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基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文基于单片机的水温控制系统摘要水在人们日常生活和工业生产中有着必不可少的作用，在不同环境和不同的需求中，水温的变化也对我们的生活和工业生产有着重要的影响，为了满足人们在各个领域所需要的水温，水温控制系统在各个领域也应运而生。
随着社会的发展，科技的进步，智能化已经是温控系统发展的主流方向，小到人们生活中的饮水机，大到工业生产中的大型水温加热控制设备等各种水温控制系统发展以趋于成熟。
传统靠人工控制的温度，湿度，液位等信号的测压、力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨率不高，需进行温度校正；并且他们的体积较大适用不方便，在工业生产中也可能应为各种认为的失误发生意外，针对此问题，本系统设计的目的就是实现一种可连续高精度持续调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，操作简单，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。
温度检测控制系统在工业生产中主要职责是对温度进行严格的监测，在温度发生变化不符合规定温度时，系统报警提示并做出相应的温度调整措施，以使得生产能够顺利进行，节省了大量的人工，产品的质量也得到充分的保障，同时也避免了各种潜在意外的发生。
从而提高企业的生产效率。
本系统以89C51单片机为核心，扩展外围控制电路，检测变送电路，按键电路，显示电路，复位电路，时钟电路，电源电路，报警电路；本系统的整体运行过程为：通过按键电路设定理想水温范围，实时水温通过检测变送电路模检测，并将检测到的物理量转化成电信号，然后放大电信号并将模拟量同过A/D 转换为单片机识别的数字量发送给单片机。
单片机系统将实时温度与设定温度进行对比，并通过显示电路将实时温度显示出来，如果实时温度大于设定的最高温度或者低于设定的最低温度一定时间，单片机将触发报警电路对过温或者低温进行警报，同时触发控制电路对水温的控制做出适当的调整，确保水温出在理想的温度值，满足需求。
系统检测变送电路中采用电流型温度传感器AD590将温度的变化量转变成电流量，然后采用OP-07将电流量转换为电压量。
基于单片机的水温控制系统设计摘要：水温控制系统在工业、农业、生活等各个领域广泛应用。
随着技术的发展，单片机控制技术正在越来越多的应用到水温控制领域中。
本文通过对水温控制系统原理的分析，进行了设计和制作，并通过实验结果验证了本设计的可行性和稳定性。
关键词：单片机控制技术；水温控制系统；可行性；稳定性1. 引言水温控制系统在现代社会中应用广泛，水温控制技术的发展和进步为现代社会的科技进步做出了巨大的贡献。
单片机技术作为一种广泛应用的控制技术，可以实现多种不同的控制操作，因此被广泛应用到水温控制系统中。
本文将针对单片机水温控制系统进行分析设计，并进行实验验证。
2. 水温控制系统原理分析水温控制系统的基本结构由传感器、控制器以及执行机构等组成。
其中，传感器负责温度数据的采集，控制器负责处理和分析数据，并控制执行机构实现温度控制。
单片机水温控制系统的实现原理基于以下几个步骤：1）传感器采集温度数据并将数据转换为数字信号。
2）单片机控制器通过间接方式获取传感器采集的温度数字信号，并将其传输到外围设备中。
3）控制器将传输的信息根据其程序所设定的算法进行计算，得到温度数据，从而调整执行机构的作用。
4）执行机构实现接收计算出的数据并通过温度调节装置将温控装置的工作状态调节到所设定的工作状态，最终实现水温控制。
3. 单片机水温控制系统设计根据以上原理设计单片机水温控制系统，具体实现过程如下：1）传感器：选用DS18B20数字温度传感器，将其与单片机进行连接；2）控制器：选用AT89S52单片机，作为水温控制器，通过程序将传感器所采集到的数字信号转化为温度信息，并与设定温度进行比较和判断，控制继电器开关；3）执行机构：选用继电器作为执行机构，通过继电器的开关控制加热器的加热状态，调节水温。
4. 实验验证将设计好的单片机水温控制系统进行实验，实验过程中将设定温度为30℃，获得的实验结果显示在图1中。
图1 实验结果实验结果表明，本设计的单片机水温控制系统能够在设定温度为30℃时以及系统正常工作的情况下，实现对水温的有效控制。
前言温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。
本次设计为一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以实时检测饮水机水箱的水温，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选择制冷或加热，可以人为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；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷，温度检测范围0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。
第1章电路设计1.1 单片机最小系统设计单片机最小系统如图1.0所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。
单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图1.0 单片机最小系统1.1.1 单片机选择AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
其管脚图如图1.1所示。
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文目录摘要 (I)Abstract (I)目录 (II)第一章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.2国外研究现状 (1)1.2.1国外研究现状 (1)1.2.2国研究现状 (1)1.2.3总的发展阶段 (2)1.3课题研究的容 (2)第二章硬件系统总体方案设计 (3)2.1硬件系统总体设计方案一 (3)2.2硬件系统总体设计方案二 (4)2.3硬件系统的方案选择 (4)第三章控制系统硬件设计 (6)3.1单片机 (6)3.2 数字温度计DS18B20 (9)3.2.1 DS18S20数字温度计的主要特性 (9)3.3 4X4键盘 (9)3.4数码管 (10)3.5光电耦合器 (12)3.6 双向晶闸管 (13)3.7 PTC加热器 (14)3.8 反相器7406 (15)3.9双四输入与门74LS21 (16)3.9蜂鸣器 (16)第四章控制系统软件设计 (17)4.1 主程序模块设计 (17)4.1.1主程序流程图 (17)4.2温度采集模块程序设计 (18)4.2.1 DS18B20的时序 (18)4.2.3 读温度子程序流程图 (20)4.3温度设定模块程序设计 (21)4.3.1中断服务子程序 (21)4.3.2 键盘扫描子程序 (21)4.4温度显示模块设计 (23)4.4.1设定值显示子程序 (23)4.4.2 实际值显示子程序 (24)4.5温度控制模块设计 (25)4.5.1双位控制算法设计 (25)4.5.2温度控制子程序流程图 (25)4.6报警模块程序设计 (26)第五章结果分析 (27)5.1 PROTEUS仿真 (27)5.1.1 键盘设定温度仿真 (27)5.1.2 温度采集仿真 (28)5.1.3 整体仿真 (28)5.2实际运行结果 (29)第六章总结与展望 (31)6.1总结 (31)6.2展望 (31)致谢 (32)附录程序 (33)参考文献 (42)第一章绪论1.1课题研究背景及意义温度是表征物体冷热程度的物理量，是工农业生产过程中一个很重要而普遍的参数。
基于单片机的水温控制系统设计引言在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。
利用 AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED 显示器上。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
本设计任务和主要内容设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
本设计主要内容如下：（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度。
（4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。
（5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
系统主要硬件电路设计单片机控制系统原理框图温度采样电路选用传感器AD590。
其测量范围在-50℃--+150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃。
此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。
系统的信号采集电路主要由温度传感器（AD590）、基准电压（7812）及A/D转换电路（ADC0804）三部分组成。
信号采集电路温度控制电路此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。
MOC3041光电耦合器的耐压值为400v，它的输出级由过零触发的双向可控硅构成，它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。
100Ω电阻与0.01uF 电容组成双向可控硅保护电路。
部分控制电路系统主程序设计主程序流程图。
攀枝花学院本科毕业设计（论文）基于单片机的水温控制系统学生姓名：学生学号：指导教师：助理指导教师：攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要二〇一五年五月摘要随着工农业生产水平和人们生活水平的提高，对工农业环境和生活环境的要求也越来越高，工农业生产设备越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，人们的日常用品也越趋于智能化和自动化，针对目前社会发展的实际需要，自动控制水温报警系统能应用于许多日常生活和工农业，所以本文的设计也应运而生。
本设计就通过51 系列单片机做出一个自动控制水温报警系统的模型。
本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分包括单片机控制电路、传感器电路、驱动执行报警电路、数码管控制电路等部分组成。
处理器采用51 系列单片机AT89C51。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
软件部分可以归划成以下几个模块：数据采集、按键控制、蜂鸣器报警、外接温度控制设备和显示等子函数模块。
本设计实现自动控制水温功能，即实时感测当前系统工作区的温度信息，温度信息通过数码管显示屏直观的显示出来，我们再根据自己对水温的实用需求，通过按键可以设置一个温度的控制范围，当温度值小于或者超出我们设定的范围时，本系统可以自动执行相应的加热和制冷工作，并接通蜂鸣器使其报警。
关键词：AT89c51 单片机，按键控制，数码管显示，AT24C02，DS18B20攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTAs the level of industrial and agricultural production and peopleliving standard rise, demand for industrial and agricultural environment and living environment is becoming more and more high, industrial and agricultural production equipment is more and more tend to automaticcontrol and intelligent control, People's Daily supplies are more tend to be more intelligent and automation, aiming at the practical needs of social development, the automatic control water temperature alarm system can be applied to a lot of daily life and industry and agriculture, so the design of this article also arises at the historic moment.This design by 51 series single chip microcomputer to make a model of automatic control temperature alarm system. This design mainly includes the design of hardware and software two parts. Hardware part includes single chip microcomputer control circuit, sensor circuit, driver execution alarm circuit, digital tube control circuit and other parts. The processor with 51 series microcontroller AT89C51. The whole system is the system software work under control. Software part can be as the following several modules: data collection, button control, buzzer alarm, external temperature control equipment and display DengZi function module.This design to realize automatic control water temperature function, the real-time temperature sensing the current system of information, the temperature information through digital tube display intuitive display, we again according to the practical demand for water temperature, through the buttons can set a temperature control range, when the temperature is less than or beyond the scope of we set, the system can automatically perform the corresponding heating and cooling, and turn on the buzzer alarm.Key words：AT89c51, button control, digital tube display, AT24C02,DS18B20,目录摘要 (I)ABSTRAC.T (II)前言 (1)1绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2国内外现状及研究水平 (2)1.3本课题的发展趋势 (3)2设计要求与方案论证 (4)2.1设计要求 (4)2.2系统基本方案选择和论证 (4)2.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)2.2.2温度传感器设计方案论证 (5)2.2.3掉电保持方案论证 (5)2.3电路设计最终方案决定 (5)3系统的硬件设计 (7)3.1AT89C51 介绍 (7)3.1.1................................................................................................................. AT89C51 主要功能及 PDIP封装 (7)3.1.2............................................................................................................... A T89C51 引脚介绍 (7)3.1.3单片机最小系统 (8)3.2DS18B20 传感器介绍 (9)3.2.1............................................................................................................... D S18B20 概述 (9)3.2.2............................................................................................................. D S18B20 的内部结构 (10)3.3数码管介绍 (11)3.4AT24C02 简介 (11)4系统的软件设计 (14)4.1软件设计架构 (14)4.2主控制程序 (15)4.3DS18B20 的程序流程图 (16)5系统仿真 (17)5.1仿真软件 Proteus 的简介 (17)5.2keil uVision2 ..................................................... 编程开发工具的简介175.3仿真设计的预期目标 (17)5.3.1仿真设计的实现 (17)5.3.2最终仿真图 (18)6PCB 画图及实物制作 (19)6.1制作过程理论实践概述 (19)6.2设计原理图 (19)6.3印制电路板制作流程 (21)6.4最终实物图 (22)7组装与调试 (24)7.1系统组装 (24)7.2硬件调试 (24)7.3软件调试 (25)7.4硬件软件联合调试 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 A 电路仿真图 (29)附录 B 实物展示 (30)附录 C C 语言程序 (31)附录 D PCB原理图 (43)前言随着社会的发展, 科学技术的进步和增强安全意识,在锅炉房大型工厂和学校越来越多关注工作环境是否是安全的, 所以水温控制变得尤为重要,因此, 本文的设计也应运而生。
前言温度是表征物体冷热程度的物理量。
在很多生产过程中，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，温度的测量和控制都直接和安全生产、提高生产效率、保证产品质量、节约能源等重大技术经济指标相联系。
因此，温度的测量与控制在国民经济各个领域中均受到了相当程度的重视。
单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。
将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。
现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。
但随之而来的是巨额的成本。
在很多的小型系统中，处理机的成本占了系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。
现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1绪论1.1研究的目的和意义温度是工业生产中主要被控参数之一，温度控制自然是生产的重要控制过程。
工业生产中温度很难控制，对于要求严格的的场合，温度过高或过低将严重影响工业生产的产质量及生产效率，降低生产效益。
这就需要设计一个良好温度控制器，随时向用户显示温度，而且能够较好控制。
单片机具有和普通计算机类似的强大数据处理能力，结合PID，程序控制可大大提高控制效力，提高生产效益[9]。
基于单片机的水温控制系统毕业设计第2章设计方案本设计中的芯片可以采用二种方案。
方案一：采用普通电阻式温度传感器，放大器，A/D转换器作为测量温度的电路。
采用两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。
这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化[5]。
由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。
也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
硬件电路复杂，需要设计A/D转换电路，以及与其相关的编程，总体设计起来较困难，软件、硬件调试复杂，硬件成本较高。
而且器传感器有以下缺点：它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响[1]。
所以总体来说，在硬件、软件上的成本都比较高，而且易受外部环境的影响，系统工作不稳定。
方案二：采用数字可编程温度传感器作为温度检测元件。
数字可编程温度传感器可以直接读出被测温度值。
不需要将温度传感器的输出信号接到A/D转换器上，减少了系统的硬件电路的成本和整个系统的体积同时具有极强的抗干扰纠错能力；负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作[6]。
由于采用的是具有一总线特点的温度传感器，所以电路连接简单；而且该传感器拥有强大的通信协议，同过几个简单的操作就可以实现传感器与单片机的交互，包括复位传感器、对传感器读写数据、对传感器写命令[6]。
软件、硬件易于调试，制作成本较低。
也使得系统所测结果精度大大提高。
通过以上二种方案的论证和比较，从设计的实用性、方便性和成本等诸多方面考虑，最终选择了以DS18B20为温度测量和传输元件的设计，这样设计在本次毕业设计中能够在经费有限的情况下，进行最优的实现方法。
基于单片机的水温控制系统设计摘要温度控制系统可以说是无所不在，热水器系统、空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备，均需要提供温度控制功能。
本系统的设计可以用于热水器温度控制系统和饮水机等各种电器电路中。
它以单片机AT80C51为核心，通过3个数码管显示温度和4个按键实现人机对话，使用单总线温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过数码管显示，并提供各种运行指示灯用来指示系统现在所处状态，如：温度设置、加热、停止加热等，整个系统通过四个按键来设置加热温度和控制运行模式。
关键词：单片机、数码管显示、单总线、DS18B20.Based Temperature Control SystemAbstractTemperature control system can be said to be ubiquitous, water heaters, air conditioning systems, refrigerators, rice cookers, electric fans and other home appliances as well as high-speed and efficient hand-held computers and electronic equipment are required to provide temperature control. The system design can be used for drinking water heater temperature control systems and other electrical circuits. AT80C51 microcontroller as the core of it, through the three temperature digital display and 4 keys to achieve man-machine dialogue, the use of single-chip bus temperature conversion temperature DS18B20 real-time acquisition and through the digital display and offers a variety of operating light to indicate system now live in the state, such as: temperature setting, heating, and stop heating, the entire system through the four buttons to set the heating temperature and control the operating mode.KEY WORDS：Microcontroller, digital display, single bus, DS18B20绪论及时准确地得到温度信息并对其进行适时的控制,在许多工业场合中都是重要的环节.水温的变化影响各种系统的自动运作，例如冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的水处理温度要求严格控制。
对于不同控制系统，其适宜的水质温度总是在一个范围。
超过这个范围，系统或许会停止运行或遭受破坏，所以我们必须能实时获取水温变化。
对于，超过适宜范围的温度能够报警。
同时，我们也希望在适宜温度范围内可以由检测人员根据实际情况加以改变。
单片机对对温度的控制是工业生产中经常使用的控制方法.自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来，80年代单片机技术进入快速发展时期，近年来，随着大规模集成电路的发展，单片机继续朝快速、高性能方向发展。
单片机主要用于控制，它的应用领域遍及各行各业，大到航天飞机，小至日常生活中的冰箱、彩电，单片机都可以大显其能。
单片机将微处理器、存储器、定时/计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片上的大规模集成电路，本身即是一个小型化的微机系统。
单片机技术与传感与测量技术、信号与系统分析技术、电路设计技术、可编程逻辑应用技术、微机接口技术、数据库技术以及数据结构、计算机操作系统、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、软件工程、数据网络通信、数字信号处理、自动控制、误差分析、仪器仪表结构设计和制造工艺等的结合，使得单片机的应用非常广泛。
同时，单片机具有较强的管理功能。
采用单片机对整个测量电路进行管理和控制，使得整个系统智能化、功耗低、使用电子元件较少、内部配线少、成本低，制造、安装、调试及维修方便。
传统的温度采集电路相当复杂，需要经过温度采集、信号放大、滤波、AD转换等一系列工作才能得到温度的数字量，并且这种方式不仅电路复杂，元器件个数多，而且线性度和准确度都不理想，抗干扰能力弱。
现在常用的温度传感器芯片不但功率消耗低、准确率高，而且比传统的温度传感器有更好的线性表现，最重要的一点是使用起来方便。
目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)绪论 (Ⅲ)1 系统总体设计 (1)1.1.1 硬件系统子模块 (1)1.2 软件总体设计 (1)2 硬件系统设计................................................ .22.1 硬件电路分析和设计报告 (2)2.1.1 单片机最小系统电路 (2)2.1.2键盘电路 (3)2.1.3数码管及指示灯显示电路 (4)2.1.4温度采集电路 (5)2.1.5电源电路 (10)2.1.6报警电路设计.......................................... .. (11)2.1.7加热管控制电路设计 (11)3 系统软件设计.............................................. ..133.1 主程序流程图 (13)3.2 各个模块的流程图 (15)3.2.1 读取温度DS18B20模块的流程 (15)3.2.2键盘扫描处理流程 (17)3.2.3报警处理流程 (18)4 系统调试 (19)4.2软件调试 (19)4.3系统操作说明书......................................... .214.4数据测试 (21)总结 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录一：系统源程序 (26)附录二系统硬件总图 (36)1.1 硬件总体设计设计并制作一个基于单片机的热水器温度控制系统的电路，其结构框图如图1-1：图 1－1 系统结构框图1.1.1硬件系统子模块(1) 单片机最小系统电路部分(2) 键盘扫描电路部分(3) 数码管温度显示和运行指示灯电路部分(4) 温度采集电路部分(5) 继电器控制部分(6) 报警部分良好的设计方案可以减少软件设计的工作量，提高软件的通用性，扩展性和可读性。
本系统的设计方案和步骤如下：(1) 根据需求按照系统的功能要求，逐级划分模块。
(2) 明确各模块之间的数据流传递关系，力求数据传递少，以增强各模块的独立性，便于软件编制和调试。
(3) 确定软件开发环境，选择设计语言，完成模块功能设计，并分别调试通过。
(4) 按照开发式软件设计结构，将各模块有机的结合起来，即成一个较完善的系统。
首先接通电源系统开始工作，系统开始工作后，通过按键设定温度值的上限值和下限值，确定按键将设定的温度值存储到指定的地址空间，温度传感器开始实时检测，调用显示子程序显示检测结果，调用比较当前显示温度值与开始设定的温度值比较，如果当前显示值低于设定值就通过继电器起动加热装置，直到达到设定值停止加热，之后进行保温，如果温度高于上限进行报警。
2 硬件系统设计2.1硬件电路分析和设计报告本次设计主要思路是通过对单片机编程将由温度传感器DS18B20采集的温度外加驱动电路显示出来，包括对继电器的控制，进行升温，当温度达到上下限蜂鸣器进行报警。
P1.7开关按钮是用于确认设定温度的，初始按下表示开始进入温度设定状态，然后通过P1.5和P1.6设置温度的升降，再次按下P1.7时，表示确认所设定的温度，然后转入升温或降温。
P2.3所接的发光二极管用于表示加热状态，P2.5所接的发光二极管用于表示保温状态。
P2.3接继电器。
P3.1是温度信号线。
整个电路都是通过软件控制实现设计要求。
因为80C51单片机内部自带8K的ROM和256字节的RAM，因此不必构建单片机系统的扩展电路。
如图2－1，单片机最小系统有复位电路和振荡器电路。
值得注意的一点是单片EA/必须接高电平，否则系统将不能运行。
因为该脚不接时为低电平，单机的31脚VPEA/必须接VCC。
片机将直接读取外部程序存储器，而系统没有外部程序存储器，所以VP在按键两端并联一个电解电容，滤除交流干扰，增加系统抗干扰能力。
Array图2－1 单片机最小系统图2.1.2 键盘电路键盘是单片机应用系统中的主要输入设备，单片机使用的键盘分为编码键盘和非编码键盘。
编码键盘采用硬件线路来实现键盘的编码，每按下一个键，键盘能够自动生成按键代码，并有去抖功能。
因此使用方便，但硬件较复杂。
非编码键盘仅仅提供键开关状态，由程序来识别闭合键，消除抖动，产生相应的代码，转入执行该键的功能程序。
非编码键盘中键的数量较少，硬件简单，在单片机中应用非常广泛。
图为按键和AT80C51的接线图，检测仪共设有4个按键，每个按键由软件来决定其功能，4个按键功能分别为：(1) SW1：设定按键(设定按键)(2) SW2：加法按键(当前位加5)(3) SW3：减法按键(当前位减5)(4) SW4：退出设置键(系统初始化)4.7k图2－2 单片机按键和AT80C51的接线图2.1.3 数码管及指示灯显示电路（1）数码管显示说明各个数码管的段码都是单片机的数据口输出，即各个数码管输入的段码都是一样的，为了使其分别显示不同的数字，可采用动态显示的方式，即先只让最低位显示0(含点)，经过一段延时，再只让次低位显示1，如此类推。
由视觉暂留，只要我们的延时时间足够短，就能够使得数码的显示看起来非常的稳定清楚，过程如表3-1。
表2-1 数码管编码表本论文中使用了3个数码管，其中前两位使用动态扫描显示实测温度，在设置加热温度的时候，两个数码管是闪烁，以提示目前处在温度设置状态。
第三位数码管静态显示符号“℃”。
（2）运行指示灯说明本热水器温度控制系统中共使用到3个LED指示灯和3个数码管。
右上角的红色LED是电源指示灯；数码管右边的红色LED是加热指示灯，当刚开机或温度降到设定温度5℃以下时，该灯会亮，表示目前处于加热状态；当温度上升到设定温度时，该LED灭，同时数码管右边的绿色LED亮，表示目前处于保温状态，用户可以使用热水器；当温度再次下降到设定温度5℃以下时，绿色LED灭，红色加热的LED灯亮，不断循环。
