【正文】 發(fā)出聲光提示。 主程序工作模塊及流程圖 主程序模塊流程圖，首先是對系統(tǒng)的預(yù)處理設(shè)置，比如設(shè)置換水時間、換食時間、設(shè)定溫度范圍、設(shè)定水位高度等。 DS1302引腳圖DS1302的操作過程是：1. 將各數(shù)據(jù)寫入DS1302的寄存器，用來設(shè)置當(dāng)前的時間和格式。它不僅要向寄存器寫入控制字，還需要讀取相應(yīng)寄存器的數(shù)據(jù)。 讀寫時序圖。行掃描法又稱為逐行（或列）掃描查詢法，是一種最常用的按鍵識別方法，介紹過程如下。這樣，就能得到具體被按下的按鍵的位置了。If(key == 0){//執(zhí)行相應(yīng)的功能代碼；}}} 水位檢測及水位高度控制 水位檢測本控制系統(tǒng)水位檢測采用超聲波水位傳感器。當(dāng)系統(tǒng)的水位高度傳感器檢測到的水位高度低于設(shè)定值時，給水系統(tǒng)開始工作，向水族箱中給水。DS18B20的溫度操作是使用16位。定時器基本初始化程序如下：if(投食模式開啟amp。 //啟動定時器0//給固定頻率的周期信號使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動90度}定時器中斷程序如下：void timer0() interrupt 1{ TH0=(6553650000)/256。所以蜂鳴器要發(fā)出聲音需要一定的電流才能驅(qū)動。 系統(tǒng)的調(diào)試將所有器件焊置PCB板上，便可進(jìn)入系統(tǒng)的調(diào)試，其主要任務(wù)是排除系統(tǒng)的硬件故障，并完善其硬件結(jié)構(gòu)，試運(yùn)行所設(shè)計的程序，排除程序錯誤，優(yōu)化程序結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)達(dá)到期望的功能，進(jìn)而固化軟件，使其產(chǎn)品化。解決方法：電源必須單獨(dú)調(diào)試好以后才能加到系統(tǒng)的各個部件中，本設(shè)計中就出現(xiàn)電源故將經(jīng)過多次對電源的調(diào)換才使其正常工作。2． 能實(shí)現(xiàn)溫度控制。本套系統(tǒng)的研制對后續(xù)水族箱智能控制系統(tǒng)的研究在理論和實(shí)踐上都有較高的參考價值。4． 由于水族箱生態(tài)環(huán)境是一個非常復(fù)雜的多變量、非線性系統(tǒng)，影響魚類和水草生存環(huán)境因素很多，又有關(guān)聯(lián)的耦合現(xiàn)象，而本系統(tǒng)的控制輸出僅為簡單的開關(guān)量信號，這是顯然不能滿足高精度的控制要求，應(yīng)引入模糊算法，專家系統(tǒng)等技術(shù)以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的智能決策水平。在制作過程中運(yùn)用傳感器技術(shù)、繼電器控制技術(shù)、單片機(jī)原理，系統(tǒng)軟件部分采用C語言編程，程序結(jié)構(gòu)清晰，按鍵的操作和液晶顯示的界面很友好，操作者在使用該系統(tǒng)時輕松方便。參 考 文 獻(xiàn)[1] 沙占友 . 智能化集成溫度傳感器原理及應(yīng)用[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社，2002. 5287.[2] 江曉安 . 數(shù)字電路[M]. 西安科技大學(xué)出版社，2006. 90103.[3] 周樹南、張伯頤 . 電路與電子學(xué)基礎(chǔ)[M]. 科學(xué)出版社, 2006. 172235.[5] 馮建華.《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與產(chǎn)品開發(fā)》 [M]，人民郵電出版社2004年版，第3366頁。附錄A系統(tǒng)關(guān)鍵元器件清單、型號及單套用量元件名稱型號單套用量單片機(jī)AT89C51（最小系統(tǒng)）1溫度傳感器DS18B201水位傳感器HRSR041時鐘芯片DS13021300W絕緣電加熱棒1水泵SP3001繼電器JRC19F2附錄B系統(tǒng)仿真原理圖 致 謝歷時將近兩個月的時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學(xué)友批評和指正！ 48 。[12] 葛偉亮：《自動控制元件》[M]，北京理工大學(xué)出版社2007年版，5190頁。最重要的是體會到查找資料在研究與設(shè)計中的重要性。結(jié)論本設(shè)計圍繞著水族箱控制系統(tǒng)在溫度探測和控制、水溫的加熱、定時投食、定時換水等需求，提出了詳細(xì)的設(shè)計方案，從控制方案實(shí)際運(yùn)行來看，此設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)對水族箱的智能化控制，可以克服目前水族箱市場上各種設(shè)備獨(dú)立工作和需要手動帶來的不便，并且成本低廉、性能可靠，消除因飼主的忽視對控制過程的影響。針對一些對水質(zhì)要求較高的魚類，可以在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上升級控制芯片以實(shí)現(xiàn)自動換水的全自動化過程。對于大型水族館，可以節(jié)約大量人力；對于普通家庭，可以提高普通家庭居家養(yǎng)魚的科學(xué)性。5． 經(jīng)模擬運(yùn)行驗(yàn)證，系統(tǒng)具有相應(yīng)速度快，操作簡便，工作可靠等特點(diǎn)。3． 電源故障：設(shè)計中存在電源故障，即上電后將造成元器件損壞、無法正常供電，電路不能正常工作。整個方案實(shí)現(xiàn)簡單，性能可靠，能夠代替目前的半自動化水溫加熱等水族箱，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的全自動化。 聲光報警的軟件實(shí)現(xiàn)本系控制系統(tǒng)的報警系統(tǒng)采用的蜂鳴器和LED燈。 //開總中斷ET0=1。為了不使食物投遞的過多，本系統(tǒng)采用定時器來控制伺服電機(jī)控制信號持續(xù)的時間。2．讀取溫度傳感器的溫度。檢測按鍵的程序如下。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測各列線的電平狀態(tài)。一旦有鍵按下，則輸入線就會被拉低，這樣，通過讀入輸入線的狀態(tài)就可得知是否有鍵按下了。在控制字指令輸入后的下一個SCLK時鐘的上升沿時，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。4. 讀取字節(jié)之前，要講I/O設(shè)置為輸入口，讀取完后，再改回輸出口。芯片的內(nèi)部存儲方式有兩種，一種是二進(jìn)制數(shù)表示，令一種是BCD碼表示。通過Keil軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，對各個模塊進(jìn)行編譯調(diào)試。的具體實(shí)現(xiàn)功能將在后面軟件部分做詳細(xì)闡述。這樣不斷的循環(huán)周期測，就可以在不停地移動的過程中測量距離值了。HRSR04型超聲波集成模塊的工作電壓為5 V，而且此模塊的靜態(tài)工作電流是小于2 mA的，工作時候可以比較穩(wěn)定。 繼電器驅(qū)動電路 水位檢測及水位高度控制模塊電路設(shè)計 HRSR04超聲波模塊及工作原理簡介本控制系統(tǒng)的水位檢測模塊采用的是超聲波水位傳感器。GND是接地端。C。水溫傳感器獲得的水溫數(shù)據(jù)與設(shè)定溫度上限和下限的比較，獲得的結(jié)果，將直接用來驅(qū)動繼電器控制加熱器的開與關(guān)，以保持水族箱的溫度穩(wěn)定，必要時還會報警以提醒用戶。三種不同字符/字型的選擇編碼范圍為：0000～0006H（其代碼分別是0000、0000000006共4個）顯示自定義字型，02H～7FH顯示半寬ASCII碼字符，A1A0H～F7FFH顯示8192種GB2312中文字庫字形。CE: 輸入信號，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。DS1302與單片機(jī)之間能簡單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到3個口線：1）RES（復(fù)位），2）I/O（數(shù)據(jù)線），3）SCLK（串行時鐘）。4．功耗低，典型供電電流5mA。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。因?yàn)閱纹瑱C(jī)輸出為TTL電平，5V代表高電平，0V代表低電平；但是PC機(jī)的串口輸出為232電平，所以單片機(jī)與PC機(jī)的串口進(jìn)行通信時需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。P2口（Pin21～Pin28）：8位準(zhǔn)雙向I/O口線，～。過以上理論分析。在橋式整流電路中，因?yàn)殡娐分屑尤肓硕O管組（DDDD4），在交流電變化方向的時候，DD3或者DD4接通，所以交流電在一個周期內(nèi)都可以通過，所以形成了脈動直流電。一些由硬件實(shí)現(xiàn)的功能可用軟件來實(shí)現(xiàn)，反過來一些由軟件實(shí)現(xiàn)的功能也可用硬件來完成。本章主要介紹各模塊的功能以及其電路的設(shè)計，還有部分芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及性能參數(shù)和用法，并設(shè)計出具體的硬件電路。正因?yàn)橛羞@些優(yōu)點(diǎn)的支撐，使得C語言得到廣泛的支持與應(yīng)用。使用起來非常方便。本控制系統(tǒng)采用矩陣鍵盤，它的結(jié)構(gòu)簡單、處理方便，非常適合I/O口較少的單片機(jī)。3． 電子時鐘模塊芯片的選取本系統(tǒng)的時鐘芯片采用DS1302。我們在選型的時候不僅要考慮芯片的精度、穩(wěn)定性，還要考慮經(jīng)濟(jì)方面的因素，盡量選取物美價廉的芯片。從對整個系統(tǒng)的控制能力上來說，AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口。4． 在資金等條件允許的情況下，盡量選擇功能豐富，擴(kuò)展能力強(qiáng)的單片機(jī)，這樣便于以后的功能升級和擴(kuò)展。 主要元器件的選取 系統(tǒng)控制器的選擇在控制系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)中，控制芯片是整個系統(tǒng)設(shè)計的核心，整個系統(tǒng)的外圍電路都要圍繞著控制芯片展開，同時它還關(guān)系到整個控制軟件的設(shè)計，因此選擇合適的控制芯片的型號很重要。主要包含了溫度檢測模塊和水位高低模塊。該部分的主要功能是完成對各路數(shù)據(jù)的處理及分析并及時的發(fā)出種控制信號，從而使系統(tǒng)能正常工作。 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)由電源模塊、核心控制模塊、按鍵及顯示模塊、水位檢測及水位高度控制模塊、水溫檢測及恒溫控制模塊、自動投食控制模塊、聲光報警模塊、電子時鐘模塊組成。顯示模塊包含了指示燈及LED顯示屏等。在單片機(jī)開發(fā)裝置上，用調(diào)試軟件對程序進(jìn)行調(diào)試，查看系統(tǒng)的軟件漏洞和硬件故障，經(jīng)過不斷地修改，使系統(tǒng)不斷的完善。4．系統(tǒng)報警。采用單片機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)水族箱自動換水、自動喂食、冷熱自動恒溫、狀態(tài)顯示等功能。水族箱中各種參數(shù)的控制，也產(chǎn)生了相關(guān)的控制設(shè)備。現(xiàn)在相同的人工照明、通風(fēng)、過濾、水溫加熱等一整套控制系統(tǒng)的發(fā)明都成為可以相互協(xié)調(diào)的一個系統(tǒng)。這種不可避免的矛盾，就使智能水族箱控制系統(tǒng)的誕生創(chuàng)造了條件。北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1 緒論 課題背景與研究目的伴隨著生活水平的提高，人們對生活質(zhì)量與環(huán)境有著更高的要求。北華大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）多功能水族箱控制系統(tǒng)的設(shè)計畢業(yè)論文目　　錄摘　　要 1引　　言 11 緒論 1 課題背景與研究目的 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 課題主要研究內(nèi)容 2 課題研究的步驟 32 控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案 5 系統(tǒng)設(shè)計方案 5 系統(tǒng)的具體功能 5 系統(tǒng)總體硬件結(jié)構(gòu) 5 主要元器件的選取 7 系統(tǒng)控制器的選擇 7 輸入輸出模塊元器件的選取 8 編程軟件與語言工具的選取 9 本章小結(jié) 103 系統(tǒng)硬件設(shè)計 11 硬件設(shè)計概述 11 系統(tǒng)電源模塊設(shè)計 11 控制模塊電路設(shè)計 13 AT89C51單片機(jī)引腳功能簡介 13 AT89C51單片機(jī)外圍電路組成 15 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng) 17 電子時鐘模塊電路設(shè)計 17 DS1302芯片簡介 17 DS1320外部引腳功能及結(jié)構(gòu)電路 18 按鍵及顯示模塊電路設(shè)計 19 液晶顯示模塊電路設(shè)計 19 按鍵模塊電路設(shè)計 20 水溫檢測及恒溫控制模塊電路設(shè)計 21 DS18B20芯片介紹 21 DS18B20溫度檢測電路 22 水溫加熱控制電路設(shè)計 22 水位檢測及水位高度控制模塊電路設(shè)計 23 HRSR04超聲波模塊及工作原理簡介 23 水位高度控制模塊電路設(shè)計 24 自動投食控制模塊 25 聲光報警模塊電路設(shè)計 25 本章小結(jié) 264 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 27 軟件設(shè)計概述 27 主程序工作模塊及流程圖 27 讀取系統(tǒng)電子時鐘及顯示 28 按鍵掃描及參數(shù)設(shè)置 30 水位檢測及水位高度控制 33 水位檢測 33 水位高度控制 34 水溫檢測及恒溫控制模塊 35 水溫檢測 35 恒溫控制 36 自動投食控制程序模塊 37 聲光報警的軟件實(shí)現(xiàn) 38 本章小結(jié) 385 系統(tǒng)設(shè)調(diào)試與展望 39 系統(tǒng)的調(diào)試 39 系統(tǒng)硬件調(diào)試 39 系統(tǒng)軟件調(diào)試 40 創(chuàng)新點(diǎn)與應(yīng)用范圍 40 設(shè)計總結(jié) 40 創(chuàng)新點(diǎn) 40 應(yīng)用范圍和實(shí)施效果 40 展望 41 本章小結(jié) 41結(jié)論 43附錄A 46系統(tǒng)關(guān)鍵元器件清單、型號及單套用量 46附錄B 47系統(tǒng)仿真原理圖 47致 謝 48 1 引　　言隨著人們物質(zhì)生活的改善和欣賞能力的提高，觀賞魚缸之類的工藝產(chǎn)品逐漸進(jìn)入了家庭和賓館、商場等公共場所。同時該系統(tǒng)設(shè)計靈活、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，易于規(guī)?；a(chǎn)，可廣泛用于家庭和賓館等安裝觀賞水族箱的場所。盡管人們有著這樣美好的生活追求，但是日益加快的生活節(jié)奏、快速上漲的勞動成本