基于单片机的水温控制器设计(附件)【字数：10319】
摘 要本文详细地介绍了一种水温控制器设计方案，可以用在饮水机、热水器和恒温箱等各种常用家电的电路上。此方案以单片机STC89C52为核心，通过4个按键实现人机交流，单总线温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过4位数码管显示，提供运行指示灯来显示系统当前所处状态。可以实现水温的设定、水的加热、水的降温和报警功能。系统构架简单、可靠性高、易修改。本次设计利用Proteus ISIS软件来仿真，然后依照电路图制成实物，经过多次测试都能较好地实现上述功能。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 系统总体设计 2
2.1 设计要求及方案论证 2
2.1.1 设计要求 2
2.1.2 单片机的选择方案与论证 2
方案一: 3
方案二: 3
2.2 硬件总体设计 3
2.3 软件总体设计 4
2.4 工作流程 4
第三章 系统硬件设计 5
3.1主要硬件清单 5
3.1.1 单片机最小系统电路 5
3.1.2 键盘电路 5
3.1.3 数码管及指示灯显示电路 6
3.1.4 DS18B20介绍与温度采集电路 7
3.1.5 电源电路 12
3.1.6 报警电路 13
3.1.7 加热管控制电路 13
第四章 系统软件设计 15
4.1主程序流程图 15
4.2各模块的流程图 17
4.2.1 DS18B20模块的温度读取流程 17
4.2.2 键盘扫描处理流程 19
4.2.3 报警流程 19
第五章 系统调试 21
5.1 硬件电路调试方法 21
5.2 软件调试方法 21
5.3 仿真 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附A：系统程序 26
附B：PCB图 36
附C：实物图 37
第一章 绪论
计算机的发展至今才70 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
余年就对社会的发展产生巨大的影响。早期人们苦于当时的计算机太大，于是小巧玲珑功能也齐全的单片机的概念在1971年提了出来，经历了很长时间的演变，早期的单片机的二进制位很小都是8位甚至4位的。最成功的是MCS48系列，是单片机发展的一个重要里程碑，基于这一系统的单片机系统直到现在还存在着它的身影。随着人们物质水平的急需提升，工业控制领域要求被逐步拔高，开始出现了16位单片机，运行速度与处理能力大大提高，但因为太贵并未走进寻常百姓家。到了20世纪90年代，电子产品的销售进入繁荣期，单片机技术取得了长足的进步，变得更加成熟，32位、64位依次诞生[1]。
计算机的一个大的发展方向就是用于工业上的控制，工业控制研究如何将计算机技术、通信技术和自动控制技术有机结合起来，并设计出所要求的控制系统。到现在为止大型企业的工业控制都会采用分布式控制系统（DCS），然而随着控制要求的不断提高，传统的DCS已经无法满足工厂快速、大量制造的需要，慢慢取而代之的是目前广泛应用的基于现场总线的集散控制系统（FCS）。通俗点说，FCS是基于DCS的一种向上的发展，都具有分散控制、集中管理等诸多特点。另外基本上所有的的DCS的现场应用中都要用到现场总线进行数据通讯。DCS离不开现场总线，否则很难发挥它应有的功效。
单片机在技术宅眼中是非常有意思的东西，小时候的遥控玩具、家电都离不开它，技术宅都喜欢利用单片机来DIY。单片机为什么有这么大的魔力？那是因为：一是系统构建比较简单、方便使用和易于设计；二是单片机的可靠性高、易于调试；三是构成的系统可以扩展很多功能；四是有着非常好的性价比。
系统总体设计
2.1 设计要求及方案论证
2.1.1 设计要求
(1)：温度范围0℃99℃ ；
(2)：精度误差小于等于 0.1℃ ；
(3)：数码管显示；
(4)：可以控制温度；
(5)：可以驱动加热和降温。
2.1.2 单片机的选择方案与论证
单片机的优点不胜枚举，被我选定为毕业设计的首选单片机应具备以下几项：
（1）高集成度，高可靠性，高抗扰动性
人们将各功能部件集成在一块指甲盖大的晶体芯片上，小小的芯片上聚集数以亿计的元器件。芯片的设计采用了总线结构，减少了芯片之间的连线所以内部布线很短。单片机程序指令及数据等常常焊在ROM中，保存性很高，即使工作过程中突然断电程序也不会受任何影响，所以可靠性是非常高的[2]。
（2）低电压，低功耗，高功率，便于开发便携式产品
基本上CHMOS单片机都可以在电压范围1.8V～3.6V运行，工作电流很小，仅为数百微安；开发周期很短，大体上达到了便携式系统的开发要求。
（3）控制功能强
单片机的指令系统功能有很多，I/O接口极易扩展，只要经过适当的设计和规划就能实现各种各样的用途，完善控制系统。
（4）易扩展
计算机的正常运行不可或缺的部件它有的单片机全都有。麻雀虽小但五脏俱全，芯片外部有许多供扩展用的三总线、并行I/O、串/并行输入输出，可以设计出各式各样的的计算机应用系统。
（5）超高性价比
为了提高运行速度和加大运行效率，各大单片机企业都竞相开发RISC流水线和DSP等最新技术。单片机的寻址能力也已突破64KB，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用使得各大公司嗅到了前景极大的利益，疯狂的竞争造成物以多而便宜，导致性价比极高。
目 录
第一章 绪论 1
第二章 系统总体设计 2
2.1 设计要求及方案论证 2
2.1.1 设计要求 2
2.1.2 单片机的选择方案与论证 2
方案一: 3
方案二: 3
2.2 硬件总体设计 3
2.3 软件总体设计 4
2.4 工作流程 4
第三章 系统硬件设计 5
3.1主要硬件清单 5
3.1.1 单片机最小系统电路 5
3.1.2 键盘电路 5
3.1.3 数码管及指示灯显示电路 6
3.1.4 DS18B20介绍与温度采集电路 7
3.1.5 电源电路 12
3.1.6 报警电路 13
3.1.7 加热管控制电路 13
第四章 系统软件设计 15
4.1主程序流程图 15
4.2各模块的流程图 17
4.2.1 DS18B20模块的温度读取流程 17
4.2.2 键盘扫描处理流程 19
4.2.3 报警流程 19
第五章 系统调试 21
5.1 硬件电路调试方法 21
5.2 软件调试方法 21
5.3 仿真 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附A：系统程序 26
附B：PCB图 36
附C：实物图 37
第一章 绪论
计算机的发展至今才70 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
余年就对社会的发展产生巨大的影响。早期人们苦于当时的计算机太大，于是小巧玲珑功能也齐全的单片机的概念在1971年提了出来，经历了很长时间的演变，早期的单片机的二进制位很小都是8位甚至4位的。最成功的是MCS48系列，是单片机发展的一个重要里程碑，基于这一系统的单片机系统直到现在还存在着它的身影。随着人们物质水平的急需提升，工业控制领域要求被逐步拔高，开始出现了16位单片机，运行速度与处理能力大大提高，但因为太贵并未走进寻常百姓家。到了20世纪90年代，电子产品的销售进入繁荣期，单片机技术取得了长足的进步，变得更加成熟，32位、64位依次诞生[1]。
计算机的一个大的发展方向就是用于工业上的控制，工业控制研究如何将计算机技术、通信技术和自动控制技术有机结合起来，并设计出所要求的控制系统。到现在为止大型企业的工业控制都会采用分布式控制系统（DCS），然而随着控制要求的不断提高，传统的DCS已经无法满足工厂快速、大量制造的需要，慢慢取而代之的是目前广泛应用的基于现场总线的集散控制系统（FCS）。通俗点说，FCS是基于DCS的一种向上的发展，都具有分散控制、集中管理等诸多特点。另外基本上所有的的DCS的现场应用中都要用到现场总线进行数据通讯。DCS离不开现场总线，否则很难发挥它应有的功效。
单片机在技术宅眼中是非常有意思的东西，小时候的遥控玩具、家电都离不开它，技术宅都喜欢利用单片机来DIY。单片机为什么有这么大的魔力？那是因为：一是系统构建比较简单、方便使用和易于设计；二是单片机的可靠性高、易于调试；三是构成的系统可以扩展很多功能；四是有着非常好的性价比。
系统总体设计
2.1 设计要求及方案论证
2.1.1 设计要求
(1)：温度范围0℃99℃ ；
(2)：精度误差小于等于 0.1℃ ；
(3)：数码管显示；
(4)：可以控制温度；
(5)：可以驱动加热和降温。
2.1.2 单片机的选择方案与论证
单片机的优点不胜枚举，被我选定为毕业设计的首选单片机应具备以下几项：
（1）高集成度，高可靠性，高抗扰动性
人们将各功能部件集成在一块指甲盖大的晶体芯片上，小小的芯片上聚集数以亿计的元器件。芯片的设计采用了总线结构，减少了芯片之间的连线所以内部布线很短。单片机程序指令及数据等常常焊在ROM中，保存性很高，即使工作过程中突然断电程序也不会受任何影响，所以可靠性是非常高的[2]。
（2）低电压，低功耗，高功率，便于开发便携式产品
基本上CHMOS单片机都可以在电压范围1.8V～3.6V运行，工作电流很小，仅为数百微安；开发周期很短，大体上达到了便携式系统的开发要求。
（3）控制功能强
单片机的指令系统功能有很多，I/O接口极易扩展，只要经过适当的设计和规划就能实现各种各样的用途，完善控制系统。
（4）易扩展
计算机的正常运行不可或缺的部件它有的单片机全都有。麻雀虽小但五脏俱全，芯片外部有许多供扩展用的三总线、并行I/O、串/并行输入输出，可以设计出各式各样的的计算机应用系统。
（5）超高性价比
为了提高运行速度和加大运行效率，各大单片机企业都竞相开发RISC流水线和DSP等最新技术。单片机的寻址能力也已突破64KB，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用使得各大公司嗅到了前景极大的利益，疯狂的竞争造成物以多而便宜，导致性价比极高。
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