基于单片机的水位水温控制系统要点

编号研究类型应用研究分类号学士学位论文（设计）

Bachelor’s Thesis

论文题目基于单片机的水位水温控制系统

作者姓名

学号

所在院系

学科专业名称电子信息科学与技术

导师及职称讲师

论文答辩时间

*******学士学位论文（设计）诚信承诺书

目录

诚信承诺书...................................................................................................................................... I 摘要. (2)

1．前言 (3)

1.1课题背景 (3)

1.2课题研究意义 (3)

2．系统设计方案讨论与选择 (3)

2.1系统总体方框图 (3)

2.2温度控制系统方案讨论 (4)

2.3水位控制系统方案讨论 (5)

2.4显示系统方案讨论 (5)

3．系统的工作原理 (5)

4.系统硬件电路设计 (6)

4.1单片机最小系统 (6)

4.2水位检测系统电路设计 (9)

4.3水温检测系统电路设计 (12)

4.4显示系统电路设计 (14)

4.5 报警系统设计 (16)

4.6 继电器驱动电路设计 (16)

5.系统软件设计 (17)

5.1 系统硬件开机自检程序设计 (17)

5.2 系统自动上水程序设计 (18)

5.3 系统按键程序设计 (19)

5.4水温水位交替显示流程图设计 (19)

6．系统的实物电路设计 (21)

7．致谢 (23)

参考文献 (24)

湖北师范学院学士学位论文评审表

基于单片机的水位水温控制系统

摘要：本文设计的控制系统由水位控制模块和水温控制模块组成。水位控制部分主要由水位检测、按键调整、水位控制和显示等组成。水温控制部分主要由温度检测、按键调整和显示等组成。本文设计的控制系统测量水位水温方便、直观，成本较低，较好地解决了工程应用问题。

关键词：单片机DS18B20 光电传感器红外对管

中图分类号：TP27

Water Level and Temperature Control System Based on Microcontroller Abstract:The control system designed in this paper consists of water level control module and water temperature control module. Water level control module is mainly composed of

water level detection, button and display circuits. Water temperature control is

mainly made up of temperature detection, button and display circuits. The control

system designed is convenient, intuitive and low cost to measure the water level and

the water temperature, which is a better solution to the problem of engineering

applications.

Key words: singlechip; DS18B20; photoelectric sensors; Infrared tube

基于单片机的水位水温控制系统

1．前言

1.1课题背景

随着电子技术的发展，人们生活质量的提高，在现代社会中，水位和温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了生活的各个方面。酒店厂房及家庭生活中都会见到水位和温度控制的影子，水位和温度控制将更好的服务于社会目前，单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域，例如生活工具的电梯、工业生产中的现场控制仪表、数控机床等。尤其是用单片机控制器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点。

现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到水位和温度控制，早期水位和温度控制主要应用于工厂中，例如工厂中的大型锅炉[1]，必须实时的掌握锅炉的水位和温度，确保系统的正常运行。现行的水位和温度控制也已应用于生活当中，如人们日常烧水用的电热水器，当水位到一定限度或温度到达所需值时，它都会给出相应的提示以告诉人们。

1.2课题研究意义

早期温度和水位的参数控制【2】是通过模拟电路实现的，这种方式不仅电路复杂，成本高，而且误差大，系统的稳定性不好。单片机及微型计算机技术【3】的发展和应用有效地解决了这些缺点，特别是传感器的发展，更好的提高了检测参数的精度。选择基于单片机的水温水位控制系统，是因为它不仅在人们生活中具有显著的意义，更重要的是能系统地聚温度和水位参数于一身，对于更好的掌握和认识单片机的应用和传感器的应用，系统地深刻认识自动控制的实际应用，掌握复杂的多子系统地设计起到了很强的锻炼作用。

2．系统设计方案讨论与选择

2.1系统总体方框图

为实现系统的水位水温控制，根据系统的设计功能要求，构造总体方框图如图2-1所示。

图2-1系统总体方框图

2.2温度控制系统方案讨论

如果采用热电阻，电路需接A/D转换电路，由单片机换算出实际温度，电路结构复杂，而且也精度不高。图2-2是DS18B20[4]的结构图，它只有三个引脚，一个数据引脚，另外两个引脚分别是接电源脚和地脚。它的数据引脚可直接与单片机的1位I/O相接，电路结构简单，占用单片机的口线资源少，精度高，而且成本低，并且防水。并且数据线自带的电源可以供电而不需要外部电源，而如图2-2所示的温度传感器外扩了很长的导线更方便测量水位。所以DS18B20以其各方面优点作为温度传感器[5]进行温度采样应用于此水温水位控制系统中很合适。

图2-2DS18B20温度传感器（防水）