【正文】 塊水位傳感器模塊聲光報(bào)警模塊按鍵輸入時(shí)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(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，就要對(duì)所采用的各個(gè)模塊的元器件進(jìn)行具體的選型，并通過元器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)、操作說明的資料，詳細(xì)地了解各個(gè)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(shè)計(jì)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(hào)等，其特點(diǎn)是功耗低、體積小、輕薄、模塊化，而且由于其自帶字符庫(kù)，在顯示方面的實(shí)現(xiàn)上只需要按照要求對(duì)其進(jìn)行初始化、設(shè)定相關(guān)的顯示位置和顯示內(nèi)容即可，操作簡(jiǎn)單。如下圖 所示。指令輸入模塊采用 4 個(gè)獨(dú)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(cè)中，閱讀單線傳輸協(xié)議的時(shí)序要求，如下圖 所示。同時(shí)，設(shè)置 3 個(gè) LED 燈和蜂鳴器，組成其聲光提示和報(bào)警模塊。其封裝形式和管腳定義如下圖 所示。蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)無法靠單片機(jī)的端口直接完成，要使用相應(yīng)型號(hào)的三極管進(jìn)行放大，如 9018550 等型號(hào)，通過三極管驅(qū)動(dòng)蜂鳴器，才能正常發(fā)聲。單片機(jī)內(nèi)部已經(jīng)具有時(shí)鐘震蕩電路，因此，我們搭建單片機(jī)最小系統(tǒng)，只需要在其 XTAL1 和 XTAL2 兩個(gè)引腳之間加入反饋電路，就可以讓單片機(jī)得到時(shí)鐘信號(hào)。對(duì)于本系統(tǒng)的各個(gè)傳感器接口，也要進(jìn)行引出，以供各個(gè)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(duì)比度，在實(shí)際電路中采用 10K 歐姆藍(lán)白臥式可調(diào)電阻 102，通過擰動(dòng)，可以改變顯示字符的效果。圖 電子式水位開關(guān)接口電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘芯片電路設(shè)計(jì)時(shí)鐘芯片 DS1302 的 RST、SCLK 和 I/O 三個(gè)端口與單片機(jī)相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，如下圖 所示，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)分別為 RST、SCK 和 IO，分別與單片機(jī)的、 和 相連，實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的通信。在 X1 和 X2 兩個(gè)引腳之間接入 的晶振，為芯片提供基本時(shí)鐘信號(hào)。設(shè)置 3 個(gè) 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(shè)計(jì) 電源和開關(guān)模塊設(shè)計(jì)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(guān)，同時(shí)使用一個(gè) LED 燈指示電源狀態(tài)。軟件系統(tǒng)主要的設(shè)計(jì)思路如下：在系統(tǒng)打開后，顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時(shí)間信息和水溫信息，如果水溫低于設(shè)定值則開始加熱；如果水溫高于設(shè)定值或狀態(tài)為缺水就進(jìn)行聲光報(bào)警。 軟件總體流程圖12開始LCD 顯示屏、1302 時(shí)鐘芯片、定時(shí)器、獨(dú)立按鍵、溫度傳感器、各種端口初始化正常模式？調(diào)用時(shí)間顯示函數(shù) 時(shí)間 到？調(diào)用溫度讀取函數(shù)溫度顯示函數(shù)調(diào)用報(bào)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(shè)計(jì)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(chǔ)功能函數(shù)，因此都要在軟件系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的底層庫(kù)中進(jìn)行包含。 //LCD1602 寫命令子函數(shù)1602 的操作需要對(duì)其進(jìn)行命令輸入，它有自己的指令庫(kù)。rs=0。P0=。}其中 delay1 為編寫的延時(shí)函數(shù)，如下所示：void delay1(uint z) //延時(shí)函數(shù){uint x,y。y0。//選擇寫數(shù)據(jù) rw=0。//無延時(shí)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(chǔ)函數(shù)設(shè)計(jì)里邊，主要是進(jìn)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(duì) DS18B20 的數(shù)據(jù)格式進(jìn)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(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作，使用 write_ds1302 函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入，使用 read_ds1302函數(shù)對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出，使用 set_rtc 函數(shù)對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。按鍵定義為 4 個(gè)，分別是設(shè)置鍵、確認(rèn)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(rèn)鍵的次數(shù)，判斷系統(tǒng)當(dāng)前要修改的數(shù)據(jù)是哪一個(gè)，該不該結(jié)束調(diào)試，返回正常狀態(tài)。同時(shí)，注意每一個(gè)數(shù)據(jù)的范圍，防止設(shè)置超出范圍。正常模式下執(zhí)行溫度顯示和時(shí)間顯示，調(diào)用報(bào)警模塊的子函數(shù)，進(jìn)行溫度、水位狀態(tài)的檢測(cè)和判斷。 本章小結(jié)本章主要對(duì)系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)和算法進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)模塊的基礎(chǔ)函數(shù)進(jìn)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(tái)搭建和正常模式圖 設(shè)置鍵仿真操作通過測(cè)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(yīng)操作按鍵的各種操作，完成各種參數(shù)調(diào)節(jié)和設(shè)置。本設(shè)計(jì)主要對(duì)熱水器控制器進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，但控制功能依然是半自動(dòng)化的程度，如溫度過高報(bào)警，但沒有主動(dòng)其切斷加熱電源；缺水狀態(tài)下不能自動(dòng)上水。這一過程中不僅收獲了知識(shí)，也收獲了快樂。19參考文獻(xiàn)[1] 汪銘東, DS18B20 的機(jī)柜溫度控制器設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，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(jī)的小型溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].常熟：常熟理工學(xué)院，2022.[4] 鄧奕、馬雙寶、謝龍漢，PROTEL 99 SE 原理圖與 PCB 設(shè)計(jì)[M]，北京：人民郵電出版社，2022.[5] 李華，MCS51 系列單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，1993.[6] 吳建平，傳感器原理及應(yīng)用[M] ，北京：機(jī)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(dǎo)下完成的，XXX老師嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)術(shù)態(tài)度讓我受益匪淺，感謝老師的指導(dǎo)，我才能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。5 結(jié)束語(yǔ)通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)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(shè)計(jì)方面的能力得到進(jìn)一步的提高。 面包板電路搭建測(cè)試除了進(jìn)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(shí)物系統(tǒng)，并進(jìn)行了上電測(cè)試，如下圖 所示。4 測(cè)試、總結(jié)與評(píng)價(jià) 軟件平臺(tái)仿真測(cè)試本系統(tǒng)使用了 Proteus 軟件進(jìn)行仿真和測(cè)試，該平臺(tái)能夠完全模擬單片機(jī)的實(shí)際電路連接原理和程序設(shè)置，同時(shí)需要完整的程序代碼才能最終完成仿真測(cè)試，看到系統(tǒng)的運(yùn)行效果。水溫低于設(shè)定溫度則開啟加熱指示燈，高于設(shè)定溫度則報(bào)警，如果缺水的話，也進(jìn)行報(bào)警。在程序運(yùn)行開始，對(duì)各個(gè)模塊、端口和定時(shí)器初始化操作，然后進(jìn)入循環(huán)結(jié)構(gòu)。對(duì)于鍵值增加和鍵值減小的按鍵，當(dāng)這兩個(gè)按鍵按下時(shí)，使用 if 條件判斷Select_num 和 Enter_num 值的組合情況，執(zhí)行相應(yīng)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(rèn)鍵的狀態(tài)，同時(shí)使用 Enter_num 記錄該鍵被按下的次數(shù)。按鍵掃描和設(shè)置程序單獨(dú)做成一個(gè)子函數(shù)，在主程序中循環(huán)調(diào)用。 //時(shí)鐘端口sbit rst=P3^7。在主程序中對(duì)這些函數(shù)進(jìn)行調(diào)用，配合 LCD 顯示函數(shù)，來完成對(duì)溫度顯示、判斷等多種功能。 溫度傳感器模塊程序設(shè)計(jì)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(shí)Date_dispaly(0x80+14,time_data[3])。void Time_Display(void){14read_rtc()。