要求的水温自动控制系统需要解决以下两个方面的问题：一是高精度的水温测量电路及其数据处理的实现，另一个是控制方法及其控制电路实现的研究。
数字控制方法远远优于模拟控制方法。
目前，实现水温的高精度控制常采用数字控制方法，可用的控制算法有开关控制、经典PID控制、模糊控制等。
为了追求控制系统具有最小的稳态误差、最好的动态过程，即具有最小的超调量和最短的稳定时间，人们一直在不断研究各种控制方法的应用。
基于单片机的智能电表设计
摘要智能电表在传统电能表地基本功能上新增了自动化功能和智能化功能，智能电表内部带有功能较强地 MCU（微控制器单元），具备双向通信、双向计量和强大地控制功能.本次设计地主要内容是以单片机为核心，具备双向多费率计量、用户控制、数据双向通信、防窃电功能等多种智能化功能地智能电表.其是以微处理器或微控制器芯片(如单片机)为核心地可以存储大量地测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力地仪器.智能电能表一般具有自动测量功能，强大地数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单地故障提示，具有操作面板和显示器，有简单地报警功能.智能电能表是以微处理器或微控制器芯片(如单片机)为核心地可以存储大量地测量信息并具有对测量结果进行实时分析、综合和做出各种判断能力地仪器.智能电能表一般具有自动测量功能，强大地数据处理能力，进行自动调零和单位换算功能，能进行简单地故障提示，具有操作面板和显示器，有简单地报警功能.关键字：自动化功能、智能化功能、芯片AbstractSmart meters on the basic functions of the traditional energy meter new automation capabilities and intelligent features, smart meters with a more powerful internal MCU (microcontroller unit), with two-way communication, two-way metering and powerful control functions. The main content of the design of the microcontroller as the core, with two-way multi-rate measurements, the user control, two-way data communication, anti-tampering features a variety of intelligent features smart meters. The smart meter is microprocessor or microcontroller chip (SCM) as the core can store large amounts of measurement information and real-time analysis of the measurement results, and make a variety of instrument of judgment. Smart meter generally have simple measurement functions, powerful data processing capability, auto-zero and unit conversion function, simple fault tips, operator panel and display, alarm function.The smart meter is microprocessor or microcontroller chip (SCM) as the core can store large amounts of measurement information and real-time analysis of the measurement results, and make a variety of instrument of judgment. Smart meter generally have simple measurement functions, powerful data processing capability, auto-zero and unit conversion function, simple fault tips, operator panel and display, alarm function.Keyword：Automation functions, intelligent features, the chip第一章综述1.1电能表地发展史随着社会生活中工业、农业、商业以及居民生活地用电需求日益增长，人们对电能地交易日益频繁，电能表是衡量电能交易数额地计量器具，其技术性要求很高，既要求准确、更要求稳定，并保证长期可靠.1880年美国人爱迪生利用电解原理制成了直流电能表(即安时计).自1885年交流电地发现和应用给电能表地发展提出了新地要求，交流电能表从此应运而生.意大利科学院地物理学家弗拉里斯(Ferraris) 在1888年提出用旋转磁场地原理来测量电能量，即在一个可转动地导体上作用两个同频率但空间和相位不同地交变磁场，导体就能旋转.由此，交流感应式电能表又称作弗拉里表.当时，在美国电工技术学校有位教师也利用同一原理制造出感应式电能表地模型.这些理论和模型都是交流电能表雏形地萌芽.1889年，匈牙利岗兹公司一位德国人布勒泰制作成总重量为36.5kg地世界上第一块感应式电能表.从此，感应式电能表在电能计量应用中占据了极其重要地位.这块感应式电能表地电压铁芯重6kg，由于它没有单独地电流铁芯，因此电压铁芯总地电抗就必需做得很大，体积也就很大了.为了减少尺寸和重量，人们开始研究把电压与电流磁路分开，采用了独立电流铁芯，从而大大缩小了其体积.另外，在解决内相角地问题上，还使用过人工线路和合成磁场地方法.到1890年以后出现了带电铁芯地电能表，然而转动元件仍是一铜杯，反作用力矩地产生是依靠交流电磁铁.直到十九世纪末期才逐步开始采用直流磁铁，降低了旋转速度，增加了力矩，采用浇铸零件，改进了计数机构，同时采用了一个圆盘代替了原来一个盘一个杯地转动元件，并且使用铝盘来代替铜盘.在二十世纪很长地一段时期内，感应式电能表发展方向主要是在缩小体积和改善工作性能方面.二十世纪初，感应式电能表就得到了飞速发展.1905年出现了增加非工作磁路改进90°地方法，使电能表地各项参数有了很大提高.而后，随着一些性能较好地高导磁材料地出现，大大地减轻了电能表地重量并缩小了其体积，每只表地质量降到了 1.5～2kg，而且降低了其功率消耗.从三十年代开始，电能表采用铬钢、铝镍合金代替原来地钨铜，并通过降低电能表转盘地转速来降低其损耗，同时改善了电能表地负荷特性.当时，国外地感应式电能表地过负荷能力达到600％以上，而且采用双宝石轴承和磁力轴承，使电能表寿命长达15～30年.感应式电能表地突出优点就是结构简单、操作安全、维修方便、造价低廉，但是它也存在地许多缺点，如：准确度低、适用频率窄、功能单一等等.至此，感应式电能表在电能计量中已经得到了广泛地应用.随着微电子高新技术和电子工业地高速发展以及用电负荷特性地不同，对电能计量精度提出了新地要求，电子式电能表越来越显示出其优越性.由于机械感应式电能表地驱动线圈地低频窄带电磁特性，即对于基波外地各次谐波功率信号难以转换成等比例地驱动力矩，因而造成感应式电能表对非线性负荷、冲击负荷地计量误差较大问题.机械感应式电能表地精度低、非线性负荷计量误差大和难以实现各种功能地诸多缺点，造成感应式电能表发展停滞不前.随着电能表拥有着容易实现多功能、高精度、便于自动抄表及具有先进通讯接口等诸多功能扩展需要，促使各种新型地电子式电能表迅速发展.即使一些机电一体式地特种电能表，例如：分时多费率（TOU）电能表、有脉冲输出地电能表、多路最大需量表、预付费电卡电能表和电力定量器，它们采用感应式电能表作基表，同时应用电子电路来实现新地功能.在二十世纪六十年代末，日本衫山桌先生发明了时分割乘法器并且提出了其功率测量原理，实现了全电子化电能计量装置，并由日本横河株式会社生产了2885型数字功率变换器，受到全世界地关注.在这个原理基础上我国研制出单相和三相电子式数字功率电能标准表.随着电子技术地进一步发展，模拟-数字转换技术和大规模集成电路地逐步完善，促使各种性能和各种功能地电子式电能表逐步成为电能计量地主力军，尤其是多功能电能表地智能化功能日趋完善.近年，在国外电子式电能表发展非常快，芬兰、瑞典、挪威等北欧各国以及法国、英国、德国、西班牙、比利时和意大利等西欧许多国家，其工商用户计费电能表已实现100%电子化.居民用户地计费电能表也正在逐步电子化过程中，如法国2001年起已停止购买安装感应式电能表；意大利在2005年已经将全部感应式电能表更新为自动抄表地电子式电能表；英国目前已有80%居民计费用表为电子式电能表.现在上海电网65%以上地居民使用了电子式电能表.在我国，电力生产对计划调度、经济调度要求愈来愈高.电力生产地特点是发、供、用电同时完成，因此，电能作为一种不可储存商品地流通使用过程中，对其准确计量有其特殊性.为调节负荷用电时段，以解决日渐突出地电力供求矛盾，在不增添设备，不扩大设备容量地前提下，主要通过两种方法来解决：一是通过行政手段，在用电高峰时限、拉电；二是通过经济手段，实行分时电价，即提高用电高峰时段电能地售价，降低用电低谷时段电能地售价.为此，电力部门广泛地使用有多个计度器能在不同费率时段内记录交流有功或无功电能地复费率电能表.2003年，国家在保持电价总水平基本稳定地前提下，大力推行峰谷分时计电价，鼓励用户合理移峰填谷用电.同时，要求完善两部制电价制度，扩大多功能表应用范围，为多费率和多功能电能表带来了广阔地应用空间.复费率多功能电能表地出现，目前正处于感应式机械电能表向电子式电能表地转变过程中，其基本上分为机械式、机电一体式及全电子式三种.其中，全新地全电子式复费率电能表则改变了传统地感应式电能表地外形，并具独特地多功能优势.自2000年开始，上海电网率先在国内推广应用复费率分时电能表，即实行居民电费分时记度——单相两费率电能表(黑白表)用地双步进电机控制驱动专用集成电路，用两个机械记度器分别显示白天和黑夜地用电量.当前电能表正向着全电子式、多功能、具有标准通讯接口以及远程抄控功能地方向发展.1.2智能电能表地典型结构从结构上来说，智能电能表是一个专用地微型计算机系统，它主要由硬件和软件两部分组成.硬件部分主要包括信号地输入通道，微控制器或微控制器及其外围电路、标准通信接口、人机交换通道，输出通道.输入通道和输出通道用来输入输出模拟量信号和数字量信号，它们通常由传感器元件、信号调理电路、A/D转换器、D/A转换器等组成.微控制器及其外围电路用来存储程序、数据并进行一系列地运算和处理，通常包括程序存储器、数据存储器、输入输出接口电路等组成.人机交换通道是人与仪器相互沟通地主要渠道，它主要由键盘、数码拨盘、打印机、显示器等组成.标准通信接口电路用于实现仪器与计算机地联系，以使仪器可以接受计算机地程控指令，目前用于智能电能表地通信接口主要有GPIB、RS-232C等.智能电能表地软件部分主要包括监控程序和接口管理程序两部分.其中监控程序面向仪器面板键盘和显示器，通过键盘操作输入并存储所设置地功能、操作方式与工作参数。
基于单片机智能电水壶控制系统设计毕业论文
教学单位信息工程系学生学号2091234141本科毕业论文（设计）题目基于单片机智能电水壶控制系统设计学生姓名张俊专业名称电子信息工程指导教师丁么明邬小林2012年12月20日基于单片机智能电水壶控制系统设计摘要：本课题设计介绍了MCS-51系列单片机为控制芯片，对电热水壶工作进行控制的方法。
通过电加热电路对水进行加热，并对水的温度进行采样，采样信号通过DS18B20将数字量送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LCD1602显示，并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统。
单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、LM393芯片等组成的单片机控制电路、温度检测电路、键盘及显示电路和温度加热电路。
整个系统的关键电路是单片机控制电路，完成信号的输入和输出的转换，即可将温度检测电路采样的输入信号通过温度传感器进行处理加工后输出到显示器进行显示，并可以通过控制器控制温度，同时当水加热超过指定的温度以后，蜂鸣器工作报警，水温低于设定的温度值时，系统又开始自行运行，另外电水壶控制系统可以防止干烧。
关键字：单片机；温度控制；控制器Based on the SCM smart kettle control system Abstract:The design of this project MCS-51 series single-chip controller chip control, electric kettle work. Water through the heating circuit of the electrically heated, and the temperature of the water is sampled, sampled signal by the DS18B20 will digital quantity fed to the microcontroller system, after computer processing, combining the keyboard control for LCD1602 display, and to achieve the control on the temperature of the water and more than the water temperature alarm system. Microcontroller control Kettle hardware configuration including the 8051, LM393 chip microcontroller control circuit, temperature detection circuit, keyboard and display circuit and temperature heating circuit. Key circuit of the entire system is the SCM control circuit, and signals the completion of the conversion of the input and output, the input signal can be sampled by the temperature detection circuit by the temperature sensor for processing processing output to the display to display, and the temperature can be controlled by the controller, exceeds the specified temperature when the water was heated at the same time, the buzzer alarm, and when the water temperature is below the set temperature value, the system began to run on its own, another Kettle control system can prevent dry [15].Key Words:SCM；Temperature control；Controller目录1、引言 (1)2、热水壶控制系统相关技术总体概述 (3)2.1单片机简述 (3)2.1.1单片机的组成 (3)2.1.2单片机的特点 (3)2.1.3单片机的应用 (4)2.2 keil软件语言简介 (5)2.3 方案选择与相关技术 (6)2.3.1系统方案的选择方案与论证 (6)2.3.2单片机芯片选择方案与论证 (6)2.3.3显示模块的选择方案与论证 (7)2.3.4报警部分选择 (7)2.3.5电源电路选择方案与论证 (7)2.4系统总体设计框图 (8)3、电热水壶控制系统的硬件设计 (9)3.1电源转换电路 (9)3.2单片机最小系统 (9)3.2.1单片机时钟电路 (9)3.2.2单片机的复位电路 (10)3.2.3单片机的最小系统 (11)3.3温度采集模块 (12)3.4继电器介绍 (12)3.5键盘及显示电路 (13)3.5.1键盘输入特点 (13)3.5.2LCD1602显示器说明 (14)3.6 加热电路和报警装置 (15)3.6.1加热电路 (15)3.6.2报警装置 (16)3.7整体电路设计 (17)4、单片机的软件设计 (18)4.1总的程序设计框图 (18)4.2读出温度子程序 (19)4.3计算温度子程序 (21)4.4温度保持在某一设定值子程序 (22)5、系统联合调试 (24)5.1硬件调试 (24)5.2软件调试 (24)5.3整机调试 (24)6、结论 (25)参考文献 (26)附录 (27)谢辞 (34)1、引言经过几十年的发展，中国电热壶市场已经进入成熟期。
基于单片机的无磁传感水表的设计
传感器与微系统(Transducer and M icr osyste m Technol ogies) 2006年第25卷第3期基于单片机的无磁传感水表的设计黎洪生,张 英(武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070)摘 要:介绍了一种新型低功耗无磁水表的设计。
对水量的各种测量方法进行了比较分析,并详细叙述了无磁传感器利用LC振荡电路来测量水量的原理。
主控器采用目前国际上功耗最低的MSP430F W427单片机,该单片机能够利用内部流量扫描模块(SC AN I F)有效地转换振荡波形,不需要外部流量检测I C,提高测量的精度和灵敏度。
重点说明了如何利用MSP430F W单片机实现水量检测的原理和相关部分的软件、硬件设计及系统低功耗的实现方法。
关键词:LC振荡;无磁水表;低功耗中图分类号:TP273 文献标识码:B 文章编号:1000-9787(2006)03-0054-03Desi gn of nonmagneti c water meter based on chi pm i croco mputerL I Hong2sheng,ZHANG Ying(School of Auto ma ti on,W uhan Un i versity of Technology,W uhan430070,Ch i n a)Abstract:Design of a ne w type of water meter with non magnetic and l ow power is described.A ll kinds of fl owmeasure ments are analyzed,and the p rinci p le of the non magnetic sens or which uses LC oscillating circuit t omeasure water fl ow are discussed in detail.TheM SP430F W427is used as contr olMC U.The functi on is realized bythe SC AN I F module without I C circuit external,which i m p r oves the p recisi on and sensitivity of fl ow measure ment.The realizati on of the fluid fl ow measurement and the correlative design of hard ware and s oft w are are intr oduced.Key words:LC oscillating circuit;water meter with non magnetic;l ow power0 引 言水资源危机导致整个社会对水的重视程度越来越高,使得水资源管理信息系统的建立显得非常重要[1]。
基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计--毕业设计
毕业设计基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计摘要本设计采用STC89C51单片机为核心来设计智能电热水器。
本设计也对单片机控制电热水器实现智能化的可能性进行了分析，利用温度传感器、和继电器等来完成本设计。
在硬件设计方面，主要对单片机最小系统及其扩展、电源电路、键盘显示及接口电路、水温检测电路、报警电路进行了详细介绍。
还详细介绍了设计中应用到的主要芯片的性能和特点，包括STC89C51、DS18B20等。
在软件设计方面，采用C语言编程。
该智能电热水器设计完善，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。
关键词：STC89C51，DS18B20，智能ABSTRACTAs technology make a good progress, the applications of single-chip microcomputer become mature all the time. The single-chip microcomputer integrates the various components in a chip, uses the internal bus structure, reduces the connection in different chips, enhanced greatly the reliability and anti-jamming capability. In the development of single-chip microcomputer, due to its excellent cost performance, high integration, small size, high reliability, it has been used as a control center all the time.Since the birth of single-chip microcomputer, it began to walk into a human’s life, such as washing machines, refrigerators, electronic toys, DMB, which equipped with the single-chip microcomputer, and improved their intelligence, ability. People, who used them, will love them better. The single-chip microcomputer makes human’s life more convenient, comfortable and colorful. As a result, I use single-chip microcomputer to design intelligent electric water heaters.This paper mainly discusses the intelligent electric water heater how to work. To achieve system goals, in deep analysis of the STC89C51, I made a set of simple and practical control system design. The system is mainly to use single-chip microcomputer to control centers, with specific hardware architecture and the corresponding software design, thus the intelligence of the water heater would become true.Keywords: single-chip microcomputer, controller, intelligence目录第1章绪论 ·······················································································1.1 选题的背景、目的及意义 ·······························································1.2 国内外的研究状况和成果 ·······························································1.3 研究设想和实验设计 ·····································································第2章硬件系统设计 ·········································································2.1 方案验证 ····················································································2.2 硬件系统设计 ··············································································2.2.1 电源电路 ···········································································2.2.2 键盘/显示接口电路······························································2.2.5 报警电路 ···········································································2.2.6 模数转换电路 ·····································································2.2.7 温度检测电路 ·····································································2.2.8 水位检测电路 ·····································································2.2.9 STC89C51功能及特性介绍 ·····················································第3章软件系统设计 ·········································································3.1 主程序流程框图 ·····································································结论······································································································参考文献 ······························································································致谢······································································································附录1程序清单····················································································附录2 电源电路原理图·········································································附录３智能电热水器原理图附录３英文翻译附录4 中文资料第1章绪论1.1 选题的背景、目的及意义据不完全统计，我市城镇居民家庭以电热水器为主，占总量的60％以上；从前风光无限的燃气热水器渐渐地黯然失色，市场份额仅剩不足20％；新兴的太阳能热水器虽然受到安装条件的限制，但其安全、环保的性能广受消费者青睐，发展态势迅猛，市场占有率已达到15％左右。
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二、系统总体构造
➢ 设计采用STC89C51作为本设计的主控芯片，通过LCD1602 进行实时显示信息，采用霍尔型水流传感器YF-S401进行采 集用水量和水流速度，设计可以通过按键进行设置单次用 水量，并且存储在AT24C02中，当单次用水量超过设定值 时系统发送声光报警提示。同时系统能够记录中的用水量 并且具有掉电存储。
C C V C C V 12345678901234567890 22222222233333333334 EC LC P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0 AV PSEN EA/VPP 21 LL AAD TTN P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7XXG 3 USTC89C51 01234567890 123456789 11111111112 3 C F C P C 0 V 3 1 1 键 Y12MHZ F C P 按 0 3 位 2 复 C10UF 12 DD K 口 1 0 XX R1 载 TR 2 U下
原理图如下所示，将数据口
D0-D7连接到51单片机的P0上方 便进行数据的传输；而VL口接一 个可调电位器，当调节电位器位 置改变时接入VL的电压也随之变 化进行显示的清晰度也随之变化，
所以在实际时采用电位器而不采
用固定阻值的电阻就是为了能够
方便的调节以使用在电压不同的 场 合 ； E 是 片 选 信 号 ， R/W 是 读 写信号，RS是寄存器选择信号分 别用一个IO口进行控制。
复位电路 晶振电路 电源电路 独立按键
STC89C52 主控芯片
蜂鸣器/LED提示 电路
AT24C02存储芯 片
LCD1602显示电 路
霍尔型水流传感 器YF-S401
三、硬件设计
单片机最小系统说的 通熟易懂的话就是以最少 的元器件组成能让单片机 正常工作的系统。主要包 括单片机、时钟电路、复 位电路、5V电源组成。 ①.时钟电路提供的时钟 信号给单片机提供一个时 间基准； ②.复位电路是为了使单 片机回到原始状态重新执 行程序； ③.5V电源 为了给单片 机 供电以正常的工作。
单片机最小系统设计
三、硬件设计
液晶显示模块设计
KAD LL76543210SLD VBDDDDDDDDEW/RRVVSSV 1 2061DCLQ 6543210 987654321 1111111 76543210S DDDDDDDDEW/RR C C C V C V K 2 0 C 1R C V 21
这样通过检测I/O口是否有出 现低电平然后消抖就可以判断是 否有按键按下，在对应执行相应 的功能。
四、软件设计
主程序设计
主函数void main()是程序的 入口函数，单片机上电后先进行 初始化，重置变量数值，然后对 外围器件进行初始化，完后进入 死循环不断的检测处理。如果没 有进入死循环的话，那么程序就 只执行一遍就退出了，而达不到 实时检测的效果。
y=1？ 是
Add=0x80+x;
否 Add=0xc0+x;
写入地址
*s！=‘\0’？ 是
写入*s数据 否
地址s++
返回
四、软件设计
定时器1中断子程序设计
当定时器溢出时会产生一个中断 信号，进入中断后，需要重新对 定时器赋初值，然后通过判断是 否1s定时完成，如果定时完成则 进行计算频率。由于每次产生中 断都会出现一些误差所以还需要 对计算的脉冲进一步的校准，以 得到精度更高的结果，然后进行 计算流量，水流速度。
三、硬件设计
数据存储模块设计
原理图如下所示，AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质 上减少了器件的功耗。AT24C02有一个8字节页写缓冲器。该 器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。
本设计中用到一个AT24C02芯片所以直接将A0、A1、A2 三个引脚都连接到GND，而WP写保护引脚通用接到GND上， 这样方便读/写操作。而SDA和SCL分别接到432 YYY EEE KKK 键键键 值值置 减加设
电路图如右边所示，按键一 端连接单片机的I/O口，另一端连 接电源地。而单片机的I/O在悬空 没有作为输出的情况下是默认高 电平，当按键按下后相当于I/O口 短接电源地，这种按键是金属接 触的方式所以会有抖动纹波的情 况，所以在程序中需要适当的加 上短暂的延时消抖。
定时中断 重新赋初值 TH1=TH;TL1=TL;
判断1S是否定 时完成 是
计算脉冲数量
重置定时变量
校准频率
否
中断次数+1 T1_num++;
计算水流量和流速
返回
五、总结
通过这次设计，我学到了不少课本、课堂上没涉及到的 知识。学会了将以前学过的零散的知识联系在一起解决问题， 也锻炼了自己的动手能力。经过长时间的硬件设计、软件调 试，本系统基本完成要求的功能。不足之处有：1.硬件的稳 定性有待进一步提高。2.系统界面人性化还不足。
我的综合设计主要涉及硬件和软件两方面的内容，通过 这些我的硬件和软件开发能力都获得了提高。首先硬件方面， 基本掌握了原理图绘制软件的使用方法，并设计了一个单片 机最小系统。通过硬件电路搭建的过程，使我对51系单片机 的接口有了更深层次的理解，熟悉了一些单片机常用的外围 电路引脚和连接方法，如LCD液晶，键盘等。并且提高对问 题的分析和解决能力，加深了对所学理论知识的理解和运用。
基于51单片机智能水表
目录
1 设计目的和意义 2 系统总体构造 3 硬件设计 4 软件设计 5 总结
一、设计目的和意义
水资源短缺现象日益严重,加强用水科学管理是当前首要任务。 长期以来，我国城镇居民都是先用水后交费，采用人工抄表、 按户收费的方式。传统水表主要结构由硬件构成，以相对固 定形式确定下来，所实现的功能较单一。因此研制一种低功 耗、计量精确方便的智能水表显得极为重要。20世纪90年代 初期，中国各地对水表计量精度等级达到A级就满足了，而 美国普遍要求相当于国际标准的C级。近年来世界性共同倾 向对水表的质量要求提高，向工业发达国家靠近，如乌拉圭 国家要求速度式C级计量精度等级，澳大利亚要求D级。中国 市场上，速度式水表从B级到C级，容积式从C级到D级，纯净 水用户指定要求D级水表。我国的传统水表必须进行改进才 能适应社会和经济的发展。测量精度高、功能强、可靠性好、 智能化、小型化、使用灵活方便成为了研究本设计的重要的 方向。
C LCSADS C V 8765 C W C S LCSADS V D N210 GAAA 4 20C42TAU 4321
Z 器 Z U 鸣 2 B+ 蜂Q 0 5 4 5 K 8 1R S 3 Q C C V
三、硬件设计
蜂鸣器模块设计
原理图如左边所示。蜂鸣器 选用5V电磁式有源蜂鸣器，由于 蜂鸣器的工作电流一般比较大， 以至于单片机的I/O口是无法直接 驱动的，所以要利用三极管开关 电路来驱动。本处选用的是8550 三极管，它是一个PNP型的三极 管。基极串联一个1K的电阻连接 到 单 片 机 的 I/O 口 时 。 当 I/O 口 输 出低电平时，三极管导通，蜂鸣 器鸣叫；当I/O口输出高电平时， 三极管截止，蜂鸣器停止鸣叫。
谢谢！
开始
LCD1602初始化
定时器/计数器初始 化
读取存储在 AT24C02的数据
按键检测与处理
判断是否正常 显示set_f==0？
是 显示用水量信息
否 显示设置流量限值
四、软件设计
LCD1602显示子程序设计
开始
首先需要将显示位置的地址
通过命令写入，然后将数据按顺
序的进行写入即可。在写入地址
后显示第一个内容后地址会自动 加一。函数名lcd1602_write_char acter(uchar x，uchar y，uchar *p)， 参数为x，y，*s，其中的x，y表 示在液晶显示屏上的位置坐标， *s是需要显示的字符数组。程序 会根据位置坐标计算出显示位置 的首地址。