基于51单片机水温水位控制系统【字数：11598】
摘 要系统是基于51单片机的水温水位控制系统设计，其控制核心为AT89C51单片机，主要功能模块包括显示、水温采集、水位采集、水位调节、水温调节、按键、主控制器。在水温水位控制系统中，主要对软硬件进行设计，硬件包括系统各个功能的原理图以及电路图，温度采集电路，水位采集电路，温度控制电路，水位控制电路，搭配液晶显示屏显示系统相关数据，软件代码的设计需要完成温度采集、水位采集等功能，最终实现软件与硬件的结合。系统设置好水温临界值、水位临界值，实时采集水位以及水温度数据，如果超过设置的水温临界值、水位临界值，则对水位以及水温进行调节。水温度采集选择DS18B20。水位检测选择水位传感器搭配ADC0809。选择C语言设计系统软件代码，C语言使用简单，编辑器选择Keil，进行代码编写、编译、执行，完成系统地功能，实现功能运行。
Key words：AT89C51; Water temperature acquisition; Water level acquisition; ADC0809; DS18B20 目 录
ABSTRACT 2
1.1课题研究意义 1
1.2本课题研究内容 1
第二章 系统方案设计 2
2.1系统整体方案设计 2
2.2主控制器设计论证 2
2.3显示模块设计论证 3
2.4声光报警设计论证 4
2.5水温检测方案设计 4
2.6水位检测方案设计 4
第三章 硬件电路设计 5
3.1主控制器电路 5
3.1.1概述 5
3.1.2晶振电路 6
3.1.3复位电路 7
3.2显示电路 8
3.3水位（水温）控制电路设计 9
3.4水温检测电路设计 10
3.5水位检测电路 11
3.6按键电路设计 11
第四章 系统软件设计 13
4.1软件整体设计 13
4.2显示软件设计 13
4.3水温检测模块程序设计 14
4.4水位检测软件设计 15
第五章 系统测试 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
5.1Proteus仿真软件简介 17
5.2LCD1602液晶仿真 17
5.3临界值设置仿真 17
5.4水位控制仿真 18
5.5水温控制仿真 19
5.6故障检查 19
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 系统图 24
附录二 程序 25
第一章 绪论
本章对课题所需研究的内容进行了阐述，并探究了该课题研究的意义
1.1课题研究意义
随着电子技术的发展和人们生活质量的提高，在现代社会，水位和温度控制不仅用于工厂生产，也被用于生活的各个方面。
在酒店工厂和家庭生活中需要大量关于水温以及水温数据的产品。很多场景都需要水温以及水位数据，用于监控。而在这些产品当中，单片机起到了关键性的作用，如生活工具电梯、工业生产现场控制仪器、数控机床等。特别是采用单片机对落后设备进行改造，具有性价比高、延长设备使用寿命、提高设备自动化程度等特点。这种水位和温度控制经常用于现代工业设计、工程建设和日常生活中。早期水位和温度控制主要用于工厂，如大型锅炉在工厂。为了保证系统地正常运行，有必要实时掌握锅炉的水位和温度。目前的水位和温度控制也已应用到生活中，如电热水器，当水位达到一定的极限或温度达到所需的值，它会给出相应的提示告诉人们。
1.2本课题研究内容
本设计是基于51单片机的水温水位控制系统设计，实现水位以及水温的检测，并且可以对水位和水温进行调节。系统选择单片机进行控制，首先对相关文献进行分析，了解设计现状，对系统的功能进行架构设计，设计出系统各个功能连接关系架构图，按照总分的结构对各个功能模块进行方案设计，选择最佳方案实现系统功能。方案确定后，设计系统电路，对电路原理进行说明，按照电路连接方式进行软件代码设计，设计系统软件流程图，最终对系统进行调试，验证硬件以及软件的设计。完成系统设计。
系统方案设计
本章内容描述整个系统的设计思路，选择合适的硬件，并简述了所选硬件的特点
2.1系统整体方案设计
系统是基于51单片机的水温水位控制系统设计，其控制核心为AT89C51单片机，主要功能模块包括显示、水温采集、水位采集、水位调节、水温调节、按键、主控制器。在水温水位控制系统中，主要对软硬件进行设计，硬件设计包括系统各个功能的原理图以及电路图，温度采集电路，水位采集电路，温度控制电路，水位控制电路，搭配液晶显示屏显示系统相关数据，软件代码的设计需要完成温度采集、水位采集等功能，最终实现软件与硬件的结合。系统设置好水温临界值、水位临界值，实时采集水位以及水温数据，如果超过设置的水温临界值、水位临界值，则对水位以及水温进行调节。如图21所示。
图21 系统结构框图
2.2主控制器设计论证
方案一：单片机作为系统核心的控制器，是其他所有模块的连接枢纽，设计选用AT89C51。单片机内部有存储模块，内部的存储模块具有超长时间的存储能力，单片机软件设计时通过MCS51指令完成的，此指令标准在很多器件上都可以使用，通用性很强。这款单片机的能耗也很小，在低功耗方面表现优异，单片机内核是51内核，现在很多单片机都是使用此内核，单片机是最基础入门级8位单片机，在开发设计上也是最简单的，此款单片机内部可完成8K的代码量，如果代码量超过了8K，还可以设计外围代码存储方案，设计满足所有设计需要。单片机在设计出厂后做了加密处理，后期产品使用，不会被盗取设计文件，通过任何技术手段也无法进行解密。单片机的执行速度也很快，一般搭配的晶振是11.0592Mhz晶振，单片机的稳定性很强，在很多复杂场景下都可以稳定运行。此单片机最大优势就是成本方面，成本很低，这对于很多设计来说也是最重要的一点，所以这就是为什么在很多产品设计中可以看到它的身影。所以不管是从能耗还是价格等方面都有着很大的优势，运行稳定，性价比高，价格相对便宜，且功耗低，加密性强，此外在系统核心模块的选择上采用STC系列能够有效提高系统的工作效率，能够在工作状态下进行在线运行，让系统工作更加便捷。
Key words：AT89C51; Water temperature acquisition; Water level acquisition; ADC0809; DS18B20 目 录
ABSTRACT 2
1.1课题研究意义 1
1.2本课题研究内容 1
第二章 系统方案设计 2
2.1系统整体方案设计 2
2.2主控制器设计论证 2
2.3显示模块设计论证 3
2.4声光报警设计论证 4
2.5水温检测方案设计 4
2.6水位检测方案设计 4
第三章 硬件电路设计 5
3.1主控制器电路 5
3.1.1概述 5
3.1.2晶振电路 6
3.1.3复位电路 7
3.2显示电路 8
3.3水位（水温）控制电路设计 9
3.4水温检测电路设计 10
3.5水位检测电路 11
3.6按键电路设计 11
第四章 系统软件设计 13
4.1软件整体设计 13
4.2显示软件设计 13
4.3水温检测模块程序设计 14
4.4水位检测软件设计 15
第五章 系统测试 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
5.1Proteus仿真软件简介 17
5.2LCD1602液晶仿真 17
5.3临界值设置仿真 17
5.4水位控制仿真 18
5.5水温控制仿真 19
5.6故障检查 19
结束语 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 系统图 24
附录二 程序 25
第一章 绪论
本章对课题所需研究的内容进行了阐述，并探究了该课题研究的意义
1.1课题研究意义
随着电子技术的发展和人们生活质量的提高，在现代社会，水位和温度控制不仅用于工厂生产，也被用于生活的各个方面。
在酒店工厂和家庭生活中需要大量关于水温以及水温数据的产品。很多场景都需要水温以及水位数据，用于监控。而在这些产品当中，单片机起到了关键性的作用，如生活工具电梯、工业生产现场控制仪器、数控机床等。特别是采用单片机对落后设备进行改造，具有性价比高、延长设备使用寿命、提高设备自动化程度等特点。这种水位和温度控制经常用于现代工业设计、工程建设和日常生活中。早期水位和温度控制主要用于工厂，如大型锅炉在工厂。为了保证系统地正常运行，有必要实时掌握锅炉的水位和温度。目前的水位和温度控制也已应用到生活中，如电热水器，当水位达到一定的极限或温度达到所需的值，它会给出相应的提示告诉人们。
1.2本课题研究内容
本设计是基于51单片机的水温水位控制系统设计，实现水位以及水温的检测，并且可以对水位和水温进行调节。系统选择单片机进行控制，首先对相关文献进行分析，了解设计现状，对系统的功能进行架构设计，设计出系统各个功能连接关系架构图，按照总分的结构对各个功能模块进行方案设计，选择最佳方案实现系统功能。方案确定后，设计系统电路，对电路原理进行说明，按照电路连接方式进行软件代码设计，设计系统软件流程图，最终对系统进行调试，验证硬件以及软件的设计。完成系统设计。
系统方案设计
本章内容描述整个系统的设计思路，选择合适的硬件，并简述了所选硬件的特点
2.1系统整体方案设计
系统是基于51单片机的水温水位控制系统设计，其控制核心为AT89C51单片机，主要功能模块包括显示、水温采集、水位采集、水位调节、水温调节、按键、主控制器。在水温水位控制系统中，主要对软硬件进行设计，硬件设计包括系统各个功能的原理图以及电路图，温度采集电路，水位采集电路，温度控制电路，水位控制电路，搭配液晶显示屏显示系统相关数据，软件代码的设计需要完成温度采集、水位采集等功能，最终实现软件与硬件的结合。系统设置好水温临界值、水位临界值，实时采集水位以及水温数据，如果超过设置的水温临界值、水位临界值，则对水位以及水温进行调节。如图21所示。
图21 系统结构框图
2.2主控制器设计论证
方案一：单片机作为系统核心的控制器，是其他所有模块的连接枢纽，设计选用AT89C51。单片机内部有存储模块，内部的存储模块具有超长时间的存储能力，单片机软件设计时通过MCS51指令完成的，此指令标准在很多器件上都可以使用，通用性很强。这款单片机的能耗也很小，在低功耗方面表现优异，单片机内核是51内核，现在很多单片机都是使用此内核，单片机是最基础入门级8位单片机，在开发设计上也是最简单的，此款单片机内部可完成8K的代码量，如果代码量超过了8K，还可以设计外围代码存储方案，设计满足所有设计需要。单片机在设计出厂后做了加密处理，后期产品使用，不会被盗取设计文件，通过任何技术手段也无法进行解密。单片机的执行速度也很快，一般搭配的晶振是11.0592Mhz晶振，单片机的稳定性很强，在很多复杂场景下都可以稳定运行。此单片机最大优势就是成本方面，成本很低，这对于很多设计来说也是最重要的一点，所以这就是为什么在很多产品设计中可以看到它的身影。所以不管是从能耗还是价格等方面都有着很大的优势，运行稳定，性价比高，价格相对便宜，且功耗低，加密性强，此外在系统核心模块的选择上采用STC系列能够有效提高系统的工作效率，能够在工作状态下进行在线运行，让系统工作更加便捷。
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