【正文】 有成本低、實(shí)用性強(qiáng)、溫度控制精度高的特點(diǎn)。用戶信息輸入方面，使用按鍵進(jìn)行輸入要比旋鈕更容易控制，用戶也更易于接受，通過設(shè)置相應(yīng)的調(diào)節(jié)按鍵，可以十分精確地定位到用戶所希望達(dá)到的溫度。 系統(tǒng)總體設(shè)計概述本系統(tǒng)采用 51 系列單片機(jī)為控制核心，以 DS18B20 單線數(shù)字式溫度傳感器獲取溫度信息，采用 DS1302 時鐘芯片為單片機(jī)提供日期基準(zhǔn)，顯示方面采用 LCD1602 液晶顯示屏，以機(jī)械按鍵的形式供用戶輸入，設(shè)置當(dāng)前的系統(tǒng)時間、定時加熱的開始時間、水溫設(shè)定等，來完成整個控制器的控制工作。如下圖 所示為 LCD1602 的控制器接口的時序說明，在液晶的初始化、4讀寫操作的相關(guān)的編程中，要參考該時序圖，結(jié)合單片機(jī)晶振的選取情況作出必要調(diào)整，只有正確的時序才能保證單片機(jī)給出正確的控制指令。4 個獨(dú)立按鍵分別是設(shè)定鍵、鍵值增加、鍵值減小、確認(rèn)這個 4 個功能定義，通過這 4 個按鍵，結(jié)合軟件和算法編程，進(jìn)行按鍵狀態(tài)掃描，然后對相應(yīng)的鍵值動作設(shè)定正確的響應(yīng)邏輯，就能夠?yàn)橛脩籼峁┩暾膮?shù)設(shè)置功能。在硬件連接上，其使用三個數(shù)據(jù)線同單片機(jī)的相應(yīng)端口進(jìn)行連接，分別為復(fù)位、數(shù)據(jù)和串行時鐘。同時，根據(jù)元器件的資料和數(shù)據(jù)手冊，對主要元器件的硬件連接、使用和操作方法進(jìn)行了重點(diǎn)研究，為硬件電路的搭建和軟件編程提供了基礎(chǔ)。7圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)及其接口電路設(shè)計 顯示模塊硬件電路設(shè)計本設(shè)計選用字符型液晶 LCD1602 為顯示器件，將 LCD1602 的數(shù)據(jù)引腳都接入單片機(jī)的 P0 端口，即 ~ 分別對應(yīng)地和 1602 顯示屏的 8 根數(shù)據(jù)線DB0~DB7 相連接。DS1302 具有涓流充電功能，可以設(shè)置雙電源，其中 VCC1 為備用電源，在電路中另外引出，接一塊型號為9CR2302 的紐扣電池。10圖 指示燈電路設(shè)計 按鍵設(shè)置模塊電路設(shè)計本系統(tǒng)的時鐘設(shè)置、溫度設(shè)置都需要通過按鍵來完成，采用 4 個獨(dú)立按鍵的設(shè)計，一端接地，按下后將單片機(jī)的端口電平拉低，由單片機(jī)完成按鍵動作的捕捉。當(dāng)用戶按下設(shè)置鍵時，進(jìn)入功能選擇菜單，功能選擇菜單有三個，第一個是設(shè)置時間，第二個是設(shè)置定時加熱開始的時間和結(jié)束的時間，第三個是設(shè)置溫度范圍的上限和下限。13void write_(uchar ) //寫指令函數(shù){rw=0。e=0。} 寫數(shù)據(jù)子函數(shù)對命令進(jìn)行寫入之后，緊接著就要進(jìn)行所要顯示的字符數(shù)據(jù)的輸入，通過寫數(shù)據(jù)子函數(shù)來完成。void Time_Display(void){14read_rtc()。 //顯示年 // Year/10*16+Year%10Hour=time_data[4]/16*10+time_data[4]%16。在主程序中對這些函數(shù)進(jìn)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。按鍵掃描和設(shè)置程序單獨(dú)做成一個子函數(shù)，在主程序中循環(huán)調(diào)用。對于鍵值增加和鍵值減小的按鍵，當(dāng)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(yīng)的數(shù)據(jù)增加 1 或者是數(shù)據(jù)減小 1 的操作。水溫低于設(shè)定溫度則開啟加熱指示燈，高于設(shè)定溫度則報警，如果缺水的話，也進(jìn)行報警。 面包板電路搭建測試除了進(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)行了上電測試，如下圖 所示。19參考文獻(xiàn)[1] 汪銘東, DS18B20 的機(jī)柜溫度控制器設(shè)計[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[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[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)計課題。這一過程中不僅收獲了知識，也收獲了快樂。17圖 仿真平臺搭建和正常模式圖 設(shè)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(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。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(jìn)行溫度、水位狀態(tài)的檢測和判斷。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，該不該結(jié)束調(diào)試，返回正常狀態(tài)。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)對數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入，使用 read_ds1302函數(shù)對時間數(shù)據(jù)進(jìn)行讀出，使用 set_rtc 函數(shù)對時間進(jìn)行設(shè)置。在溫度傳感器的基礎(chǔ)函數(shù)設(shè)計里邊，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 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)。 //顯示月Week_dispaly(0x80+0x40+15,time_data[1])。//無延時不能正常工作 e=0。y0。P0=。 //LCD1602 寫命令子函數(shù)1602 的操作需要對其進(jìn)行命令輸入，它有自己的指令庫。軟件系統(tǒng)主要的設(shè)計思路如下：在系統(tǒng)打開后，顯示當(dāng)前的系統(tǒng)時間信息和水溫信息，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)行聲光報警。設(shè)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 電子式水位開關(guān)接口電路設(shè)計 時鐘芯片電路設(shè)計時鐘芯片 DS1302 的 RST、SCLK 和 I/O 三個端口與單片機(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。對于本系統(tǒng)的各個傳感器接口，也要進(jìn)行引出，以供各個傳感器、電源、數(shù)據(jù)線接口使用。蜂鳴器的驅(qū)動無法靠單片機(jī)的端口直接完成，要使用相應(yīng)型號的三極管進(jìn)行放大，如 9018550 等型號，通過三極管驅(qū)動蜂鳴器，才能正常發(fā)聲。同時，設(shè)置 3 個 LED 燈和蜂鳴器，組成其聲光提示和報警模塊。指令輸入模塊采用 4 個獨(dú)立按鍵完成。 顯示模塊本設(shè)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)上只需要按照要求對其進(jìn)行初始化、設(shè)定相關(guān)的顯示位置和顯示內(nèi)容即可，操作簡單。同時，為了實(shí)現(xiàn)精確的定時加熱功能，引入專門的時鐘芯片 DS1302 進(jìn)行計時，為單片機(jī)提供日期和時間基準(zhǔn)。因此，選擇 LCD1602 字符型液晶。同時，通過不同的傳感器，由單片機(jī)控制并指示熱水器的各種工作狀態(tài)，在發(fā)生缺水、水溫過熱等情況時及時向用戶給出聲光報警，從而防止發(fā)生意外，保障了用戶的安全。s living standard, the water heater is more and more widely into the thousands, has brought great convenience to people39。同時，人們對熱水器的智能化和安全性都提出了更高的要求。在熱水器的使用效果上，功能也越來越豐富，使用更加人性化，甚至結(jié)合最新的智能家居和物聯(lián)網(wǎng)理念，智能化程度大大提高，給人們的生活帶來了極大的方便。1 智能熱水器控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案本設(shè)計所提到的智能熱水器控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)對溫度的自動控