水温水位控制系统
基于单片机的水温水位控制系统设计
基于单片机的水温水位控制系统设计设计基于单片机的水温水位控制系统需要考虑多个方面，包括硬件设计、传感器选择、控制算法等。
下面是一个简单的框架，供参考：1. 系统架构设计：•确定系统的功能模块，包括水温控制、水位控制、传感器接口、用户界面等。
2. 硬件设计：•选择合适的单片机，考虑到控制的实时性，通常选择性能较高的单片机，如Arduino、STM32等。
•设计电源电路，确保系统能够稳定工作。
•选择和设计合适的传感器接口电路，如温度传感器、水位传感器等。
3. 传感器选择和接口设计：•温度传感器：选择合适的温度传感器，如DS18B20，并设计接口电路进行连接。
•水位传感器：选择水位传感器，如浮球开关传感器，超声波水位传感器等，并设计接口电路。
4. 用户界面设计：•设计一个简单的用户界面，可以使用液晶显示屏（LCD）、LED 指示灯等，以显示当前水温、水位状态等信息。
•如果有需要，可以加入按键、旋钮等元件，以便用户进行设置和操作。
5. 控制算法设计：•制定水温和水位的控制算法，考虑到系统的实时性和稳定性。
•温度控制：可以使用PID（比例-积分-微分）控制算法，根据温度传感器的反馈调节加热器或冷却器的工作状态。
•水位控制：可以根据水位传感器的反馈，控制水泵的启停，以维持水位在设定范围内。
6. 通信模块设计（可选）：•如果需要，可以考虑加入通信模块，如Wi-Fi模块、蓝牙模块，使系统可以通过手机或电脑进行远程监控和控制。
7. 安全保护设计：•考虑加入安全保护机制，如过温保护、过水位保护等，以确保系统运行的安全性。
8. 软件编程：•编写单片机的控制程序，根据设计的算法进行编程。
•确保程序的鲁棒性，考虑异常情况的处理。
9. 调试和测试：•在实际硬件上进行调试和测试，确保系统稳定可靠。
10. 性能优化：•对系统进行性能优化，如功耗优化、响应速度优化等。
以上是一个基本的设计框架，具体的实现需要根据具体需求和条件进行调整。
基于单片机的水温水位控制系统设计
四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温，可以满足不同用户的需求。 此外，通过优化系统的硬件设计和软件设计，可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域，也可以应用于工业生产中的液体控 制，具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响，系统可能会受到干扰。因此，需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施，如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗，可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时，可以进入休眠模式，降低功耗。当有数据需要处理时，系统被唤 醒，进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能：数据的采集、处理、显示和控制。首先， 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后，单片机 对采集到的数据进行处理，判断水位和水温是否正常。如果异常，则启动相应的 执行机构进行调节。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统，实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点，同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及，智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中，基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制，以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写，主要包括以下几个部分：数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集：通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
水温控制系统方案讲解课件
展示联调过程中的实时 数据和曲线，包括温度 、流量、压力等参数的 变化情况。
数据对比
将联调数据与理论计算 值或历史数据进行对比 ，分析偏差原因和影响 因素。
数据分析
采用统计和分析方法对 联调数据进行处理，提 取关键指标和规律，为 系统优化提供依据。
06
项目总结与未来展望
本次项目成果回顾以及经验教训分享
03
硬件平台搭建与测试验证
关键硬件组件选型及原因阐述
传感器
选择DS18B20温度传感器，其测量范围广、精度高，适用于本系 统。
控制器
选用STM32F103C8T6微控制器，具有丰富的外设接口和强大的数 据处理能力，满足系统需求。
执行器
采用继电器模块控制加热棒和散热风扇，实现水温的调节。
电路原理图设计及PCB制作流程
处理等。
实现方法
利用编程语言和开发工具，将设 计好的算法转化为可执行的程序
代码。
系统稳定性、精度和效率评估指标
稳定性评估指标
选用合适的稳定性评估指标，如系统阻尼比、相 位裕量等，对系统稳定性进行评估。
精度评估指标
采用误差绝对值、误差百分比等指标，对系统控 制精度进行评估。
效率评估指标
考虑系统调节时间、能耗等因素，选用合适的效 率评估指标，对系统效率进行评估。
传感器测试
使用万用表检测DS18B20温度传感器输出信号是否准确，确保温 度采集无误。
控制器程序烧录与调试
将编写好的控制程序烧录到STM32F103C8T6微控制器中，通过串 口通信进行调试，确保程序运行正常。
执行器测试
分别测试继电器模块控制加热棒和散热风扇的功能是否正常，确保 水温调节有效。
基于单片机的水位水温控制系统
系统对水位和水温变化的响应时间反映了其动态性能，快速响应有助 于及时调节系统参数，保持环境稳定。
稳定性
在长期运行过程中，系统应保持稳定的工作状态，避免频繁的故障和 维修。
易用性
系统操作界面应简洁明了，易于用户理解和操作，同时应提供完善的 故障提示和报警功能。
拓展功能及升级方案探讨
远程监控与控制 数据记录与分析
数据采集与处理模块设计
1
设计并实现水位和水温传感器的接口电路，将传 感器信号转换为单片机可处理的电信号。
2
编写数据采集程序，定时读取传感器输入信号， 并进行必要的信号预处理，如滤波、放大等。
3
实现数据转换功能，将采集到的模拟信号转换为 数字信号，以便进行后续的数据处理和控制算法 实现。
控制算法研究与实现
在工业生产过程中，稳定 的水位和水温对于保证产 品质量和生产效率至关重 要。
节能环保
合理的水位和水温控制可 以减少能源消耗，降低温 室气体排放，符合可持续 发展要求。
单片机在控制系统中的应用
实时性
01
单片机具有高速运算能力，可以实时监测并控制水位和水温。
精确性
02
通过精确的算法和传感器技术，单片机可以实现高精度的水位
03 软件设计与实现
主程序设计思路及流程
进入主循环，不断检测水位 和水温传感器的输入信号。
初始化单片机系统及各外设 模块。
01
根据设定的控制算法处理输 入信号，并输出相应的控制
02
03
信号。
实时更新显示模块，以图形 化界面展示当前水位和水温
信息。
04
05
接收并处理用户通过按键或 远程通信发送的控制指令。
01
农村太阳能热水器水温水位控制系统
O
60
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20
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40
应用时只需采用各种电路测量出传感器的实际输
201 2年2月
农机化研究
第2期
出电 阻，便可通 过查表 的方法得 到水箱内 的实时水位 。 然而在长期实践中发现，由于农村地区注入太阳能热 水器 的水有井 水、山 泉水、 溪塘水或 河水等 ，而且山 区 水质与沿海地区水质差异较大，同一水位下传感器输 出在 较大范围内 变化， 以致测量不 准，出 现了太阳能 热 水器注水 溢出或空烧空晒等 现象。 1．2水 质对水位测量 的影响
项目( Y1100625，Y1090766) ；浙江省教育厅基金项目 ( Y201016534) ；浙江农林大学科研发展基金项目 ( 000712) 作者简介：方益明( 1980一) ，男，安徽枞阳人，讲师，硕士，( E—mai l )
54f ym@163．COr n。
储 水 箱
( a) 结构图
计的 控制 系统 具有 成本低 、安 全性 高和实 用性 强等 特点 。
关键词：太阳能热水器；控制器；水位检测；农村地区
中图分类号：$2 14 ．2 ；TP27 3
文献标 识码：A
文章编号：1003- 188X( 2012) 02- 0207—04
0 引言
太阳能热水器在农村的推广应用不仅有利于农村 生态环境的改善，而且有利于提高农民生活水平。然 而，在长期实践中发现，市场上现有太阳能热水器控 制系统存在诸多不适合农村地区应用的因素，影响了 太阳能热水器在农村地区的推广应用，如水位测量结 果不准确、出现注水溢出或空烧空晒等现象、用电安 全性不高以及 价格昂贵。本文介绍一种 适用于农村 地区 应用的 太阳能 热水 器水位 水温控 制系统 。
浴室水箱水温水位控制系统设计
石家庄铁道大学四方学院毕业设计浴室水箱水温水位控制系统设计The Design of Control System of Temperature and Water Level for Bathroom’s Water Tank2016届电气工程系专业自动化学号 20127799学生姓名许俊月指导老师尚燕完成日期2016年6月1日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要随着人们生活质量的提高，很多家庭都建有自己的浴室，然而市场上大部分的家用水箱功能单一，操作不便，并且智能性差，水电资源浪费较严重，不能满足人们的需求，针对这一状况专门设计了一种智能节约型水箱，使人们在家庭沐浴中享受到方便舒适，并能减少水电资源的浪费。
本设计是以STC89C51单片机为核心，以DS18B20温度传感器和水位传感器为主要感应元件，并结合液晶显示屏LCD1602来实现。
硬件设计部分，完成主控模块、电源供电模块、水温检测模块、水位检测模块、显示模块、报警模块、按键模块、加水模块和加热模块这九大硬件功能模块的设计；软件设计部分，采用Keil C实现程序编写，将硬件各模块与单片机相结合来实现系统功能。
最终完成了智能水箱的实物设计，可以实现水温水位实时监测，检测到温度低于温度下限值时，系统开始加热，并在水温达到温度上限值后停止加热；在水位检测中，如果水位低于水位下限值，则报警器报警，并自动开始进水直到水位上限值。
该浴室水箱设计方案简单易行，功能完善。
关键词：单片机水温水位报警AbstractWith the improvement of living quality of human bergs, many families have their own bathrooms. In the market, however, the most of the cisterns are unhandy and wasting hydroelectric resource seriously, which have sing function and poor intellectualization below the needs of folks. As to the solution of the question, an intellectual and economical cistern is designed. It is convenient and comfortable for people to enjoy themselves in the booth at home. At the same time, it can conserve water and electricity.The core of the design is single-ship microcomputer STC89C51. In addition, the project adopts temperature sensor DS18B20 and water level detector as its main sensing elements, accomplished with combining LCD1602. Moreover, the finish of the seven function templates of hardware, which are power module, main control module, detection module of water temperature, detection module of water level, display module, a keyed module, alarm module constitute hardware design. And the part of software design is realized by Keil C to achieve programming.The material object of the design has accomplished. It can monitor water temperature and level in real time and detect whether the water temperature reaches the given limitation of the temperature. When it meets the offline, the system will begin to heat. On the contrary, the system will stop do it when it arrive at the ceiling. Furthermore, in the given offline, the alarm will ring and the system will inflow water automatically until upper limit. Generally speaking, the designing scheme of the tank in bathroom is easy and fully functional.Keywords：Single-ship microcomputer Water temperature Water level Alarm目录第1章绪论 (1)1.1研究的目的及意义 (1)1.2国内外研究的现状 (1)1.3研究的主要内容 (2)第2章系统总体设计方案 (4)2.1设计要求 (4)2.2设计思路 (4)2.3方案选择 (4)2.4总体设计框图 (5)第3章系统硬件设计 (6)3.1概述 (6)3.2主控模块 (6)3.2.1STC89C51芯片的简介 (6)3.2.2时钟电路设计 (7)3.2.3 复位电路设计 (8)3.2.4 主控模块电路设计 (8)3.3电源供电模块 (9)3.4显示模块 (10)3.4.1LCD1602芯片简介 (10)3.4.2显示模块电路设计 (11)3.5水温检测模块 (12)3.5.1DS18B20芯片简介 (12)3.5.2水温检测模块电路设计 (13)3.6水位检测模块 (13)3.6.1 LM393双电压比较器简介 (13)3.6.2水位检测模块电路设计 (14)3.7报警模块 (15)3.8按键模块 (15)3.9加水模块 (16)3.10加热模块 (16)第4章系统软件设计 (18)4.1主程序设计 (18)4.2显示子程序设计 (18)4.3温度检测子程序设计 (18)I4.4按键子程序设计 (20)4.5报警子程序设计 (21)第5章系统分析与调试 (23)5.1系统分析 (23)5.2水位检测调试 (23)5.3水温检测调试 (23)5.4调试改进 (24)5.5调试结果 (24)第6章结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)附录A外文资料 (28)附录B硬件原理图 (42)附录C程序清单 (43)附录D实物图 (57)II石家庄铁道大学四方学院毕业设计第1章绪论1.1 研究的目的及意义随着社会现代化步伐的加快，智能自动化已成为现在社会的一大主题。
基于单片机的水温水位控制系统设计
基于单片机的水温水位控制系统设计一、引言随着科技的不断发展，单片机技术在各行各业的应用越来越广泛，其在控制系统中的应用也越来越普遍。
水温水位控制系统在工业生产、农业灌溉和家用设备中都有着重要的作用。
本文将介绍基于单片机的水温水位控制系统的设计原理和实现方法。
二、系统设计原理1. 水温控制原理水温控制是指根据水的温度来控制加热或散热装置，使水温保持在设定的范围内。
在本设计中，使用DS18B20数字温度传感器来检测水温，当水温超过设定温度时，控制加热装置进行加热；当水温低于设定温度时，关闭加热装置或者进行散热。
2. 水位控制原理水位控制是指根据水位高低来控制水的进出，保持水位在设定范围内。
在本设计中，使用水位传感器来检测水位高低，当水位低于设定水位时，控制水泵进行进水；当水位高于设定水位时，关闭水泵或者进行排水。
三、系统硬件设计1. 单片机选择在本设计中，选择常用的STM32系列单片机作为控制核心，其具有强大的计算能力和丰富的外设接口，非常适合控制系统的设计。
2. 传感器选择选择DS18B20数字温度传感器和水位传感器作为水温水位检测的传感器，其精度高、响应快、稳定性好，能够准确地检测水的温度和水位。
3. 控制装置选择根据水温水位的检测结果，使用继电器、电磁阀等控制装置来控制加热装置和水泵的启停，实现对水温水位的精确控制。
四、系统软件设计1. 温度和水位检测编写相应的程序，通过单片机与温度传感器和水位传感器进行通信，实时获取水温水位的数据，并进行相应的处理。
2. 控制策略设计根据水温水位的检测数据，设计控制策略，确定加热装置和水泵的启停时机，使系统能够快速、稳定地对水温水位进行控制。
3. 人机交互界面设计设计人机交互界面，通过LCD显示屏或者触摸屏，实时显示水温水位的数据和系统工作状态，提供操作界面，方便用户对系统进行监控和控制。
五、系统实现和调试在硬件和软件设计完成后，进行系统的实现和调试，验证控制系统的准确性和稳定性，根据实际情况进行相应的调整和优化。
热水器水温水位控制论文
热水器水温水位控制装置的设计指导老师: 王彦第六组: 徐文卿唐正宇蓝仁富(南华大学电气学院湖南衡阳421001)摘要：本系统是为热水器水温水位的检测和控制而设计的。
在太阳能热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了数字式温度传感器DS18B20和耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以A T89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。
测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。
关键词: AT89S51单片机，水温水位，传感器，检测与控制The System For Autocontrol The Temperature And LevelOf The Water- HeaterAbstract:This system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer..It’s compose d of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled by AT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing..Keyword: AT89S51 control temperature lever目录1 系统设计41.1设计要求4 1.1.1设计任务: 4 1.1.2主要技术指标：4 1.1.3主要功能：4 1.1.4显示要求：4 1.1.5故障显示4 1.2方案的比较和论证4 1.2.1温度检测部分4 1.2.2水位检测部分5 1.2.3核心控制部分7 1.2.4执行器部分8 1.2.5显示器部分8 1.3系统方案的确定8 1.4系统的工作原理92 单元电路设计102.1水温检测部分10 2.1.1DS18B20简介10 2.1.2DS18B20的工作方式10 2.1.3DS18B20的工作时序11 2.2水位检测部分12 2.3显示部分14 2.4执行器部分14 2.4.1继电器印制板电路的设计15 2.4.2加水控制电路15 2.4.3加热控制电路15 2.5电源部分16 2.6智能控制部分16 2.6.1报警和按键电路17 2.6.2时钟电路17 2.6.3上电自动复位电路18 2.6.4液晶显示接口电路183 软件的设计193.1系统正常工作子程序19 3.2设定预置温度子程序203.3设定预置水位子程序21 3.4系统主程序214系统的测试224.1测试仪器清单22 4.2水温的测试22 4.3水位的测试22 4.4继电器控制电路的测试225 结束语23参考文献23附录24附录1系统使用说明24附录2主要元器件清单24附录3系统原理图25附录4印制板图25附录5热水器水温水位控制装置程序清单261 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务:设计一个太阳能热水器水温水位控制系统1.1.2主要技术指标：1.测温精度：±2℃2.测温范围：0～100℃3.水位分档：5档1.1.3主要功能：1. 开机自检：开机时发出“滴”提示音，表示机器处于正常状态；2. 水位预置：可预置加水水位：20、50、80、100%；3. 水温指示：显示热水器内部的实际水温；4. 水位指示：显示热水器的内部实际水位；5. 温控上水：当热水器未加满水，水温又偏高时（水温在60~100℃时），自动补水至合适水温50℃左右；6. 自动上水：当缺水时延迟15分钟自动上水至预置水位，预置水位默认状态为50%档，启动时蜂鸣长声，关水时短鸣三声；上水时水位滚动显示。
水温控制系统
设计报告 1. 设计原理水温控制系统以ＳＴＣ８９Ｃ５２单片机作为控制核心，采用开关控制和ＰＩＤ控制算法相结合，通过控制单位时间内加热时间所占的比例（即控制波形占空比）来控制水的加热速度，实现对１Ｌ水的全量程（１０℃――７０℃）内的升温、降温功能的自动控制。
根据设计要求系统可划分为控制模块、温度测量模块、水温调节模块、键盘输入模块、显示电路模块等。
系统原理图如图所示ＳＴＣ８９Ｃ５２首先写命令给ＤＳ１８Ｂ２０开始转换数据，将转换后的温度数据送入８９Ｃ５２进行处理，处理后在液晶屏上实时显示。
并将实际测量温度值与键盘设定值进行比较，根据比较结果进行温度调节，当温差比较大时采用开关量调节，既全速加热和制冷，当温差小时采用ＰＩＤ算法进行调节，最终达到温度的稳定控制。
其中，加热采用内置（水中）电加热器实现，热量直接与水传递，加热效果好，控温方便；降温采用半导体制冷片实现。
其体积小，安装简单，易于控制，价格便宜，可短时间内反复启动，但其制冷速率不高，所以设计中配套散热风扇以达到快速降温的目的。
２．温度控制算法实际温度控制系统，常采用开关控制或数字ＰＩＤ控制方式。
开关控制的特点是可以使系统以最快的素的向平衡点靠近，但在实际应用却很容易造成系统在平衡点附近震荡，精度不高；而数字ＰＩＤ控制具有稳态误差小特点，实用性广泛的特点，但误差较大时，系统容易出现积分饱和，从而份致系统出现很大的超调量，甚至出现失控现象。
因此，本设计将开关控制，放积分饱和、防参数突变积分饱和等方法溶入ＰＩＤ控制算法组成复式数字ＰＩＤ控制方法，集各种控制策略的优点，既改善了常规控制的动态过程又保持了常规控制的稳态特性。
2.1控制算法的确定温度控制过程为 : 当水温温差大时，采用开关控制方式迅速减小温差，以缩短调节时间；当温差小于某一值后采用PID 控制方式，以使系统快速稳定并保持系统无静态误差。
在这种控制方法中， PID 控制在较小温差时开始进入，这样可有效避免数字积分器的饱和。
水温水位控制系统
毕业论文题目水位水温控制系统院（系）工程技术学院专业应用电子年级11级学生姓名刘会超学号201125110115指导教师许春香二○一四年五月摘要温度的精度控制一直是个难题，因此为了实现高精度的水温水位控制，我的论文介绍了一种以AT89C51单片机为控制核心，采用一种数字温度传感器（DS18B20）为温度采集器来实现水温的控制。
论文着重介绍核心器件的选择、各部分电路设计及软件的实现。
AT89C51单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高的特点。
水位以AT89C51单片机检测缺水、溢流，实现自动控制；温度采集采用数字温度传感器（DS18B20），不需要复杂的信号调理电路和A/D 转换电路，简单的数字处理电路大大降低了硬件和软件的设计复杂度，直接与单片机完成数据的采集和处理；采用LCD1602液晶实时显示温度值，实现方便、简单。
本系统根据不同需要可用于各种场合。
【关键词】AT89C51单片机，DS18B20，LCD1602AbstractThe temperature has been a difficult problem accuracy control of, so in order to realize high precision temperature level control, my paper introduces an AT89C51 as control core, using a digital temperature sensor (DS18B20) for temperature water temperature control unit to realize. This paper mainly introduces the core device of choice, each part circuit design and software realization. AT89C51 perfect internal structure, excellent performance and powerful interrupt handling ability, decided the control system has the circuit is simple in structure, procedures brief, system reliability high characteristic. Water level detection by AT89C51, water shortage, the realization of automatic control overflow; Temperature gathering adopting digital temperature sensor (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit and A/D circuit, simple digital processing circuit greatly reduces the hardware and software design complexity, direct and single-chip commputer completes data acquisition and processing; LCD1602 LCD display by temperature, realize convenient, simple. This system can be used according to different requirements on various occasions.【Keywords】AT89C51 microcontroller，DS18B20 ，LCD1602目录引言 (6)第一章系统方案设计 (7)（一）水温水位控制系统的设计任务和要求 (7)（二）系统总体方案的选择 (7)（三）温度传感器的选择 (8)第二章元器件介绍及硬件电路设计 (9)（一）元器件介绍 (9)（二）硬件电路设计 (16)第三章系统软件设计 (20)（一）程序结构说明 (20)（二）程序流程图 (20)（三）操作指引 (24)第四章实验测试 (25)（一）LCD1602显示“ABCD1234” (25)（二）键盘及数字显示结合 (25)（三）整机调试 (25)第五章设计总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)引言上个世纪，由于工业过程控制的需要，特别是电子技术的迅猛发展，以及在自动控制理论和设计方法的推动下，温度控制系统发展迅速，并在智能化、自适应参数、自整定等方面取得了优异成果。
基于单片机的水温水位控制系统设计
基于单片机的水温水位控制系统设计水温水位控制系统以STC89C52单片机为控制核心，采用温度-电流变送器XTR106、电流环接收器RCV420进行信号调理和信号变送，控制加热丝进行加热；水位控制子系统由555定时器、继电器和水泵构成，完成了对容器内水位控制；同时，数码管显示水的实际温度与设定温度。
经测试，整个系统实现了预期功能。
标签：单片机；温度-电流變送器；温度自动控制Abstract：The water temperature and water level control system is based on the STC89C52 microcontroller. The temperature current transmitter XTR106 and the current loop receiver RCV420 are used for signal conditioning and signal transmission，and the heating wire is controlled for heating. The water level control subsystem is composed of 555 timer，relay and pump，which control the water level in the container. At the same time，the digital tube displays the actual temperature and the set temperature of the water. After testing，the whole system has achieved the expected function.Keywords：single chip microcomputer；Temperature-current transmitter；automatic temperature control1 系统总体设计本系统主要以STC89C52单片机为核心来完成水温的控制和容器内无水的检测，其中通过XTR106和RCV420、温度传感器PT100 、ADC0809等元件来实现对温度的采样；采用NE555芯片构成的电路对容器内的水位进行检测，并使用继电器和水泵进行补水控制，采用加热电阻丝进行加热控制。
基于单片机的水温水位控制系统设计
本次设计的控制系统是以单片机作为其主控芯片，因此是一种数字化的控制方式，通过传感器配合以模数转换器将水位水温信号转换为数字信号并通过单片机处理从而完成对水位水温的自动控制,利用数字式的温度传感器大幅度的提高了温度测量的精度，并且由于以单片机为控制芯片，可以通过编程方便地扩展其功能，能够满足不同的需求，因而具有巨大的现实意义。
1、单片机的选择
方案一：采用AT89C51单片机，它具4k的Flash闪存，128字节内部RAM,32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路.具有低功耗模式，在空闲模式下CPU停止工作，但允许其他系统的正常工作。
方案二：采用AT89C2051单片机，它具有15个I/O口，2KB可重复编程的Flash并具有128byte的RAM，，两个16位定时器，一个五向量两级中断结构，一个全双工串行口，2.7V—6V的供电范围，全静态工作频率范围为0Hz-24MHz,并配备有2级程序存储器，精度较高的电压比较器。由于其I/O资源较少，不能满足系统的需求。
早期通过模拟电路实现的水位和温度参数控制上存在很多弊端，如电路复杂，成本较高，可靠性低，易受环境影响、扩展功能差等缺点。相比之下,如今数字控制对这一现状有了明显的改善，特别是传感器的发展与应用，使得这一技术的准确度也明显提高。
基于CAN总线的远程水温水位测控系统的研究
Ｆｇ１ ｉ ． Ｇｅ ｅ ａ ｔｕ ｔ ｒ ｉ ｇ ａ ｏ ｙ ｔ ｍ ｎ ｒ ｌｓｒ ｃ ｕ ｅ ｄ ａ ｒ ｍ ｆ ｓ ｓｅ
小 于 ４ 时 。 大 传 输 速 率 可 达 到 １ＭＢｓ 当 传 输 距 离 为 ０ｍ 最 ／。 １ ｍ 时 ， 目前 Ｃ Ｎ 总 线 仍 可 提 供 高 达 ５ｋ ， ０ｋ Ａ Ｂｓ的数 据 传 输
Ｋｅ ｒ ｓ：Ｃ ｕ ；Ｐ Ｃ１ Ｆ ５ ｙ ｗｏ ｄ ＡＮ ｂ ｓ Ｉ ８ ４ ８；ｒｍｏｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｔ ｏ ｔ ；ｗａｅ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ；ｗａｅ ｖ ｌ ｏ ｔ ｒｔ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｔ ｒｌ ｅ ｅ
随 着 城 市 化 建 设 的快 速 发 展 ，智 能 住 宅 小 区 不 断 涌 现 ，
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９ — ２．
王公 堂 ． 等
基 于 Ｃ Ｎ 总线 的远 程水 温水 位测控 系统 的研 究 Ａ
电 器 控 制 模块 、Ａ 通 讯 模 块 和 实 时 时 钟 模 块 组 成 ，可 根 据 ＣＮ 具体情况只选用其中的部分模块。
２１ Ｈ Ｃ 微 处 理 器 ．
目前 。 两 种 Ｃ Ｎ 总线 器件 可 以选 择 。一 种 是 片 内集 成 有 Ａ Ｃ Ｎ 的微 控 制 器 ， ８ Ｃ ９ ／、 ６ ３ ６等 ， 一 种 是 独 立 的 Ａ 如 Ｘ ５ １ ＭＣ ８７ ２ 另 Ｃ Ｎ控 制 器 ， Ｓ Ａ ０ ０８ Ｃ ０ 等 ， 是 独 立 的 Ｃ Ｎ控 制 芯 Ａ 如 Ｊ ｌ０ 、２ ２ ０ 但 Ａ 片需 要外 接一 个微 处理 器 才能运 行 。本 设计 选 用 的是Ｍｉｒｅｉ ｃｏｈｐ
Ｔ ｅｍｏ ｉ ｒ ｏ ｈ ｎｔ ｍｍｕ ｉａｅ ｔ ａ ｈ ｃ ｎｒｌｎ ｄ ｙＣＡＮ ｂ ｓｗ ｔ ｈ ｉ ａ ｃ ｐｔ ｋ ｔｓｅ ． ｏ ｃ ｎｃ ｔｄｗｉ ｅ ｃ ｏ ｔ ｏ ｅｂ ｈ ｏ ｕ ｉ ｔｅｄｓ ｎ ｅｕ ｏ５ ｍ ｔｄ ｈ ｔ ｅ
基于单片机的水温水位控制系统
摘要本文设计的基于单片机的水温水位控制系统主要由水温控制系统和水位控制系统两大模块组成。
其中单片机为主要的控制枢纽，作为整个系统的控制大脑。
另外水温控制模块主要由温度传感器DS18B20、按键控制、LED显示、温度报警、温度加热器等组成。
水位控制模块主要由水位传感器、水位报警、电机加水等组成。
本文设计的水温水位控制系统简单、方便、易懂，可操作性强，成本比较低，具有很大的工程价值。
关键词：单片机；温度传感器DS18B20；LED显示；水位传感器AbstractThe design of water level control system in this paper based on the single chip microcomputer. It is mainly composed of two modules: water temperature control system and water level control system. As the main control system, the single chip microcomputer play a role of the brain of the whole system control. To make a brief introduction, the water temperature control module is mainly controlled by the temperature sensor DS18B20, buttons, LED display, temperature alarm, temperature heater, etc; the water level control module is mainly composed of water level sensor, water level alarm, motor water-adding , etc. Because of the water level control system is simple, convenient, and easy to understand and operate , let alone it's low cost , so my design in this paper can be say has a great engineering value. Key words：singlechip；temperature transducerDS18B20；LED show；water level sensor1 绪论1.1课题背景随着人们生活质量的不断提高，计算机技术的飞跃前进，电子技术也深深的影响着人们的生活。
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课程设计说明书（论文）课程设计题目：微机原理课程综合设计——基于单片机的水温水位控制系统摘要为了实现高精度的水温水位控制，本文介绍了一种以AT89C52单片机为控制核心、以一种新型的可编程温度传感器（DS18B20）为温度采集器件来实现水温水位控制系统。
文章着重介绍核心器件的选择、各部分电路及软件的设计。
AT89C52单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统的特点：电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。
水位以AT89C52单片机检测缺水溢流，实现自动控制，温度检测采用新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需要复杂的信号调理电路和A/D转换电路，能直接与单片机完成数据的采集和处理，采用LCD1602液晶实时显示温度值，实现方便、简单。
本系统根据不同需要可用于各种场合。
【关键词】单片机 DS18B20 LCD1602 控制AbstractIn order to realize high precision temperature level control, this paperintroduces an AT89C52 as control core, with a new type of programmable temperature senso r (DS18B20) for temperature gathering device to achieve water level control system. This art icle mainly introduces the selection, the core component parts circuit and software design. A T89C51 perfect internal structure, excellent performance and powerful interrupt handling a bility, decided the control system has the characteristic of simple structure, procedures, circu it short, system reliability higher. Water shortage by AT89C51 detection, the realization of au tomatic control, overflow temperature detection using new programmable temperature sens or (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit and A/D circuit, can work d irectly with the single-chip commputer completes data collection and processing, the temper ature LCD1602 LCD display, realize the convenient and simple. This system can be used acc ording to different requirements on various occasions.【Keywords】microcontroller DS18B20 LCD1602 control目录1.绪论 (1)2.系统总体设计 (1)3. 系统硬件设计 (2)3.1 LCD1602液晶显示电路 (2)3.2水位监测电路 (2)3.3输出驱动电路 (3)3.4键盘电路 (4)3.5指示灯与蜂鸣报警电路 (4)4. 系统软件设计 (5)4.1主流程图 (5)4.2自检程序设计框图如图： (5)4.3自动上水程序框图如图： (6)5. 系统组装和调试 (7)5.1 系统组装 (7)5.2 硬件调试 (7)5.3 软件调试 (7)6. 总结与展望 (7)参考文献 (7)附录 (8)1 作品原理图 (8)2 作品PCB图 (8)3 作品实物图 (9)4 答辩演示文档 (9)水温水位控制系统专业班级：自动化2班学生姓名：冯俊杰指导教师：韩竺秦讲师1.绪论温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高本文主要介绍以单片机控制温度的系统设计过程，其中涉及系统结构设计、元器件的选取、程序的调试和系统参数的整定。
在系统构建时选取了AT89C52芯片作为该控制系统的核心，温度信号由新型的可编程温度传感器（DS18B20）提供。
通过软件实现对水温的控制，使用继电器作执行部件对水位的自动控制。
系统控制对象为水箱。
实现水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变,具有较好的快速性与较小的超调。
2.系统总体设计图为程序流程图，系统工作时先检测水位和温度值，与给定值比较，符合要求时转换并显示。
不符合时报警，并对水位和温度进行调控。
3. 系统硬件设计3.1 LCD1602液晶显示电路将L1602的RS端和P2.0，R/W端和P2.1, E 端和P2.2相连，当RS=0时，对LCD1602写入指令；当RS=1时，对LCD1602写入数据。
当R/W端接高电平时芯片处于读数据状态，反之处于写数据状态，E端为使能信号端。
当R/W为高电平,E端也为高电平，RS为低电平时，液晶显示屏显示需要显示的示数。
图为1602液晶显示屏与单片机的硬件连接图。
3.2水位监测电路（1）当水位上升，达到上限时，因水导电，2、3线连通+5V。
b、c均为“1”，1号电机工作，关闭水阀不再供水；（2）当水位降到下限时，B、C棒都不能与A棒导电。
b、c均为“0”，1号电机工作，打开水阀，给水箱供水；（3）当水位处于上下限之间时，B与A棒导通。
b为“1”， c为“0”，维持原有的工作状态。
如果设定温度比当前温度低的时候，需要降温处理，那么有1号电机和2号电机同时工作，打开水阀，冷水在水箱中流动，等到设定温度等于当前温度时，两个电机分别关闭水阀。
以达到降温的目的。
上下限水位信号由P1.0和P1.1输入，这2个信号共有4种组合状态：3.3输出驱动电路3.4键盘电路3.5指示灯与蜂鸣报警电路当指示灯D5亮时，水位低于下限，加水。
当指示灯D4亮时，水位达到要求位置。
当指示灯D3亮时，水位高于上限。
指示灯D和蜂鸣器通过一个三极管来驱动，这里选用90124. 系统软件设计4.1主流程图程序按照模块化设计，所有功能都可通过调用子程序完成，主程序较简单，流程图如图所示。
4.2自检程序设计框图如图：为了保证系统的正常运行，当系统开机后，即单片机上电复位开始运行后，需要对硬件各部分进行自动检查，如果正常，系统就可以继续往下执行，如果不正常就必须出错报警，以便人工修正，为系统的正常运行作好准备。
硬件电路只需要通过读出DS18B20检测到的温度即可表明，通常情况下DS18B20如果烧坏后，读出的温度一般为85度，如果线路的损坏，则程序不能往下执行，同时显示部分报错，报警系统响应。
开始1602显示器显示: system is self_checking please wait...读出18b20检测的温度1602显示:system is ok1602显示:system is orrer YN结束是否为85度4.3自动上水程序框图如图：当系统开机时须检查容器中的水位是否低于最低水位开始读取P0口水位数据结束加水至1000ml 显示:水位变化pumping***是否小于600ml是否1000mlY NY N5. 系统组装和调试5.1 系统组装硬件主要分为温度采集电路，水位采集电路，5.2 硬件调试在断电状态下，用万用表检测电源和地线有没有短路。
如果没有短路，可以拨动开关上电，检测5V稳压芯片有没有正常输出5V电压。
在程序运行时，按下复位键，观察程序能否重新执行。
5.3 软件调试程序调试的方法首先要在Proteus仿真软件里进行仿真，每个子程序都要先独立仿真，如果每个子程序都没有问题，就可以将子程序加入到主程序里。
整套程序融合后再进行整体仿真，观察每个模块是否正常工作。
6. 总结与展望本系统以单片机为核心部件的控制系统，利用软件编程，最终基本实现了各项设计要求。
在当今越来越趋向于自动化的社会，该系统的可用性及简易性更能取得广泛的应用。
通过这次实训使我从中学到了许多东西，了解到在电子制作方面的很多经验。
本系统还有很多不足，例如用导线测水位不够灵敏，水位达到要求时很容易没反应，有待改进，我们以后要找到更好的办法。
自己的求学之路还很长，以后更应该在工作实践中不断学习，努力使自己能在以后做出更好的作品。
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