【正文】 數(shù)據(jù)的采集。圖 課題研究的步驟2 控制系統(tǒng)總體設計方案本系統(tǒng)以 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C51 單片機為核心控制單元。3．系統(tǒng)操作。而在剛開始的飼養(yǎng)過程中，水族設備市場上的魚缸控制系統(tǒng)都是功能比較簡單的設備。在最開始，水族箱多見于展覽館、海洋公園等的公共場所供大家觀賞，但是隨著生活水平的顯著提高，而且也得益于科技和養(yǎng)殖業(yè)的飛速發(fā)展。該控制系統(tǒng)基于89系列單片機的家庭水族箱控制系統(tǒng)。但是由于很多都是單一控制的水族箱或者功能有限，不能稱為一個控制系統(tǒng)或是滿足客戶多樣化的需求。功能設計上追求性能穩(wěn)定可靠安裝、調試、維護方便。根據(jù)系統(tǒng)要求和系統(tǒng)功能特點，本課題研究的主要內容是:1．總體設計方案：首先按照系統(tǒng)的應用場合、控制對象等選擇合理的總體設計設計方案，并在此方案下仔細劃分軟件部分和硬件部分各自應完成的功能。為了盡可能的保證水溫在穩(wěn)定的范圍內波動，使水族箱內的溫度參數(shù)可以及時調整控制，本系統(tǒng)可自行設置溫度上下限，同時預置了恒溫控制模式。3． 時鐘電路。如果選擇得不合適,就會造成經(jīng)濟浪費,或是影響整個單片機應用系統(tǒng)。綜合分析，C51單片機是整個系統(tǒng)控制芯片的不二選擇。DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到3個口線：1）RES（復位），2）I/O（數(shù)據(jù)線），3）SCLK（串行時鐘）。至于其寄存器的分配、不同存儲器間的尋址方式及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)均由編譯器管理。2．根據(jù)系統(tǒng)的功能和性能需求制定總體的設計方案，對控制器進行選型，控制器的選型包括：性價比高、容易開發(fā)、兼容性高、擴展性好。電容濾波器是利用電容充電和放電來使脈動的直流電變成平穩(wěn)的直流電。本系統(tǒng)的電源模塊已經(jīng)有了穩(wěn)壓器輸出的5V電壓，因此只需要把其與單片機的20與40管腳相連即可。第三部分是供電。 管腳描述X1，X2GND地RST復位腳I/O數(shù)據(jù)輸入/輸出引腳SCLK串行時鐘Vcc1電池供電管腳Vcc2電源供電管腳 DS1320外部引腳功能及結構電路 DS1302的外部引腳分配各引腳的功能為：Vcc1: 主電源。 顯示器屏幕對應地址80H81H82H83H84H85H86H87H90H91H92H93H94H95H96H97H88H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH98H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH。C。超聲波傳感器有發(fā)送器和接收器，但一個超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。本控制系統(tǒng)的給水管道接在家庭供水管道上，通過繼電器來控制接在水管上的電磁閥的開關狀態(tài)來實現(xiàn)給水。然后是過水位檢測，溫度檢測等各種傳感器的檢測，液晶顯示器顯示預設置的參數(shù)和當前的各種參數(shù)，通過對比，從而進行自動調節(jié)。 DS1302的控制字控制字的最高有效位（位7）必須是邏輯1，如果它為0，則不能把數(shù)據(jù)寫入到DS1302中。 　判斷鍵盤中有無鍵按下將全部行線置低電平，然后檢測列線的狀態(tài)。系統(tǒng)上電后主程序先對整個單片機系統(tǒng)進行初始化后，同時將定時器T0啟動，然后調用距離計算的子程序，再根據(jù)定時器T0記錄的時間計算出所需要測量的距離，然后再調用顯示子程序，再將測出的距離以十進制的形式送到液晶顯示。BIT15~BIT11是符號位，為了就是表示轉換的值是正數(shù)還是負數(shù)。 TL0=(6553650000)%256。 系統(tǒng)硬件調試控制系統(tǒng)的硬件和軟件調試是交叉進行的，但通常是先排除系統(tǒng)的硬件故障，尤其是電源故障，才能安全地進行連接，進行綜合測試。3． 具有高低水位檢測及水位高度控制。5． 本設計還預留了一些可擴展的功能，希望以后還可以探索海水缸的領域，探索PH值等一些傳感器的應用。[6] 楊文龍:《單片機原理及應用》[M],電子科技大學出版社2000年版，1128頁。 感謝我的同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我了很多你問素材，還在論文的撰寫和排版等過程中提供熱情的幫助。學會了在遇到不懂的時候，懂得去自學，將自學所得的理論知識運用到設計中去，考驗了本人動手能力和問題解決的能力。2． 由于AT89C51單片機的功能以及I/O口數(shù)量的限制，本系統(tǒng)只能實現(xiàn)半自動化的換水功能。4． 系統(tǒng)功能獨立，配置合理，其中單片機部分可獨立運行。5 系統(tǒng)設調試與展望 本課題針對水族箱在自動恒溫控制、水位高度控制、自動投食等實際需求，做出了有效的研究和探索，詳盡地分析水族箱中各種環(huán)境參數(shù)對魚類和水草的影響，從水族箱的日常養(yǎng)護要求和實際工作環(huán)境背景出發(fā)，對多功能水族箱控制系統(tǒng)的實現(xiàn)提出了詳細的設計方案，從實際運行結果可以看出，此控制方案能夠實現(xiàn)水族箱水溫按魚類和水草的生長要求進行自動恒溫控制、自動進/排水、自動投食控制，這對魚類和水草的生長是至關重要的。 EA=1。它的步驟如下： 1．初始化函數(shù)。其過程是首先得對寄存器和單片機I/O口初始化，然后通過第一次檢測按鍵是否按下，加個延時，其目的是消除抖動，再一次檢測是否有按鍵按下，若有按鍵按下，則執(zhí)行相應的功能代碼。這樣，當按鍵沒有按下時，所有的輸入端都是高電平。3. DS1302讀出來的數(shù)據(jù)是BCD碼，需要轉換成10進制。對于一個軟件，可以把它分解成幾個小模塊，各組成模塊之間是相互聯(lián)系的，因此，被系統(tǒng)軟件設計方法采用模塊化設計思想。一有輸出就可以開定時器計時，當此口變?yōu)榈碗娖綍r就可以讀定時器的值，此時就為此次測距的時間，就能夠算出距離。綜上說述，本系統(tǒng)的繼電器采用常開繼電器。176。根據(jù)寫入內容的不同，可分別在液晶屏上顯示CGROM（中文字庫）、HCGROM（ASCII碼字庫）及CGRAM（自定義字形）的內容。實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、星期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動調整，時鐘操作可通過AM/PM指示決定采用24或12小時格式。由11114腳構成兩個數(shù)據(jù)通道。P1口（Pin1～Pin8）：8位準雙向I/O口線，～ 。其電路主要由整流二極管組成。本系統(tǒng)的硬件主要包括八個模塊，分別是：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。另外C語言具有功能強大、豐富的庫函數(shù)，對于數(shù)據(jù)的大量處理和運算來說有獨特的優(yōu)勢，而且它還具有良好的可移植性，可以實現(xiàn)直接對系統(tǒng)硬件的控制。（4） 超聲波液位傳感器的探頭材質為PVDF，耐酸堿腐蝕，不易損壞。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。放在水中的溫度傳感器由防水的信號線與整個系統(tǒng)相連接，這樣既能實現(xiàn)其與整個系統(tǒng)的隔離，又能事實現(xiàn)溫度信號的實時的、準確的傳遞到控制器中。主要以AT89C51單片機為控制核心，包括晶振，復位電路等。系統(tǒng)的輸入控制模塊包含了溫度檢測、水位高低檢測、繼電器驅動等等。按鍵與LCD顯示屏的配合使用使本系統(tǒng)具有簡易的操作性。因此電路簡單，能分擔人們不必要的手工的水族箱控制電路系統(tǒng)也隨之而生。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、每天繁忙的工作任務都使我們感到無比的疲勞，在這種情況下本來是用來愉悅自己的水族箱卻應為要主人的每天照料而變成了一項使人心煩意亂的勞動負擔。北華大學畢業(yè)設計（論文）多功能水族箱控制系統(tǒng)的設計畢業(yè)論文目　　錄摘　　要 1引　　言 11 緒論 1 課題背景與研究目的 1 國內外研究現(xiàn)狀 1 課題主要研究內容 2 課題研究的步驟 32 控制系統(tǒng)總體設計方案 5 系統(tǒng)設計方案 5 系統(tǒng)的具體功能 5 系統(tǒng)總體硬件結構 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 103 系統(tǒng)硬件設計 11 硬件設計概述 11 系統(tǒng)電源模塊設計 11 控制模塊電路設計 13 AT89C51單片機引腳功能簡介 13 AT89C51單片機外圍電路組成 15 AT89C51單片機最小系統(tǒng) 17 電子時鐘模塊電路設計 17 DS1302芯片簡介 17 DS1320外部引腳功能及結構電路 18 按鍵及顯示模塊電路設計 19 液晶顯示模塊電路設計 19 按鍵模塊電路設計 20 水溫檢測及恒溫控制模塊電路設計 21 DS18B20芯片介紹 21 DS18B20溫度檢測電路 22 水溫加熱控制電路設計 22 水位檢測及水位高度控制模塊電路設計 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計 24 自動投食控制模塊 25 聲光報警模塊電路設計 25 本章小結 264 系統(tǒng)的軟件設計 27 軟件設計概述 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 聲光報警的軟件實現(xiàn) 38 本章小結 385 系統(tǒng)設調試與展望 39 系統(tǒng)的調試 39 系統(tǒng)硬件調試 39 系統(tǒng)軟件調試 40 創(chuàng)新點與應用范圍 40 設計總結 40 創(chuàng)新點 40 應用范圍和實施效果 40 展望 41 本章小結 41結論 43附錄A 46系統(tǒng)關鍵元器件清單、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)品逐漸進入了家庭和賓館、商場等公共場所。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。水族箱中各種參數(shù)的控制，也產(chǎn)生了相關的控制設備。4．系統(tǒng)報警。顯示模塊包含了指示燈及LED顯示屏等。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。 主要元器件的選取 系統(tǒng)控制器的選擇在控制系統(tǒng)的設計與開發(fā)中，控制芯片是整個系統(tǒng)設計的核心，整個系統(tǒng)的外圍電路都要圍繞著控制芯片展開，同時它還關系到整個控制軟件的設計，因此選擇合適的控制芯片的型號很重要。從對整個系統(tǒng)的控制能力上來說，AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲器，128字節(jié)內部RAM，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數(shù)器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口。3． 電子時鐘模塊芯片的選取本系統(tǒng)的時鐘芯片采用DS1302。使用起來非常方便。本章主要介紹各模塊的功能以及其電路的設計，還有部分芯片的內部結構以及性能參數(shù)和用法，并設計出具體的硬件電路。在橋式整流電路中，因為電路中加入了二極管組（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都可以通過，所以形成了脈動直流電。P2口（Pin21～Pin28）：8位準雙向I/O口線，～。其中13腳（R1IN）、12腳（R1OUT）、11腳（T1IN）、14腳（T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。DS1302與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信，僅需用到3個口線：1）RES（復位），2）I/O（數(shù)據(jù)線），3）SCLK（串行時鐘）。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。C。 繼電器驅動電路 水位檢測及水位高度控制模塊電路設計 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。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。通過Keil軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強大的集成開發(fā)調試工具，對各個模塊進行編譯調試。4. 讀取字節(jié)之前，要講I/O設置為輸入口，讀取完后，再改回輸出口。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。檢測按鍵的程序如下。2．讀取溫度傳感器的溫度。 //開總中斷ET0