电热水壶恒温控制系统的设计与制作

1、目录第1章 序言.31.1系统的研究背景及意义.31.2本课题的研究现状.41.3课题的主要内容.4第2章 系统总体设计方案.42.1控制方案选择.42.2单片机选择.52.3温度检测模块选择.62.4显示模块的选择.72.5键盘模块选择.72.6系统总体方案设计.8第3章 控制系统硬件设计. 83.1 STC89C52单片机.83.2 DS18B20温度检测电路.113.3晶振电路.133.4复位电路.143.5按键电路.153.6继电器控制电路.153.7显示电路.16第4章 控制系统软件设计. .184.1 系统编程语言的选择.194.2主程序流程图.194.3 温度检测子程序流程图.2

2、04.4 液晶显示子程序流程图214.5 按键子程序流程图.224.6 温度控制子程序流程图234.7系统的主要程序.24第5章 控制系统调试.255.1系统调试.255.2硬件模块调试.265.3软件仿真.26总结.29参考文献.30附录一 电气原理图2电热水壶恒温控制系统的设计与制作摘要:随着社会的不断发张，人们的生活能力逐渐提高，从而对物质的要求也越来越高，本文中所研究的便是有关于生活的“温度”，生活中“温度”有着异常重要的意义，因此我们研究的电热水壶恒温控制系统大大解决了人们对于热水壶的向往。我们的理念是设计一款基于单片机的电热水壶恒温控制系统。这一款电热水壶利用的设计理念是模块化，利

3、用单片机全部的硬件外设接口把外围硬件部分构建起来组成一个新的体系。硬件模块包括以下几种：液晶显示电路，时间电路，复位电路，键盘等等。模块的单片机编程和仿真主若是为了结束系统控制的目标。本文中所研究的恒温控制系统不妨检测和显示当前环境温度，还能采用显示技术利用按键设置温度报警值，当温度低于最小值的时候，继电器吸合、加热器工作就会开始提高温度，达到了温度的最高设定值时停止加热。恒温控制系统一共由两个温度指示灯，一个是红的色的，红色灯位是温度最高的指示灯，超过规定好的温度最高值红色的灯就会亮，绿色灯是为温度最低的指示灯，低于规定好的温度最低值绿色的灯就会亮。关键词：恒温控制子程序流程图Electri

4、c Kettle Thermostatic Control System Design and ProductionAbsrtact: With the development of society, peoples living ability is gradually improved, and the material requirements are also higher and higher. This paper studies the temperature of life, which is of great significance. Therefore, the cons

5、tant temperature control system of electric kettle studied by us has greatly solved peoples yearning for the kettle. Our idea is to design a constant temperature control system of electric kettle based on single chip computer. The design concept of this electric kettle is modularization, which makes

6、 use of all the hardware peripheral interfaces of single chip computer to construct a new system of peripheral hardware. Hardware modules include the following: LCD display circuit, time circuit, reset circuit, keyboard and so on. MCU programming and Simulation of the module is mainly to achieve the

7、 goal of system control. The constant temperature control system studied in this paper can detect and display the current ambient temperature. It can also use the display technology to set the temperature alarm value by using keys. When the temperature is below the minimum value, the relay suction a

8、nd heater will start to increase the temperature, and stop heating when the maximum set temperature is reached. The constant temperature control system consists of two temperature indicators, one is red, the red light level is the indicator of the upper limit of temperature, the red light will turn

9、on when the upper limit of temperature exceeds the set value, the green light is the indicator of the lower limit of temperature, and the green light will turn on when the lower limit of temperature is lower than the set value. Key words: constant temperature control31无锡职业技术学院毕业设计（论文）阐明书一、序言1.1系统的研究

10、背景及意义由于我国社会的发展速度快，科技能力的大大提高，经济增长，和温度把控仪器在各行各业的广泛运用，在未来智不妨化温度控制系统已是现在温度控制系统发展的趋势所向。特别是近年来，温度控制系统已经开始慢慢运用到人们的平时生活上面，然而在温度控制领域却依旧是一个还没有被彻底发展的领域，而且刚好又是与人们生活息息相关的一个问题。面对这种实际的生活需求，设计了一个温度控制系统，在未来可不妨有更好的市场前景。“温度”在我们的生活中无处不在，每时每刻都有着温度的存在，在自然中、在我们的日常生活中、在农业生产过程中、在工业制造等各个其他领域里。譬如在自然中，由动物的繁衍生长，就像母鸡孵蛋，就会要求由一个恒定

11、的温度。在农业生产中，譬如温室种植的蔬菜大棚，利用恒定的温度环境为植物的健康发展提供了有利的环境，而且利用恒定的温度还不妨种植反季的蔬果。在工业制造中，譬如化工方面、电力方面、冶炼金属方面等等。就像发电厂的锅炉温度一定要控制在恒定的范畴内。化工生产中，化学反应的过程一定要在适宜的温度环境下才不妨进行正常反应。冶炼金属过程中，金属必要达到了目标熔点才不妨发生一系列物理化学反应。所以说在每一种昂不同的行业中，“温度”都起到了至关重要的作用。1.2本课题的研究现状由于社会不断地快速发展，人们的生活节奏也发生了很大的改变，对生活方式的生活水平要求也是越来越高，而本文中要研究的便是关于电热水壶控温控制系

12、统，水是一种在我们日常生活中必不可少或者说最重要的物质，在不同的环境不同的需求下对水温度的要求也是不一样的，就譬如人们每每饮用的水，泡茶所运用的水，洗澡泡脚的水所必要的温度都是不一样。然而普通的电热水壶就只能做到一次性加热，却不不妨有恒温的功能，当人们有所需求时有就必须重新再去加热，不但为生活带来不便和麻烦。而且不不妨恒温也不不妨自己随心设定。因此，本文为了方便大家不妨运用控温热水壶而研究设计了电热水壶恒温控制系统。1.3课题的主要内容本文最主要的是研究和设计电热水壶恒温控制系统，采用恒温控制系统使温度结束监控和检测，这个恒温控制系统不妨检测和显示目前的环境温度和采用显示，就不妨利用按键设置温

13、度的报警值，在温度低于设定的最小值的时候，继电器吸合然后加热器工作开始工作加热，直到将温度达到了设定最高值的时候停止加热。在温度超过设定的温度最高值的时候，继电器就会断开，加热器从而结束工作。两个温度指示灯分别为红色和绿色，红色的灯为温度最高的指示灯，当温度超过规定好的温度的最高值使红色的灯就会亮，绿色的灯为温度最低的指示灯，当温度低于温度设定最低值的时候绿色的灯就会亮。二、系统总体设计方案2.1控制方案选择方案一:利用模拟电子电路控制这个方案便是利用模拟电子电路来进行设计，结束了控制效果的需求。这样的传统方法的电路不经简单而且易于实施，不过在控制过程时运用模拟方法还使存在着一些缺陷，很难去增

14、高控制的精度，而且不好去实现实际应用的过程中对温度控制的一些要求。方案二：利用单片机控制这个方案利用的是单片机然后用单片机去结束控制目标。利用单片机的功能特点以及强大的设计技术，接着采用软件的设计，从而结束对温度变化的紧密控制。其次，单片机设计即方便键盘设置和数字屏幕显示的功能的目标必要。更是在综合全面因素的方面来分析，单片机的技术强大而且价格划算异常符合现在实际的市场需求。2.2单片机选择单片机便是指单片微型计算机，简单的说，单片机便是一台简化版的计算机，不过相比将就会发现单片机有良多的优点，譬如单片机的价格低、占用空间较小、重量轻、还拥有异常强大的功能、自从1970年第一代4位单片机诞生开

15、始，人们就已经开始意识到单片机的市场价值和未来存在的潜在能力，所以单片机就开始以迅猛的速度在发展，先入境单片机已经开始了广泛的运用。在系统设计中单片机有这异常重要的作用，单片机是控制系统的核心部分，因此单片机的型号选择也是举足轻重的，这不但关系到相应的电路设计和软件设计而且就根本的设计而现在市面上流通的大多单片机在功能上都不妨满足设计要求，而且在设计恒温控制系统时主要有这两种方案。方案一:STC89C52 在运用51系列单片机是大多数人的选择，他的影响也是很重大的，他的内核采用的是MCS-51。STC89C52是深圳一家叫宏景的公司设计和研发出来的一款产品，它也采用了经典MCS-51内核，在传

16、统51单片机上又加入了人良多的改进，开发了更多的功能，使指令和代码都统统向下兼容，并多了良多优点，譬如价格划算、技术高级、操作更简易等等。方案2：STC12C5A60S2单片机。STC12C5A60S2 51单片机是属于增强型的单片机，它拥有强大的功能，还有强大的抗干扰能力，具备了成熟的技术条件和硬件资源，外围接口的电路也很简单，运用起来也很便捷， 配置和编程都很高级，拥有强大的适用性和合适的性价比。分析上述两种类型，再根据本文恒温控制系统的具体必要结合来看，本文对单片机的要求具体系统性能不是很高，STC89C52单片机就已经异常充足的满足了本文中的控制要求，同时也为了能够减少系统设计的难度和

17、减少实际的花费成本，文中决定选择方案一。2.3温度检测模块选择方案一：热敏电路在做温度测量电路设计的时候，单片机能够利用热敏电阻器所具备的热效应特性和电流或电压的变化依据测量的温度改变的值去做相应的变动，通过A / D转换以后，利用单片机处理得到的数据 ，再利用显示电路显示获取的处理过的数据，就能达到了功能上的目标要求，不过要运用到A / D转换电路，才能在设计温度感应的电路上更为简便。方案二:DS18B20传感器硬件接口DSB1820温度传感器有它特殊的接口方式，当DS18B20和单片通信的时候，结束单片机和温度传感器的双向通信只要有一根线就行，使电路更加简单。温度传感器在运用的过程中不用连

18、接分外的外围元件，因为全部的传感器和转换电路都会集成在三极管集成电路里面。2.4显示模块的选择方案一：LED数码管显示把多个LED发光二极管结合构成了LED数码管显示的装置。 按照它的用法把它分为共阳级和共阴级两种类型，在它的内部运用八只LED发光二级管，一共有七段码和一个小数点。 所以，我们总是把数码管叫做八段LED数字显示器。 这种显示器的显示方式主要有动态和静态两种显示方式。在面对显示简单的条件下，就只用显示单个字符，每每运用静态显示，在面对需求显示比较多的字符的的条件下，每每就会运用动态显示。 在动态显示中，单片机的IO端口主要作用使扫描和保存IO端口。方案二：LCD1602显示LCD

19、1602是LCD显示屏中最普遍的的显示屏，按照显示屏的大小不妨分成三类，一类是显示一行一共有16个字符，第二类是显示2行一共有16个字符，第三类是显示2行一共有20个字符，每每最经常用的便是到是2行共16个字符的的那一类。2行共16个字符有功耗低，体积小，内容多等等良多的优点，目前广泛的应用于低功耗的系统和仪器中。因为本文中的设计内容相对来说比较多，所以方案一就会被排除，在通过比较所选另外两种方案，方案二更加的经济实惠，控制方法也比方案一更简单一些，所以在本设计中就选择了方案二。2.5键盘模块选择键盘是输入数据的最基础的硬件设备，键盘每每分为两类，一类是有编码键盘，另一类是没有编码的键盘，在本

20、设计中我们选择的是目前技术相对成熟并且价格较低的没有编码的键盘，而没有编码的键盘有有以下几种：独立的按键电路，键盘终止型，电路矩阵键盘的电路等等。按照上述的分类和它们各自的功能，我们设计出了两种方案，具体如下：方案一：独立的按键独立的键盘比较适合用于输入端口较多而且按键较少的工作环境，也不妨被快速的移用，工作过程中键和键之间都是相互独立的，完全不会影响彼此的工作状态。所以本设计只用按键进行简单的操作，对按键数量的要求也不高，并运用独立的按键的编程异常简单，一方面也大大降低了相关程序的内容和按键的次数，操作也变得更为便捷方案二：矩阵式键盘矩阵式键盘就比较适合按键相对来说比较多，而且输入端口比较少

21、的工作场景，按键布局不妨分成行线和列线，而且行线和列线之间有交叉点，每每来讲，有4 * 4,8 * 8,4 * 8几种规格，用为这个设计只用到4个按键，由于矩阵式键盘的按键数多，因此这个方案不太适用于这个设计。本文中恒温控制系统采用的按键数相对较少，所以选择了方案一2.6系统总体方案设计图2.6系统总体设计方案利用查阅的相关资料，这个恒温控制系统设计模拟了眼下最流行的设计方案，再加上了自己的创新改革。总的设计方案是由硬件模块和软件模块而组成的，硬件模块部分分别有液晶显示电路、时间电路、键盘、复位电路、单片机、温度传感器等等。软件模块部分也有为达成系统控制功能而进行的的单片机编程和仿真的任务。三

22、、控制系统硬件设计3.1STC89C52单片机单片机便是采用先进的科技技术把中央处理器及存储器还有输入输出设备等等东西集成在一个小小的芯片上，简单来所便是等同于一台微型计算机。本设计中，选择了由深圳宏晶科技公司出产的名为STC89C52RC的单片机作为主要部件。从它的型号名称上就不妨简单的清楚这款单片机，“STC”所表达的意思便是它的生产厂家宏晶公司，“89”所表达的便是单片机的产品系列和工作周期; “C”所表达的是它工作电压的范畴; “52”所表达的是它内部程序存储空间最大为8K; “RC”所表达的是它内部存储器大小是512个字节。现在市场上的主流单片机有以下三种类型：8位单片机、16位单片

23、机和32位的单片机，这次的设计选择的是8位单片机。在这个恒温控制系统当中，我们采用了STC89C52单片机来当整个控制系统中最核心的部分，最先是因为他的功耗相对较低而去选择的，以往研发制造的单片机它们的额定功耗都在100 mw左右，但这一款单片机的额定功耗却仅仅只有60 mw。在科学技术不断进化的现在，大家的环保意识也同时跟着在进步，人们一直努力向低功耗方向持续发展，而当中也包含一些值得我们重视的技术，譬如HMOS技术。现在HMOS技术已经是单片机制造商最不能失去的高科技技术，利用率异常的高。它最主要的便是利用的高密度金属氧化物，也便是高密度金属氧化物半导体技术和一种和他相辅相成的技术称为CH

24、MOS的高密度金属氧化物半导体技术，STC89C52单片机利用了HMOS和CHMOS两种设计而结合去研究的技术。在这个系列的单片机中STC89C52算是一种比较低端的型号，因为它只有最基本的的一些设备，譬如中央处理器、ROM和RAM、输入/输出设备等等其他的外围设备。不过在高端系列的51单片机却不但有低端系列基础设备，还同时融入了更多新的的功能，就像拥有PWM脉宽调制功能，模数转换功能和WDT看门狗功能等等，都是新研制的高科技技术。本恒温控制系统中，因为在片机的运用功能方面没有太大的要求，因此不必要去运用那些高级增强型51单片机，往往简单的一块STC89C52就能够达到了控制需求的目标。STC

25、89C52单片机内核选择了和MCS-51一样的内核，他的程序代码和工作指令都不妨和C51的单片机做到兼容。 STC89C52的时钟周期是12个小时，它的工作频率为040MHz，这也就代表STC89C52和每每的8051的工作频率080MHz差距很小，不过在正儿八经的工作中STC89C52的工作频率是48MHz，本单片机的正常工作温度指标有以下两级：工业级-40+85和商业级075。STC89C52单片机有8K的ROM和512字节RAM两种能够供让运用者运用。单片机一共有32个所运用的I/O端口，在单片机按下复位键复位以后，P0口的输出方式为漏级开路电路，开漏输出对驱动负载的能力不是很强，在单片

26、机目标带动一部分大功耗比较大的负载时，应该注意要求和上一个10k的上拉电阻。P1、P2、P3、I/O口的工作方式有强上拉和弱上拉两种方式。STC89C52单片机一共有三个计数器和定时器分别是T0、T1、T2。关于外部终止有四种触发模式分别是：高电平触发，低电平触发，下降沿触发和上升沿触发。不过电源唤醒模式含有触发终止形式和外部终止唤醒功能。STC89C52还包括掉电保护的功能，他的嘴主要任务便是避免因为电源突然终止遗失部分重要数据。单片机也包括了两种低功耗模式来增强系统的运用时间，那便是省电保持模式和休眠运行模式。STC89C52的引脚功能图如图3.1所示图3.1 STC89C52管脚功能图管

27、脚40（pin40）VCC：引脚电源接正，连4.05.0V电压。管脚20（pin40）GND: 引脚接地端口P0，占用pin3239的8个引脚。这8个引脚结构是千篇一律的，他的每个引脚都含有输出锁存器、输出控制电路、输出驱动电路、电子模拟开关MUX和两个三态缓冲器。PO端口含有分时复用输出低8位地址总线和双向数据总线的功能。P0端口是漏极开路电路输出，PO是输出端口，引脚不妨驱动8个LSTTL负载，当端口P0写入“1”的时候，能够作为高阻抗状态输入数据。P0端口也能够作为分时复用低8位地址数据总线在访问外部程序和数据存储器的时候。这个时候在P0口内部上拉电阻让它在有效上。在Flash ROM编

28、程的时候，P0端口就有接收指令字节的任务，输出指令字节就有校验程序的任务。端口P1占用pin18共8个引脚。8个引脚结构是千篇一律的，每一个引脚都有上拉电阻、锁存器和控制电路三种功能。P1端口时8位和行每每用作通用I0口。不妨驱动4个TTL负载。P1端口还能够去做位处理，各个位都能够单独输入输出数据。端口P2占用pin2128共8个引脚。8个引脚结构是千篇一律的，每个引脚都有输出锁存器、上拉电阻、输出控制电路、电子模拟开关MUX。P2端口每每去做通用I0口或者作为高8位地址线当必要扩展外部存储器的时候工作。端口P3占用pin1017共8个引脚。8个引脚结构是千篇一律的，每个引脚拥有输出锁存器、

29、第二功能输出控制电路、上拉电阻、输入/输出驱动电路。P2端口通每每是作通用I0口，能够工作与于位操作和特定的第二功能。3.2 DS18B20温度检测电路温度传感器的种类有良多。DS18B20温度传感器凭借高精度和高可靠性的良好的工作表现而被选择运用。 它不但体积超小，硬件价格低，抗干扰能力强，而且精度高，功能也很强大。DSB18B20的主要特性：他最高的分辨率为12位分辨率，精度能够达土0.5摄氏度；单总线数据通信更为便捷；全数字温度转换和输出；检测温度的范畴是55C +125C (67F +257F)，12位分辨率的最大工作周期是750毫秒，有良多的封装形式用来去搭配各种硬件系统内置产品序列

30、号，更容易机连接寄生工作方式DS18B20的引脚和功能如下图3.2-1所示图3.2-1DS18B20引脚分布GND是电源接地引脚，VDD是外接电源输入端引脚，I/O是数据输入输出引脚。DS18B20的内部结构包括有： 64位ROM、温度灵敏元件、电源、寄存器、高速缓存器、高低温触发器等等。本文选择DS18B2温度传感器作为电热水壶恒温控制系统的温度检测模块，DS18B2温度传感器与单片机连接时电路异常的简单易懂，他的电路接线方式如下图3.2-2所示：图3.2-2 温度传感器电路接线图根据上图不妨看出，DS18B2温度传感器有3个引脚，1引脚连接GND，2引脚是数据通信引脚，目的加大他的信号输出

31、能力，在这个引脚和电源VCC中间加上一个10K的上拉电阻，如图R3所示，3引脚接电源正极。3.3晶振电路陶瓷振荡器和电容器C2和C3连接在放大器的反馈回路中，变成和连接振荡电路。尽管外部电容器C3和C2的要求不是很严厉，但电容器的尺寸对振荡频率的判断、振荡器工作的稳定性、启动振荡的难度和温度稳定性影响不大。如果我们必要运用石英晶体，我们理当挑选30 PF 10 PF电容器，不过当我们运用陶瓷振荡器，我们就该挑选40 PF 10 PF电容器。在STC89C52中，内部振荡器拥有高增益反向放大器，引脚XTAL 1和XTAL 2分别是放大器的输入端和输出端。放大器与外部石英晶体以及陶瓷振荡器就会变化

32、成自激振荡器算作反馈元件。振荡器电路在下列图3.3中表示。图3.3 晶振电路接线图3.4复位电路复位电路的功能是复位。微控制器开机后，对微控制器的存储器进行复位，让他的参数回到初始位置，回到标准程序状态，来防备因某种原因变成的程序紊乱。单片机的复位电路包括两种：电源复位电路和密钥复位电路.电源复位电路采用电容充电来实现复位。当电源接通时，电容器上的电压就不能再改变。RST引脚高度高，复位启动。电容器C一直充电，电阻R上的电压降逐渐减小。当电容器C完全充电时，电路就变成开路，同时结束复位状态。键复位电路拥有与电源复位电路拥有一样的功率复位功能，而且也能通过按下按钮去复位。当按下按钮时，RST终端

33、将产生较高的电平。按下按钮的时间也就决定重置时间。采用手动加复位电路实现单片机的复位。本文中选择案件复位电路。他的接线图如下图3.4所示图3.4 复位电路接线图3.5按键电路按键时电子系统设计中最常用的作为人机交互的方式，也是最基本的交换方式，也便是说一个输入开关按键的数量是单片机系统，在按下按键的时候，就代表着用户向单片机发号指令，用来结束控制系统运行的最终目的。最普遍的按键电路有两种，一种是独立按键另一种时矩阵按键。两者比较分析后法相，独立按钮界面比较简单，软件的编程也相对来说简单。这种键控电路比较适合用来在输入参数较少的系统中运用。不过，矩阵键相比来所复杂多了，更适合相对复杂的功能中，要

34、求多个输入变量的，就譬如说密码输入或者数字输入。恒温控系统中必要的按键数量不多，因此选择独立的按键，这个系统的连接单独的按钮方式也是很便捷的，设置功能按键的一端去连单片机的一侧，增加功能按键一端连到单片机的另一侧，减少功能按键一端接到单片机的另一侧，每个按键的另一端全部连接到GND上，他的硬件连线图如图3.5所表达图3.5 按键电路接线图3.6继电器控制电路电热水壶恒温控值的系统中，由于单片机驱动负载的能力不高，又因为热水器工作过程中必要比较大的功耗，所以单片机的驱动能力压根就没有达到了热水器的目标需求，在本恒温控制系统中，因为这些因素我们就选择了继电器控制电路间接地控制加热器，他的继电器控制

35、电路连接图如图3.6所表达：图3.6 继电器控制电路经过对上述图的研究分析我们不妨得出在继电器得到电的时候，继电器马上就会吸合让电热器的电路导通,当电热器开始运作，单片机的IO口驱动负载的能力不强，没办法控制继电器继续运转，所以在这里添加一个三极管，而单片机就只必要利用间接控制三极管的导通来控制继电器的导通就不妨了，晶体管的导通电流从继电器正极流向阴极，继电器吸合。由于控制晶体管的导通所需求的电流不大，又恰好单片机的IO端口驱动负载能力不妨驱动三极管。根据图看，LED D1是指示灯。在继电器导通的时候，LED D1也就会随着亮起。图中R5和R6便是为分压电阻及限流电阻，由于LED D1的额定电

36、压值是2V，但三极管导通时受到的电压是5V，因此需求串联上1 k电阻为LED D1分压。三极管基极连接到单片机的 P3.2端口，运用加热器时必须要将P3.2的控制为低电平导通。3.7显示电路在电子设计的过程中，LCD 1602液晶显示屏每每很容易看到。它不但能显示数字，还能显示LED数码管无法显示的符号和字母。液晶显示器是我们生活中不可缺少的东西，它总是在任何地方被我们运用着，如计算器、电视、电脑等等。电子设备能利用显示屏来提高人机交互的特性.我们的日常生活中大多会通过手机屏幕，就譬如说，我们能够利用和手机屏幕交互来结束一系列的命令去做目标功能需求。因此，对于控制系统来说，屏幕的重要性是异常大

37、的。因此，在本控制系统的设计中，增加了不少液晶显示屏的好的功能。通过液晶显示屏，我们就能明了地清楚实时温度.在液晶显示器出现之前，大家计时运用8段LED数码管来显示内容的。由于电子管的运用只能显示有限的内容，因此在显示屏上市后，液晶显示屏得到了大家的热爱。现在它已经得到了异常全面的运用和发展，运用者的数量也越来越多LCD1602液晶显示器实物图如图下图3.7-1和3.7-2所示：图3.7-1 液晶显示屏正面图3.7-2液晶显示屏背面（1）LCD1602引脚阐明如下表3.7-3所示：引脚编号引脚标志引脚功能阐明第1引脚VSS电源负极GND第2引脚VDD电源正极VCC第3引脚VO液晶显示偏压信号第

38、4脚RS数据命令选择端第5脚RW读写选择端第6脚E使不妨信号端第714脚D0-D78位双向数据端第15脚A背光正极VCC第16脚K背光负极GND表 3.7-3 LCD1602引脚阐明液晶显示电路图如下图3.7-3所示图3.7-3 显示电路由图不妨看出他的引脚3为控制液晶显示屏显示对比度的引脚，采用在负极GND和VO之间串一个010K的电阻去调整显示屏幕的亮度值，并且这个电阻的电阻值不不妨太大或太小，电阻值如果过小就会使屏幕亮度变得太高，就会导致没办法识别字符内容，但如果电阻值过大就会导致显示亮度太低从而使字符没办法看清，因此在利用5V电源供电的时候，每每必须调节在2K上下。四、控制系统软件设计

39、4.1 系统编程语言的选择在单片机编程语言中，每每有汇编语言和C语言。最早的一种是汇编语言，和计算机汇编语言一样。单片机汇编语言与计算机汇编语言拥有代码简洁、执行速度快、指令执行周期确定等优点。当然，它也有良多便携性差、指令复杂、记忆及识别不便等良多缺点。而随后出现的C语言。与单片机汇编语言相比，单片机C语言便是一种高级编程语言.它不但有相同的语法结构和标准的C语言。它的语言简单，不妨移植。其余，单片机C语言的执行效率与单片机汇编语言异常接近，易于理解，易于开发人员学习。在MCU编程语言中，通常有汇编语言和C语言。最早的汇编语言是汇编语言，与计算机汇编语言相同。MCU汇编语言具有与计算机汇编语

40、言相同的优点，如快速执行速度、短而简明的代码、指令执行周期的确定等。然而，它还具有复杂指令的缺点、便携性差和对存储器和识别的不便。后来出现了C语言。与MCU汇编语言相比，MCUC语言是一种高级编程语言。它具有相同的语法结构和标准C语言。它的语言简单，可以移植。此外，MCUC语言的执行效率非常接近MCU汇编语言，易于理解，易于开发人员学习。窗体顶端窗体底端4.2 主程序流程图在此恒温控制系统中，利用主程序移用每个子程序共同工作，去结束了系统的控制功能。他的主程序主要有初始化子程序、终止子程序、温度检测子程序、LCD子程序、按键设置子程序等。整个控制系统都是由主程序和子程序组成的。主程序去移用每个

41、子程序去做各部分的功能，共同实现电热壶恒温控制系统的全部任务。第一步要在系统启动的时候，我们必要初始化控制系统。初始化结束后，通过键盘子程序设置温度的最高和最低，用温度检测子程序检测目前的的温度值，然后用液晶显示子程序显示DS18B20实时测量的温度，然后由主程序去识别当前的温度。无论该值是否超过规定好的温度的上最低，若是温度超过预设温度的最高，则控制继电器断开、停止加热开始冷却。如果温度低于预设温度的最低，则控制继电器吸气并开始加热。主程序流程图如下图4.2所示图4.2 主程序流程图4.3 温度检测子程序流程图在电热水壶恒温控制系统中，采用DS18B20温度传感器检测和采集温度。在温度检测时

42、，最重要的时温度读数子程序。控制系统组必要识别并提取DS18B20寄存器中的温度数据。最后，运用冗余校验码(CRC)检查温度值，最后将其读出到单片机进行处理。当单片机读取DS18B20内部寄存器信息的时侯，必要按照DS18B20的时序表进行读取。第一步是吧读取温度的指令传送给DS18B20，然后DS18B20就会把测量的温度值发送到单片机去做综合的处理。最后，将测量的温度值显示在LCD屏幕上。温度检测子程序流程图见下图4.2图 4.3温度检测子程序流程图4.4 液晶显示子程序流程图本设计采用LCD 1602显示屏模型，采用8位和端口通信协议.首先初始化LCD屏幕，再利用写入数据和写入命令来设计

43、显示坐标，再对整个字库去做索引，并移用有关的字符代码将字符显示到屏幕上去。显示第一个字符的时候，下一个字符将以相同的方式显示，直到显示全部所需的字符为止。LCD显示子程序的流程图如图4.3所示。图4.4液晶屏显示子程序流程图4.5 按键子程序流程图为了结束对温度值的随意设计，这次的设计添加了温度设定键和温度值加减键。由于这个设计中运用的键数不多，就挑选了硬件电路比较简单、运用起来相对方便、程序控制也很方便的独立密钥电路。该功能的实现主若是利用定时器来终止按钮动作状态的实时扫描。每当我们按下其中一个键时，单片机就会检测到键的动作同时发出响应。如果设置温度按钮时没有任何动作，那控制系统就代表是温度

44、测量模式。实时测量的温度显示在液晶屏幕上，当按加减双键时，系统不会响应。如果设置温度按钮，则控制系统就会检测按钮的动作，系统马上就会响应切换到温度最高和最低设置模式中，按下温度来增加或减去双键系统。规定好的温度最高后，按下温度设定键确定温度最高和最低。同样，采用加减键规定好的温度最低，然后按下温度键确定温度最低。同时，系统便是去设计一个全新的温度最高和最低。关键子程序流程图如下图4.5所示。图4.5按键子程序流程图4.6温度控制子程序流程图在文中电热水壶恒温控制系统中，电热水壶中温度的控制最主要便是采用单片机去控制继电器的导通顺便间接的参与到电热水壶的加热过程中去。第一步是利用温度传感器检测水

45、壶里面的目前的温度，当温度比预设的温度高时就不会继续加热了，相反如果水壶里面的温度比预设的最低温度低时，控制器机会间接控制加热器，使加热器工作将温度达到了了最高预设温度。其温度控制子程序流程图如下图4.6所示。图4.6温度控制子程序流程图4.7系统的主程序这个系统的程序是采用温度控制为基础的来设计的，它先是采用对全部系统去做初始化。在对初始化对象和温度传感器和其他的元件变量去做赋值，最后让单片机控制传感器采集信号，再将这些信号数据发给单片机去进行处理以后把拿到的结果进行输出，去实结束控制目标。其主程序如下图4.7所示图4.7系统主程序五、控制系统调试5.1 系统调试当结束电热水壶恒温温度控制系

46、统的每个部分的设计以后，就一定要把系统中全部的零散部分结合为一个全新的个体，只有这样才不妨结束系统的功能目标，所以我们必须对控制系统去做前期调试的工作任务。纵观全面来讲前期控制系统调试利用对这两部分模块的调试，找到了问题和排除了问题，从而结束了系统的目标要求5.2硬件模块调试文中的电热水壶恒温控制系统是运用温度传感器检测和读取温度，再让单片机感测温度是否达到了了预设的最高值或者最低值，模块有硬件模块和软件模块两种，硬件模块的调试其实便是对于全部模块的电路的连接没有失误，供电是不是达到了良好，而硬件的调试便是利用万用表来检测每个部分的电路有没有完好的连接，就像使有没有出现虚焊的状况，这次运用的万用表型号使寰宇中国南京 MODEL-MF-47。5.3软件仿真软件模块调试最主要便是采用了仿真软件Proteus做了系统的仿真技术设计，第一步使按照原理图，把全部的元器件连接先画出来，再连接排布好，然后把程序编译上，输出到仿真的单片机里面，不过仿真的步骤也不一定是顺利的，仿真途中还出现了一些问题，譬如仿真和实物是有很大的不同的，就好比说仿真里面和