51单片机智能水温监控系统设计
目 录
一、绪论 1
(一)课题研究背景 1
(二)课题研究的意义 1
二、智能水温控制系统设计方案 2
(一)设计方案 2
(二)任务要求 2
(三)AT89C51单片机 2
(四)DS18B20温度传感器 3
(五)LCD液晶显示器 4
三、硬件设计 5
(一)智能水温监控系统总设计框图 5
(二) AT89C51单片机最小系统 5
1.时钟电路 6
2.复位电路 6
3.电源电路 6
(三)按键输入电路 6
(四)LCD1602液晶显示电路 7
(五)DS18B20温度传感器电路 8
(六)警示电路 9
(七)加热电路 10
四、软件设计 10
(一)主程序设计 10
(二)LCD液晶显示器流程 11
(三)温度传感器检测流程 12
(四)报警流程 13
五、总结 14
致 谢 16
附录1:总设计原理图 17
附录2：材料清单 18
附录3：实物图 19
附录4：源程序 20
一、绪论
(一)课题研究背景
在我们的生活中，温度随处可见，有高于几千度的熔浆，还有沸点极低的液体，我们该如何合理有限的利用和控制这些温度，让它们为我们的生活带来方便是我就这个课题的出发点，基于51单片机智能水温监控系统设计，就可以实现对基本水温的监控，通过利用自动化的手段来智能的控制水温，从而能够更加便捷的对实现对水温度的检测和控制，并且能够减少因为水温变化而引起的对生活不利的因素，有效地防止意外事件的发生，水温监控系统主要是通过温度传感器先测试水温，将收集的水温数据发给单片机，在对其进行处理，在LCD显示器上显示温度，当温度低于所需要的数值是自动加热，当高于某个温度时，其系统会自动会自动报警，并停止加热，确保生活的安全。
(二)课题研究的意义
技术的发展，会推动新设备的产生，水温
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
度的检测和控制，并且能够减少因为水温变化而引起的对生活不利的因素，有效地防止意外事件的发生，水温监控系统主要是通过温度传感器先测试水温，将收集的水温数据发给单片机，在对其进行处理，在LCD显示器上显示温度，当温度低于所需要的数值是自动加热，当高于某个温度时，其系统会自动会自动报警，并停止加热，确保生活的安全。
(二)课题研究的意义
技术的发展，会推动新设备的产生，水温作为一个重要的温度参数，对人们的生活以及工业或者水上运输业，都密切相关。一款智能的水温监测系统，能实时的对水温数据进行检测，并能及时有效的对异常情况，实现水温报警，通过传感器检测装置，把采集的温度通过控制器处理后，实现数据在LCD液晶显示器上显示输出，这种控制方式及时有效，同时，当检测的水温系统，达到异常情况，监护人员会根据警报，立即处理。这样的水温监测系统，更趋于智能化，适合未来社会发展的需求，因此研究智能水温监控系统，从长远角度去考虑很有必要。
二、智能水温控制系统设计方案
(一)设计方案
本次设计的智能水温控制系统，以单片机AT89C51为核心，由单片机最小系统、DS18B20温度传感器检测电路、LCD1602液晶显示电路、加热电路、按键输入电路、报警电路等组成。
在智能水温控制系统中，通过温度传感器先测试水温，将收集的水温数据发给单片机，在对其进行处理，在LCD液晶显示器上显示温度，当温度低于所需要的数值是自动加热，当高于某个温度时，其系统会自动会自动报警，并停止加热，确保生活的安全。
(二)任务要求
单片机智能水温控制系统中，主要要完成以下几点要求：
（1）通过DS18b20温度传感器来采集水箱中水温。
（2）通过按键输入电路，设定水箱的水温上限。
（3）通过温度传感器检测的水温，经过单片机数据处理后，最终在LCD液晶显示器上实时的实现出来。
（4）当水箱中的水温低于设定的温度，此时加热装置启动。当水箱中的温度达到了设定的温度时，此时系统就会停止加热。
（5）水箱中的温度高于设定的温度，此时系统装置就会报警。
(三)AT89C51单片机
单片机智能水温监控系统中，选择AT89C51单片机芯片，来驱动整个水温监控系统。
基于51单片智能水温监控系统中，单片机AT89C51的引脚如图2-1所示。
图2-1 AT89C51单片机引脚
(四)DS18B20温度传感器
基于51单片机智能水温监控系统中，通过温度传感器DS18B20来检测水箱中的水温度。
1.DS18B20的主要特性
（1）供电所需要的电源大小：3.0～5.5V。
（2）温度传感器DS18b20既可以通过串口输出信号，也能通过串口输入信号。
（3）支持多点检测功能。
（4）分辨率高，测量的精度高。
（5）温度数据转换比较快，转换时间短。
2.DS18B20的外形
DS18B20温度传感器引脚如图2-2所示。
图2-2 DS18B20引脚图
本次选用的DS18B20温度传感器的引脚介绍如下：
（1）GND：接电源地。
（2）DQ： 数据输入/输出引脚。
（3）VCC：接电源的正端口。
(五)LCD液晶显示器
51单片机智能水温监控系统中，通过LCD1602液晶显示器实时的显示水箱的温度。
本次单片机恒温电热水器控制系统中，LCD液晶显示器引脚如图2-3所示。
图2-3 LCD液晶显示器的引脚
三、硬件设计
(一)智能水温监控系统总设计框图
本次设计的智能水温控制系统，以单片机AT89C51为核心，由时钟电路、复位电路、
一、绪论 1
(一)课题研究背景 1
(二)课题研究的意义 1
二、智能水温控制系统设计方案 2
(一)设计方案 2
(二)任务要求 2
(三)AT89C51单片机 2
(四)DS18B20温度传感器 3
(五)LCD液晶显示器 4
三、硬件设计 5
(一)智能水温监控系统总设计框图 5
(二) AT89C51单片机最小系统 5
1.时钟电路 6
2.复位电路 6
3.电源电路 6
(三)按键输入电路 6
(四)LCD1602液晶显示电路 7
(五)DS18B20温度传感器电路 8
(六)警示电路 9
(七)加热电路 10
四、软件设计 10
(一)主程序设计 10
(二)LCD液晶显示器流程 11
(三)温度传感器检测流程 12
(四)报警流程 13
五、总结 14
致 谢 16
附录1:总设计原理图 17
附录2：材料清单 18
附录3：实物图 19
附录4：源程序 20
一、绪论
(一)课题研究背景
在我们的生活中，温度随处可见，有高于几千度的熔浆，还有沸点极低的液体，我们该如何合理有限的利用和控制这些温度，让它们为我们的生活带来方便是我就这个课题的出发点，基于51单片机智能水温监控系统设计，就可以实现对基本水温的监控，通过利用自动化的手段来智能的控制水温，从而能够更加便捷的对实现对水温度的检测和控制，并且能够减少因为水温变化而引起的对生活不利的因素，有效地防止意外事件的发生，水温监控系统主要是通过温度传感器先测试水温，将收集的水温数据发给单片机，在对其进行处理，在LCD显示器上显示温度，当温度低于所需要的数值是自动加热，当高于某个温度时，其系统会自动会自动报警，并停止加热，确保生活的安全。
(二)课题研究的意义
技术的发展，会推动新设备的产生，水温
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
度的检测和控制，并且能够减少因为水温变化而引起的对生活不利的因素，有效地防止意外事件的发生，水温监控系统主要是通过温度传感器先测试水温，将收集的水温数据发给单片机，在对其进行处理，在LCD显示器上显示温度，当温度低于所需要的数值是自动加热，当高于某个温度时，其系统会自动会自动报警，并停止加热，确保生活的安全。
(二)课题研究的意义
技术的发展，会推动新设备的产生，水温作为一个重要的温度参数，对人们的生活以及工业或者水上运输业，都密切相关。一款智能的水温监测系统，能实时的对水温数据进行检测，并能及时有效的对异常情况，实现水温报警，通过传感器检测装置，把采集的温度通过控制器处理后，实现数据在LCD液晶显示器上显示输出，这种控制方式及时有效，同时，当检测的水温系统，达到异常情况，监护人员会根据警报，立即处理。这样的水温监测系统，更趋于智能化，适合未来社会发展的需求，因此研究智能水温监控系统，从长远角度去考虑很有必要。
二、智能水温控制系统设计方案
(一)设计方案
本次设计的智能水温控制系统，以单片机AT89C51为核心，由单片机最小系统、DS18B20温度传感器检测电路、LCD1602液晶显示电路、加热电路、按键输入电路、报警电路等组成。
在智能水温控制系统中，通过温度传感器先测试水温，将收集的水温数据发给单片机，在对其进行处理，在LCD液晶显示器上显示温度，当温度低于所需要的数值是自动加热，当高于某个温度时，其系统会自动会自动报警，并停止加热，确保生活的安全。
(二)任务要求
单片机智能水温控制系统中，主要要完成以下几点要求：
（1）通过DS18b20温度传感器来采集水箱中水温。
（2）通过按键输入电路，设定水箱的水温上限。
（3）通过温度传感器检测的水温，经过单片机数据处理后，最终在LCD液晶显示器上实时的实现出来。
（4）当水箱中的水温低于设定的温度，此时加热装置启动。当水箱中的温度达到了设定的温度时，此时系统就会停止加热。
（5）水箱中的温度高于设定的温度，此时系统装置就会报警。
(三)AT89C51单片机
单片机智能水温监控系统中，选择AT89C51单片机芯片，来驱动整个水温监控系统。
基于51单片智能水温监控系统中，单片机AT89C51的引脚如图2-1所示。
图2-1 AT89C51单片机引脚
(四)DS18B20温度传感器
基于51单片机智能水温监控系统中，通过温度传感器DS18B20来检测水箱中的水温度。
1.DS18B20的主要特性
（1）供电所需要的电源大小：3.0～5.5V。
（2）温度传感器DS18b20既可以通过串口输出信号，也能通过串口输入信号。
（3）支持多点检测功能。
（4）分辨率高，测量的精度高。
（5）温度数据转换比较快，转换时间短。
2.DS18B20的外形
DS18B20温度传感器引脚如图2-2所示。
图2-2 DS18B20引脚图
本次选用的DS18B20温度传感器的引脚介绍如下：
（1）GND：接电源地。
（2）DQ： 数据输入/输出引脚。
（3）VCC：接电源的正端口。
(五)LCD液晶显示器
51单片机智能水温监控系统中，通过LCD1602液晶显示器实时的显示水箱的温度。
本次单片机恒温电热水器控制系统中，LCD液晶显示器引脚如图2-3所示。
图2-3 LCD液晶显示器的引脚
三、硬件设计
(一)智能水温监控系统总设计框图
本次设计的智能水温控制系统，以单片机AT89C51为核心，由时钟电路、复位电路、
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