【正文】 塊水位傳感器模塊聲光報警模塊按鍵輸入時鐘電路圖 系統(tǒng)整體框圖 各功能模塊介紹要順利完成整個系統(tǒng)的設計工作，就要對所采用的各個模塊的元器件進行具體的選型，并通過元器件的數(shù)據(jù)手冊、操作說明的資料，詳細地了解各個元器件的性能、操作方法、硬件連接要求的內(nèi)容。 顯示模塊本設計所采用的 LCD1602 液晶顯示屏，是一種小型的、集成度很高的液晶顯示屏，可以顯示字母、數(shù)字、符號等，其特點是功耗低、體積小、輕薄、模塊化，而且由于其自帶字符庫，在顯示方面的實現(xiàn)上只需要按照要求對其進行初始化、設定相關的顯示位置和顯示內(nèi)容即可，操作簡單。如下圖 所示。指令輸入模塊采用 4 個獨立按鍵完成。圖 數(shù)字式單線溫度傳感器 DS18B20 封裝及引腳圖在 DS18B20 的芯片手冊中，閱讀單線傳輸協(xié)議的時序要求，如下圖 所示。同時，設置 3 個 LED 燈和蜂鳴器，組成其聲光提示和報警模塊。其封裝形式和管腳定義如下圖 所示。蜂鳴器的驅動無法靠單片機的端口直接完成，要使用相應型號的三極管進行放大，如 9018550 等型號，通過三極管驅動蜂鳴器，才能正常發(fā)聲。單片機內(nèi)部已經(jīng)具有時鐘震蕩電路，因此，我們搭建單片機最小系統(tǒng)，只需要在其 XTAL1 和 XTAL2 兩個引腳之間加入反饋電路，就可以讓單片機得到時鐘信號。對于本系統(tǒng)的各個傳感器接口，也要進行引出，以供各個傳感器、電源、數(shù)據(jù)線接口使用。模塊的 VEE 端可以調(diào)節(jié)顯示模塊顯示字符的亮度和對比度，在實際電路中采用 10K 歐姆藍白臥式可調(diào)電阻 102，通過擰動，可以改變顯示字符的效果。圖 電子式水位開關接口電路設計 時鐘芯片電路設計時鐘芯片 DS1302 的 RST、SCLK 和 I/O 三個端口與單片機相連，進行數(shù)據(jù)交換，如下圖 所示，網(wǎng)絡標號分別為 RST、SCK 和 IO，分別與單片機的、 和 相連，實現(xiàn)與單片機的通信。在 X1 和 X2 兩個引腳之間接入 的晶振，為芯片提供基本時鐘信號。設置 3 個 LED 燈，串接 510 歐姆電阻， D1 用于指示加熱狀態(tài)；D2用來指示水位狀態(tài)；D3 用來指示溫度過熱狀態(tài)。圖 按鍵模塊電路設計 電源和開關模塊設計本系統(tǒng)的外接+5V 電源工作，為了控制方便，加入電源總開關，同時使用一個 LED 燈指示電源狀態(tài)。軟件系統(tǒng)主要的設計思路如下：在系統(tǒng)打開后，顯示當前的系統(tǒng)時間信息和水溫信息，如果水溫低于設定值則開始加熱；如果水溫高于設定值或狀態(tài)為缺水就進行聲光報警。 軟件總體流程圖12開始LCD 顯示屏、1302 時鐘芯片、定時器、獨立按鍵、溫度傳感器、各種端口初始化正常模式？調(diào)用時間顯示函數(shù) 時間 到？調(diào)用溫度讀取函數(shù)溫度顯示函數(shù)調(diào)用報警模塊 函數(shù)調(diào)用按鍵掃描函數(shù)NNYY圖 軟件系統(tǒng)總體流程圖 顯示模塊程序設計顯示模塊程序主要包括初始化、寫命令子函數(shù)、寫數(shù)據(jù)子函數(shù)都是其重要的基礎功能函數(shù)，因此都要在軟件系統(tǒng)程序設計的底層庫中進行包含。 //LCD1602 寫命令子函數(shù)1602 的操作需要對其進行命令輸入，它有自己的指令庫。rs=0。P0=。}其中 delay1 為編寫的延時函數(shù)，如下所示：void delay1(uint z) //延時函數(shù){uint x,y。y0。//選擇寫數(shù)據(jù) rw=0。//無延時不能正常工作 e=0。 //顯示秒Date_dispaly(0x80+0x40+9,time_data[5])。 //顯示月Week_dispaly(0x80+0x40+15,time_data[1])。Second=time_data[6]/16*10+time_data[6]%16。在溫度傳感器的基礎函數(shù)設計里邊，主要是進行溫度獲取和處理，讀取溫度的函數(shù)包括讀整數(shù)部分和讀小數(shù)部分，通過對 DS18B20 的數(shù)據(jù)格式進行解析，編寫合適的讀取溫度子函數(shù)。sbit sck=P3^5。使用 write_ds1302_byt 函數(shù)進行數(shù)據(jù)準備工作，使用 write_ds1302 函數(shù)對數(shù)據(jù)進行寫入，使用 read_ds1302函數(shù)對時間數(shù)據(jù)進行讀出，使用 set_rtc 函數(shù)對時間進行設置。按鍵定義為 4 個，分別是設置鍵、確認鍵、鍵值增加和鍵值減小。并根據(jù)不同功能模式下按下確認鍵的次數(shù)，判斷系統(tǒng)當前要修改的數(shù)據(jù)是哪一個，該不該結束調(diào)試，返回正常狀態(tài)。同時，注意每一個數(shù)據(jù)的范圍，防止設置超出范圍。正常模式下執(zhí)行溫度顯示和時間顯示，調(diào)用報警模塊的子函數(shù)，進行溫度、水位狀態(tài)的檢測和判斷。 本章小結本章主要對系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)和算法進行了設計，對各個模塊的基礎函數(shù)進行了編寫，保證模塊的正常工作和數(shù)據(jù)傳輸。17圖 仿真平臺搭建和正常模式圖 設置鍵仿真操作通過測試，在仿真環(huán)境下，系統(tǒng)正常模式下顯示正常，而且能夠相應操作按鍵的各種操作，完成各種參數(shù)調(diào)節(jié)和設置。本設計主要對熱水器控制器進行了詳細的設計，但控制功能依然是半自動化的程度，如溫度過高報警，但沒有主動其切斷加熱電源；缺水狀態(tài)下不能自動上水。這一過程中不僅收獲了知識，也收獲了快樂。19參考文獻[1] 汪銘東, DS18B20 的機柜溫度控制器設計[J].現(xiàn)代電子技術，2022，37（12）：8?10.[2] 華成英,（第四版）[M] ，北京：高等教育出版社，2022.[3] 51 單片機的小型溫度采集系統(tǒng)設計[D].常熟：常熟理工學院，2022.[4] 鄧奕、馬雙寶、謝龍漢，PROTEL 99 SE 原理圖與 PCB 設計[M]，北京：人民郵電出版社，2022.[5] 李華，MCS51 系列單片機實用接口技術[M]，北京：北京航空航天大學出版社，1993.[6] 吳建平，傳感器原理及應用[M] ，北京：機械工業(yè)出版社，2022.[7] [M]. 北京: 高等教育出版社,2022.20致 謝本論文是在xxx老師的悉心指導下完成的，XXX老師嚴謹認真的學術態(tài)度讓我受益匪淺，感謝老師的指導，我才能順利完成畢業(yè)設計課題。5 結束語通過這次畢業(yè)設計，我學到了很多東西，如溫度傳感器、1601302的使用方法，在軟件編程和硬件電路設計方面的能力得到進一步的提高。 面包板電路搭建測試除了進行軟件仿真，本系統(tǒng)也使用面包板和各種元器件，搭建出了實物系統(tǒng)，并進行了上電測試，如下圖 所示。4 測試、總結與評價 軟件平臺仿真測試本系統(tǒng)使用了 Proteus 軟件進行仿真和測試，該平臺能夠完全模擬單片機的實際電路連接原理和程序設置，同時需要完整的程序代碼才能最終完成仿真測試，看到系統(tǒng)的運行效果。水溫低于設定溫度則開啟加熱指示燈，高于設定溫度則報警，如果缺水的話，也進行報警。在程序運行開始，對各個模塊、端口和定時器初始化操作，然后進入循環(huán)結構。對于鍵值增加和鍵值減小的按鍵，當這兩個按鍵按下時，使用 if 條件判斷Select_num 和 Enter_num 值的組合情況，執(zhí)行相應的數(shù)據(jù)增加 1 或者是數(shù)據(jù)減小 1 的操作。使用變量 ENTER 表示確認鍵的狀態(tài)，同時使用 Enter_num 記錄該鍵被按下的次數(shù)。按鍵掃描和設置程序單獨做成一個子函數(shù)，在主程序中循環(huán)調(diào)用。 //時鐘端口sbit rst=P3^7。在主程序中對這些函數(shù)進行調(diào)用，配合 LCD 顯示函數(shù)，來完成對溫度顯示、判斷等多種功能。 溫度傳感器模塊程序設計溫度傳感器的端口定義在 端口。 //顯示年 // Year/10*16+Year%10Hour=time_data[4]/16*10+time_data[4]%16。 //顯示時Date_dispaly(0x80+14,time_data[3])。void Time_Display(void){14read_rtc()。