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基于单片机的水温水位控制系统设计
摘 要
伴随着科技的发展,各种智能化数字化的控制系统已较为普遍,而热水器,锅炉等装
置的广泛使用也相继产生了其配套的控制系统并不断地完善。然而,目前市场上的大部分
对于水温水位的控制电路性能并不是很好。因此此次设计了一种性能较好,且操作简单的
水温水位控制系统以满足于当今的需求,该系统的主控芯片为 AT89C52 单片机、以 DS18B20
温度传感器作为温度采集、利用压力传感器采集液位,并配备了独立键盘、LCD 液晶显示
器和报警系统组成外围电路。该系统能够较为准确地测量水位水温,并设置水温与水位的
范围,若水温或水位在设定的范围之外,则自行控制通过对继电器的控制调整水温与水位
直到满足要求。通过软硬件调试完成以上功能。
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。
关键词:单片机;DS18B20;水温水位控制

Water Temperature-Level Control System Based on SCM
Abstract
With the development of science and technology, all kinds of intelligent digital control
system has been more common, and water heater, the widespread use of the device such as boiler
followed produced its form a complete set of control system and constantly improve. On the
market at present, however, for most of the water temperature of water level control circuit
performance is not very good. Therefore this design a good performance, and simple operation
of the water level control system to meet today's requirements, the system of the main control
chip as the AT89C52 single chip microcomputer and the DS18B20 temperature sensor as
temperature sampling, the use of pressure sensor level, and equipped with independent keyboard,
LCD liquid crystal display and alarm system of the peripheral circuit. Measure water
temperature, the system can accurately and set the range of water temperature and water level,
water temperature or water level is outside the scope of setting, itself through control of the relay
control to adjust water temperature and water level until they meet the requirements. The above
function through the software and hardware debugging.
The design of control system based on single chip microcomputer as its main control chip,
so it is a kind of digital control mode, through the sensor to cooperate to AD converter converts
water temperature signal to digital signal by single chip to complete the automatic control of the
water temperature, using digital temperature sensor greatly enhances the precision of
temperature measurement, and because the with the single chip processor as the control chip, and
can be programmed easily extend its function, can satisfy the different demand, and thus has
great practical significance.
Keywords: singlechip; water level’s examination; water temperature’s examination

目 录
摘 要 ..........................................................................................................................................I
Abstract ...........................................................................................................................................II
第 1 章 绪论...............................................................................................................................- 1 -
1.1 选题的意义 .......................................................................................................................- 1 -
1.2 水温水位的控制现状 .......................................................................................................- 1 -
1.3 课题任务 ...........................................................................................................................- 2 -
第 2 章 系统设计方案.............................................................................................................- 3 -
2.1 设计原理 ...........................................................................................................................- 3 -
2.1.1 系统原理.....................................................................................................................- 3 -
2.1.2 子系统工作原理.........................................................................................................- 3 -
2.2 设计方案 ...........................................................................................................................- 4 -
2.2.1 系统设计方案的选择.................................................................................................- 4 -
2.2.2 各部件控制系统方案.................................................................................................- 5 -
第 3 章 系统硬件设计.............................................................................................................- 7 -
3.1 系统总体设计 ...................................................................................................................- 7 -
3.2 各单元电路设计 ...............................................................................................................- 8 -
3.2.1 控制单元设计.............................................................................................................- 8 -
3.2.2 显示单元设计...........................................................................................................- 11 -
3.2.3 检测单元设计...........................................................................................................- 14 -
第 4 章 系统软件设计.............................................................................................................- 21 -
4.1 主程序设计 .....................................................................................................................- 21 -
4.2 子程序设计 .....................................................................................................................- 21 -
4.2.1 温度采集...................................................................................................................- 21 -
4.2.2 控制按键设计...........................................................................................................- 22 -
4.2.3 读温度.......................................................................................................................- 23 -
第 5 章 系统调试.....................................................................................................................- 24 -
5.1 软件调试 ........................................................................................................................- 24 -
5.1.1 Proteus 仿真..............................................................................................................- 24 -
5.1.2 软件调试过程..........................................................................................................- 24 -
5.2 仿真结果 .........................................................................................................................- 24 -
总结...........................................................................................................................................- 27 -
参考文献...................................................................................................................................- 28 -


第 1 章 绪论
1.1 选题的意义
电子技术日益发展兴盛,大规模集成电路和数字电路现已得到广泛的应用。这种技术
的普遍应用,也使得整个社会迅速发展起来。科学研究在微型计算机中功能的不断强化,
可编程控制器这一领域也将对现代工业测控有巨大的意义。其中水位和温度控制在快节奏
的现代社会中也显得尤为重要。
如今自动控制技术发展迅猛,各种智能控制设备不胜枚举。在早期水位和温度控制
集中应用于大型工厂中,而在现代社会,不仅是工业设计、工程建设这些大项目中,而且
人们的日常生活也需要实现水位与温度的有效合理控制。例如在大量集中需要锅炉用水的
地方,掌握锅炉内的水位和温度,是确保系统的正常运行的必要条件。因此,水温水位控
制在人们生活中有着极其重要的意义。如今技术发展成熟,各种电器种类繁杂,虽各有千
秋,但其主要的智能化技术还是体现在水位和温度的控制上。
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。
研究基于单片机的水温水位控制系统,这符合现代技术的发展方向,最重要的是系
统可靠性较高。而且对于单片机和传感器技术应用,也有了更新更全面准确的认知。
1.2 水温水位的控制现状
智能化设备随着社会的发展应用愈加广泛,其功能不断地强大,各种需要控制其水位
与水温的装置也不断地被完善,切技术也已慢慢的成熟,各自水位水温控制的产品类型也
随着技术的革新不断地趋于成熟,热水器的类型也由单一的燃气式发展到如今的电加热式
或以新型能源为燃料的加热器如空气源或太阳能式。
目前市场上的水温水位控制装置要么功率较大,像连续水流式的电热水器,普通的民
用供电线路不能承受;要么精度和可靠性都不高,像储水式的热水器,因此其还是有一定
的发展空间,未来的发展趋势应该遵循以下几个方面:
① 节能化:无论何时,节能减排都是衡量一个电器设备的很重要的一个因素,只有低
功耗,高效率的设备才有存在的空间。�
② 智能化:随着科技的发展,社会已进入智能化的,设备的智能化技术是如今普遍的
需求。
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