陈玉杰 智能饮水机控制系统设计11Word格式.docx
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学生姓名
陈玉杰
学号
20117330
班级
方1110-7
专业
电气工程及其自动化
毕业设计题目
指导教师姓名
孙秀婷
指导教师职称
讲师
评定成绩
指导教师
得分
评阅人
答辩小组组长
成绩:
主任签章:
年月日
毕业设计任务书
题 目
20127330
电气工程及其自动化
承担指导任务单位
电气工程系
导师
姓名
孙秀婷
职称
一、主要内容
以STC89系列单片机为核心,设计一个智能饮水机控制系统,该系统能检测饮水机中的水温和水量并用数码管显示,有制冷和加热两种模式。
当水量低于设定值时禁止制冷或加热;
当水量高于设定值时,则通过制冷片制冷或通过加热器加热,从而控制饮水机在一定的温度范围内工作。
二、基本要求
1.以STC89系列单片机作为核心,实现饮水机的控制,控制精度高。
2.具有水温和水位的显示和控制,并且设定值可以按键进行调整。
3.电路原理图设计,Protel印刷电路图设计。
4.使用KeilC编程,实现相关逻辑控制。
5.程序流程图,编写程序代码。
三、主要技术指标(或研究方法)
1.系统供电电压24V;
单片机工作电压为3.8~5.5V。
2.温度和液位传感器的安装位置和使用方法。
3.模式选择和水温的温度控制方法。
4.论文正文不少于1万字,查阅文献资料不少于15篇,其中外文文献2篇以上,翻译与课题有关的外文资料不少于3000汉字。
四、应收集的资料及参考文献
单片机开发语言
关于STC89系列单片机开发文档
相关传感器、显示器件等的使用和典型电路
五、进度计划
第1周—第2周收集资料,完成开题报告
第3周需求分析,概要设计
第4周—第6周详细设计
第7周中期检查
第8周—第11周写论文
第12周—第13周论文审核定稿
第14周—第15周答辩
教研室主任签字
时 间
年 月日
毕业设计开题报告
一、研究背景
指导教师签字
时间
摘 要
目前国内所使用的饮水机绝大部分只能实现一些例如,储存,加热、保温的基本功能。
但是随着人们生活水平的逐步提高,简单的饮水机远远不能满足人们的日常需求。
人们对于饮水机功能更加智能化的要求,使得饮水机的销售方面更加的有市场竞争力,本课题研究智能饮水机控制系统。
这次的设计主要完成饮水机控制系统硬件电路设计和软件的编程,并对所使用的硬件设施进行分析,系统使用单片机STC89C52进行控制,用DS18B20温度传感器采集水的温度,通过液位传感器检测水位,加热工作和制冷工作则通过两个继电器的导通与断开来控制工作是否进行。
显示部分通过数码显示器分别显示水温高低和液位的情况,并通过指示灯显示来确定加热模式或制冷模式是否在运行。
通过软件编程,将各个模块整合为智能饮水机控制系统,经调试,所设计的智能饮水机控制系统,具有操作简单、生产成本低、使用安全等优点,具有很大的市场竞争力,发展前景广阔,有效的满足了人们对于智能饮水机的需求。
关键词:
STC89C52单片机 温度传感器 液位传感器
Abstract
Currentlythevastmajorityofdomesticwaterdispensercanbeusedtoachievesome,forexample,storage,heating,insulationbasicfunctions.Butwiththegradualimprovementofpeople'
slivingstandard,simplefountaincannotmeetpeople'
sdailyneeds.Moreintelligentpeoplefordrinkingfunctionalityrequirements,makingsalesmoredispensermarketcompetitiveness,thisresearchintelligentdispensercontrolsystems.
Theprogramisdesignedprimarilytocompletethedispensercontrolsystemhardwarecircuitdesignandsoftwareandhardwarefacilitiesandusedforanalysis,controlsystemusingamicrocomputerSTC89C52withDS18B20temperaturesensorscollectwatertemperature,waterlevelbylevelsensorheatingandcoolingworkworkturnedonandoffthroughtworelaystocontroltheworkiscarriedout.Displaysectiondisplaysthesituationandthelevelofhighandlowtemperature,respectively,throughthedigitaldisplay,andthedisplayisdeterminedbyheatingmodeindicatororcoolingmodeisrunning.
Throughsoftwareprogramming,thevariousmodulesintegratesmartdispensercontrolsystem,thedebugging,thedesignofintelligentdispensercontrolsystem,simpleoperation,lowproductioncost,safety,etc.,hasgreatmarketcompetitiveness,developmentprospectsbroad,effectivelymeettheneedsofthepeopleforthesmartdispenser.
Keywords:
STC89C52SCM TemperatureSensor LevelSensors
目 录
第1章 绪 论
1.1 研究的目的及意义
随着人们生活水平的日益提高,他们对于物质生活的需求也越来越不容易得到满足,对于智能饮水机的要求向着多功能化和智能化的方向发展着,在日常生活中其他的家用电器也向着这个方向发展着。
对于智能饮水机的设计融合了很多计算机关于硬件方面和软件方面的设计研究成果。
因为饮水是人类日常生活中不可或缺的一部分,它与人们的生活息息相关,所以对于智能饮水机的研究设计,非常的有前景,智能饮水机具有强大的市场竞争力。
科学知识的进步改变了世界,使人们的生活更加的文明开化,尤其是人们对于机械智能控制的广泛应用,使人们的生产生活带来了巨大的变革。
利用科技知识和微型计算机的功能,使得人类的生活变得更加的方便。
然而,对于整个计算机来说,整体结构过于精密且贵重,计算机的很多功能在人们的日常生产生活中,得不到全面而充分的应用,所以只需实现微型计算机部分功能的单片机应运而生。
单片机与微型计算机相比更加的便于使用,单片机可以根据不同的实际要求作出不同的改变。
所以智能饮水机采用单片机作为系统的控制部分,对于单片机的使用使得智能饮水机的控制系统有了可靠的保障,也降低了生产的成本,使得智能饮水机有了广阔的发展前景[1]。
1.2 国内外研究的现状
智能饮水机的出现大大的提高了人们的生活质量,使得水源的二次污染得到了很大的避免,随着经济的进步,但是环境的污染问题也是日益加重,人们也重视到了自身饮水的问题。
因此,智能饮水机在家用电器方面的领域中,特别是近些年,发展迅速。
(1)国内研究现状
智能饮水机行业在我国属家电类的新兴产业,兴起于二十世纪八十年代,当时人们对于饮水机的购买率普遍不高,但是经济的发展,生活品位的提高,人们的看待事物的目光也在不断地变化,人们对于水质看得越来越重,而智能饮水机对于提升人们的饮水质量有很大的帮助,饮水机市场也相继推出了电解纯净水机、电解离子水机、直饮水机、活性净水机等,这些都是中国饮水机生产企业把握发展形势开发制造的全新饮水概念的饮水机。
目前国内对于智能饮水机的技术掌握已经非常的全面,功能也非常的丰富,饮水机也朝着一机多用、智能化的方向发展[2]。
(2)国外研究现状
国外家用产品智能化已经非常的普及了,大部分的家用电器均用单片机控制,目前的饮水机均采用单片机控制,而且已经向超智能的方向发展,更加的人性化。
在国外智能饮水机,尤其是在特别是一些家用电器生产和发展迅速的国家应用都比较普遍,并且在国外人们对于智能家用电器的认知和使用都已经普及,智能型的家用电器在国外已经有很强的市场竞争力[3]。
随着人们的生活水平和日常家电的不断发展,现在的饮水机正朝着节能化、智能化、多功能化的方向发展。
智能饮水机可以帮助人们实现大多数情况下的环境下的供水需求,也可以完成对于水位监视,水温的控制等工作。
智能饮水机有着广阔的市场和需求。
1.3 研究的主要内容
本设计主要是对以前所学C语言和单片机知识的总结,是将理论应用于实际的一个过程。
该设计的目的是设计一个主要能实现水温和水位显示和控制的智能饮水机,并能够实现无水不工作、显示工作模式的功能。
(1)整体方案的设计
方案所选择的芯片,在便于操作的基础上,要能够实现控制设计任务的基本要求。
本文设计的智能饮水机是采用STC89C52单片机作为主控芯片,通过ADC0832型AD转换器、DS18B20温度传感器、WaterSensor水位传感器、TEC1-12706型制冷片、数码显示管以及加热器,实现智能饮水机对于水温、水位的实时显示以及对于水温的控制等功能。
(2)设计方案原理
本设计的软件设计主要包括系统主程序以及液位采集子程序、温度设定子程序等设计。
整个系统程序采用模块化结构设计,程序相对比较优化易修改,调试系统软件的开发是用C语言编程实现的。
通过软件编程使单片机通过控制不同的工作模块来控制饮用水的水温,利用AD转换器连接液位传感器完成将水位数据传输入单片机,通过DS18B20温度传感器将水温信息输入单片机,输入的信息经过单片机的处理经数码显示器直观的显示出来。
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