1、 饮水机水温控制系统设计饮水机水温控制系统设计 学 生 姓 名： 学 号： 专 业 班 级： 09 电子信息工程技术（3）班 指 导 教 师： - I - 摘摘 要要 温度是表征物体冷却程度的物理量，也是一种最基本的环境参数。在农工业生产及 日常生活中，对温度的测量及控制始终占据着极其重要的地位。目前以 DS18B20 为代 表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和 A/D 转换于一体,直接输出数字量，与 单片机接口电路结构简单，广泛使用于距离远、节点分布多的场合，具有较强的推广应 用价值。 基于单片机的饮水机温度控制， 也就是要符合人们需求的生活用水， 先要把水烧开， 然后使水温保持一定的
2、温度，此温度可由用户自由设定，方便人们饮用。本文介绍了 DS18B20 型数组温度传感器内部结构以及工作时序，并提出了以 DS18B20 和 AT89C51 为主要器件设计的数字温度计审计方案， 时间证明该数字温度计的测温范围为50 到 110 精度误差在 0.5 以内，具有测温精度高，控制性能良好等特点。饮水机温控系统是 以单片机（AT89C51）为核心，使用 DS18B20 对温度采进行采集、并且控制加热管进 行加热，从而达到对温度的控制，然后使用 LED 数码管显示。 关键词关键词：单片机 AT89C51；LED 数码管；温度采集芯片 DS18B20；PWM - i - 目录 摘 要 I
3、 第一章 绪论 1 1.1 题目来源及意义 1 1.2 设计任务 1 第二章 硬件电路设计 3 2.1 系统硬件设计总体框架 3 2.2 AT89C51 介绍 3 2.3 测温模块 7 2.3.1 DS18B20 介绍 7 2.3.2 DS18B20 与 AT89C51 的连接 9 2.4 显示模块 10 2.4.1 LED 介绍 10 2.4.2 LED 动态显示原理及与单片机的连接 12 2.5 按键模块 13 2.6 电源模块 14 2.6.1 系统供电整体框架 14 2.6.2 稳压电路的设计 14 2.7 PWM 控制模块 15 2.8 扩展电路 17 第三章 软件部分设计 18 3
4、.1 系统整体结构流程 18 3.2 测温部分结构流程 20 3.3 显示部分结构流程 23 3.4 键扫子程序结构流程 25 3.5 加一子程序流程 26 3.6 PWM 控制软件实现子程序 27 结 论 28 附录一 整体设计电路图 29 饮水机水温控制系统设计 - ii - 附录二 程序清单 30 参考文献 36 - 1 - 第一章 绪论 1.1 题目来源及意义 随着电子技术的发展，特别是大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性 的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术 的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。目前，单片机在工业控制系
5、 统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的 C51 系列单片机的出现，由于它具有 极好的稳定性，更快和更准确的运算精度。因此，它的出现不但推动了工业的生产，也 影响着人们的生活、工作和学习。 基于单片机的饮水机温度控制系统，正是顺应社会科技发展的潮流、出于方便人们 更舒适的使用饮水机而设计的。它能够实时监控水温并使用数码显示，给用户以直接的 视觉反馈，而且可以根据喜好设置其恒定的温度，使用简单，节约资源，更具个性化及 人性化，定能得到用户的喜爱，较之传统的饮水机有更广阔的发展前景。 1.2 设计任务 设计一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以加热饮用水至沸腾，实 时检测饮水机水箱
6、的水温，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数，可以通过键 盘或开关设置水的温度的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于 水温下限时控制加热器加热；温度检测范围50 到110，精度误差在 0.5 以内，当 温度超过设定值时具有示警功能.。 功能介绍： 1、将水加热到沸腾； 2、温度实时显示； 3、键盘设定水温恒定值； 4、根据水温与设定值的差值选择加热方式； 5、水开、恒温示警等。 为完成以上设计目标，主要进行的工作有： （1）介绍系统整体结构及工作原理； （2）对单片机、温度传感器、数码管等硬件电路模块进行调研学习； 饮水机水温控制系统设计 - 2 - （3）对硬件开发板进行一系列的功能测试； （4）编写系统流程图及各个模块的子程序； （5）系统的仿真与调试。 - 3 - 第二章 硬件电路设计 基于单片机的饮水机温度控制系统是由硬件和软件两大部分组成的。硬件是整个设 计的基础，是软件得以运行的载体，主要包括单片机、测温芯片、显示和按键装置及电 源等部分。系统
