【正文】 I 摘 要 本 文介紹了單片機應用于電加熱飲水機的一種設計方法 ， 該電加熱飲水機具有自動化程度高、安全性好、功能多、使用方便、功率小、加熱快、可靠性高等特點。并詳細地論述了 以 單片機為處理器的電加熱飲 水機的硬件、軟件設計、系統(tǒng)編程和抗干擾設計等方面的問題。本 系統(tǒng) 以 ATMEL 公司的 AT89C51 單片機為核心，由DS18B 信號處理電路 、 鍵盤控制電路 、 LED 顯示電路 、 輸出控制電路 等構成。 主要包含的程序有 ： 主程序 、 顯示 子程序 、 PID 控制 子程序等。同時，在軟、硬設計時均采取了有效的抗干擾措施。 關鍵詞 ： AT89C51； DS18B20； PID 控制 。 II Abstract This paper introduced a singlechip microputer which used in electric heating water dispenser as a design method, the electric heating water dispenser with a high degree of automation, security, and multifunctional, easy to use, small power, heating quickly, and high reliability. The paper described in detail by the singlechip processor power for heating water dispenser hardware, software design, system design, programming and antijamming controller ATMEL Corporation AT89C51 singlechip microputer as the core, by the DS18B20, signal processing circuit, eyboard control circuit, ED display circuit, utput control circuit, etc. The process mainly includes the main program, isplay control subroutine, PID control subroutine and so on. At the same time, software and hardware are designed to take aneffective antijamming measures. Key words: AT89C51。 DS18B20。 PID control. 目 錄 摘 要 .........................................................................................................I Abstract ..................................................................................................... II 1 前言 ........................................................................................................ 1 水溫控制系統(tǒng)概述 .............................................................................. 1 本設計任務 ......................................................................................... 2 2 系統(tǒng)設計原理 ......................................................................................... 3 水溫控制系統(tǒng)總體框圖 ....................................................................... 3 總體方案論證 ...................................................................................... 3 各部分電路方案論證 ........................................................................... 3 3 硬件電路設計 ......................................................................................... 5 溫度 傳感器的選擇 .............................................................................. 5 溫度控制電路 ...................................................................................... 6 單片機控制部分 .................................................................................. 7 I/O 通道的硬件電路的設計 .............................................................. 8 電源電路 .............................................................................................. 9 控制執(zhí)行電路的設計 ........................................................................... 9 溫度傳感器的工作原理 ..................................................................... 12 LED 數(shù)碼管顯示電路 ..................................................................... 16 4 系統(tǒng)軟件設計 ....................................................................................... 18 主程序模塊 ....................................................................................... 18 運算控制模塊 ................................................................................... 19 數(shù)字顯示 ........................................................................................... 22 PWM 輸出 ..................................................................................... 22 溫 度傳感器 DS18B20 軟件 模塊 ....................................................... 24 5 試驗仿真結果分析 ............................................................................... 29 仿真平臺 ........................................................................................... 29 仿真結果及分析 ................................................................................ 29 總結 .......................................................................................................... 32 參考文獻 .................................................................................................. 33 致 謝 ...................................................................................................... 35 附錄一 ：主程序設計 ............................................................................... 36 附錄二 ：主電路圖 ................................................................................... 51 邵陽學院畢業(yè)設計（論文） 1 1 前言 隨著電子技術的發(fā)展，特別是大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到了質的飛躍，那么單片機技術的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領域帶來了一次新的革命。目前，單片機在工業(yè)控制 系統(tǒng)諸多領域得到了極為廣泛的應用。特別是其中的 C51 系列單片機的出現(xiàn)，由于它具有極好的穩(wěn)定性，更快和更準確的運算精度 [1]，它的出現(xiàn)不但推動了工業(yè)的生產(chǎn)，也影響著人們的工作和學習 。 溫度控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)設計、工程建設及日常生活中的應用越來越廣泛 。 在日常人們的生活中，溫度控制系統(tǒng)的應用和作用也體現(xiàn)到了各個方面，隨著人們生活質量的提高，酒店廠房及家庭生活中都會見到溫度控制的影子，溫度控制將更好的服務于社會 。 溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常遇到的過程控制 ， 有些工藝過程對其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質量 ， 因而設計一 種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價值的 [2]。 水溫控制系統(tǒng)概述 在現(xiàn)代冶金、石油、化工及電力生產(chǎn)過程中，溫度是極為重要而又普遍的熱工參數(shù)之一。在環(huán)境惡劣或溫度較高等場合下，為了保證生產(chǎn)過程正常安全地進行，提高產(chǎn)品的質量和數(shù)量，以及減輕工人的勞動強度、節(jié)約能源，要求對加熱爐爐溫進行測量 、顯示、控制，使之達到工藝標準，以單片機為核心設計的爐溫控制系統(tǒng)，可以同時采集多個數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)通過通訊口送至上位機進行顯示和控制。那么無論是哪種控制，我們都希望水溫控制系統(tǒng)能夠有很高的精確度（起碼是在滿足我們要求的范 圍內），幫助我們實現(xiàn)我們想要的控制，解決身邊的問題 [3]。 在計算機沒有發(fā)明之前，這些控制都是我們難以想象的。而當今，隨著電子行業(yè)的迅猛發(fā)展，計算機技術和傳感器技術的不斷改進，而且計算機和傳感器的價格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技術來實現(xiàn)水溫控制并提高控制的精確度不僅是 可以達到的而且是容易實現(xiàn)的。 用高新技術來解決工業(yè)生產(chǎn)問題， 排除生活用水問題實施對水溫的控制已成為我們電子行業(yè)的任務，以此來加強工業(yè)化建設，提高人民的生活水平。 在能源日益緊張的今天，電熱水器，飲水機，電飯煲之類的家用電器在保溫時，由于其 簡單 的溫控系統(tǒng)，利用溫敏電阻來實現(xiàn)溫控，因而會造成很大的能源浪費 。但是利用 AT89C51 單片機為核心，配合溫度傳感器，信號處理電路，顯示電路，輸出控制電路，故障報警電路等組成，軟件選用匯編語言編程。單片機可將溫度傳感器檢基于單片機的飲水機溫度控制系統(tǒng)的設計 2 測到的水溫模擬量轉換成數(shù)字量，顯示于 LED 顯示器上。該系統(tǒng)靈活性強，易于操作，可靠性高，將會有更廣闊的開發(fā)前景 [4]。 本設計任務 (1)基本要求 設計一個基于單片機的飲水機的溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實時檢測飲水機水箱的水溫，并且可以通過數(shù)碼管顯示飲水機水箱水溫度數(shù)，可以通過鍵盤或開 關選擇制冷或加熱，可以人為設置水的溫度的上下限，如加熱，當溫度在設定的范圍內時正常工作，當?shù)陀谒疁叵孪迺r控制加熱器加熱；如制冷，當溫度高于水溫上限時控制壓縮機制冷，溫度檢測