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基于单片机的电热水器水温水位控制系统设计摘要随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。
与之相配套的控制仪也相继问世。
然而，目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。
因此我设计了新型的热水器水温水位控制系统来满足于当今的需求，该热水器智能控制系统主要由AT89S52单片机控制、DS18B20温度传感器、独立键盘、LED数码管和报警系统组成。
该系统能测量并显示水温、设置水温范围，若水温不处于所设置的水温范围则报警，同时还能对水位进行设置及加水，先设置好需要加水的水位段数，单片机会根据这个数进行判断是否加水。
通过软硬件调试使以上所述功能都能正常实现。
本次设计是对水温水位控制系统的智能化改进，采用单片机对其水温水位参数进行控制，提高了电器的工作稳定性，同时引进了数字传感器对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会由广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。
关键词：单片机；DS18B20；水温水位控制Electric Water Heater Water Temperature-Level ControlSystem Based on SCMAbstractWith the improvement of people's living standard, the use of various water the various water a new type of water nowdays. The design of solar water independent keyboard ,LED and alarm system.The system can measure and display water temperature ,set the range of water temperature,of the water temperature is not in the range of setting temperature is alarming.At the same time,you can set the water level and add water,first,need to set up the water level above the water,single-chip will determine whether add the water or not according to the number.Through be normal.For other related parameters, it also meaning using. The revivification of the water control system is an intelligent product. To its own control of , stability and low cost of the advantages, in the future there will be a wide range of practical value.The design of the water temperature control system is to improve the intellectualized. A monolithic integrated circuits is to control the level of parameter and improve the stability of the electrical work, and meantime, What’s more, its based on single ways of improvement meaning.Keywords: singlechip; water level’s examination; water temperature’s examination目录摘要 (I)A BSTRACT (III)第1章绪论 (1)1.1选题的意义 (1)1.2电热水器发展现状 (1)1.3课题任务 (3)第2章系统设计方案 (5)2.1.1系统原理 (5)2.1.2子系统工作原理 (5)2.2设计方案 (6)2.2.1系统设计方案的选择 (6)2.2.2各部件控制系统方案 (8)第3章系统硬件设计 (11)3.1系统总体设计 (11)3.2各单元电路设计 (13)3.2.1控制单元设计 (13)3.2.2显示单元设计 (19)3.2.3检测单元设计 (25)第4章系统软件设计 (33)4.1主程序设计 (33)4.2子程序设计 (33)4.2.1温度采集 (33)4.2.2控制按键设计 (34)4.2.3读温度 (35)第5章系统调试 (37)5.1硬件调试 (37)5.1.1调试步骤 (37)5.1.2液位检测 (37)5.1.3温度检测 (38)5.2软件调试 (38)5.2.1P ROTEUS仿真 (38)5.2.2软件调试过程 (39)5.3系统联调 (39)总结 (43)参考文献 (45)致谢 (47)第1章绪论1.1选题的意义随着电子技术的发展，特别是随着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，那么可编程控制器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。
图书分类号：密级：毕业设计(论文)温度监控报警系统设计The Design of Temperature Monitor Alarm System学生学号学生姓名学院名称信电工程学院专业名称电子信息科学与技术指导教师2010年6月3日徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。
徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要随着社会的发展和技术的进步，人们越来越注重温度检测与显示的重要性。
温度检测与状态显示技术与设备已普遍应用于各行各业，市场上的产品层出不穷。
温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。
对现代社会来说，不管是医学还是工业，温度的检测与监控尤为重要。
本文设计了一种基于51系列单片机的无线智能精密温控系统，可对外界温度进行测量、误差修正、判定传感器故障与高温报警，并具有键盘控制和无线通讯显示功能。
该系统采用了智能数字温度传感器DSl8820来对温度数据进行采集，并把采集的信号直接送入单片机进行处理，实时显示温度值，根据设定的参数来完成相应的智能控制。
通过nRF905无线发射模块来进行短距离在线控制。
摘要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。
在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。
在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的炉温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。
那么无论是哪种控制，我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度（起码是在满足我们要求的范围内），帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的问题。
在计算机没有发明之前，这些控制都是我们难以想象的。
而当今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易，排除生活用水问题实施对水温的控制已成为我们电子行业的任务，以此来加强工业化建设,提高人民的生活水平。
方案论证与比较1、总体方案设计及论证根据题目的要求，我们提出了以下的三种方案：方案1：此方案是采用传统的二位模拟控制方法，选用模拟电路，用电位器设定给定值，采用上下限比较电路将反馈的温度值与给定的温度值比较后，决定加热或者不加热。
由于采用模拟控制方式，系统受环境的影响大，不能实现复杂的控制算法使控制精度做得高，而且不能用数码显示和键盘设定。
方案2：采用单片机AT89S2核心。
采用了热敏电阻来采集温度，A/D采样芯片ADC0804将其转换成数字信号并通过单片机处理后去控制，但热敏电阻线性度不好，精度不高。
而且外围电路比较复杂。
方案3：采用单片机AT89S52核心，使用单片机具有编程灵活，控制简单的优点，使系统能简单的实现温度的控制及显示，采用经常用到的并有很高精度的集成温度传感器DS18B20。
水温控制系统设计与总结报告水温控制系统设与总结报告摘要本设计是制作一水温测试系统，采用单片机89C51完成对水温的控制。
采用DS1820温度传感器对水温进行测量，系统能够实现在一定范围内人工设定、自动控制温度等性能。
同时还扩展具有报警提示、时间提示，加热状态提示，过温保护等功能，增强了系统的实用性。
经实验测试表明，该系统各项功能几乎已经达到题目的要求。
关键词：测温控制，报警，电路保护Take off WantThis design is to manufacture one water temperature test system, adopting a machine 89 C51s to complete the control toward the water temperature.Adopt the temperature of DS1820 spreads the feeling machine to carry on the diagraph to the water temperature, the system can carryout to set in the certain scope wife work, the automatic control temperature etc. function.Still expand to have to report to the police to hint at the same time, time hint, heating the appearance to hint, over protection etc. function, strengthenned the function of the system.Was express by the experiment test, various functions of that system almost have already attained the request of the topic.Keyword:Measure control, report to the police, the electric circuit protection目录1. 系统设计------------------------------------------------------------------------------1.1 设计任务及要求--------------------------------------------------------------------1.2 总体方案设计、比较-------------------------------------------------------------1.2.1 控制方案的确定-----------------------------------------------------------------1.2.2 键盘输入与显示模块-----------------------------------------------------------1.2.3 测温模块--------------------------------------------------------------------------1.2.4 报警与状态显示模块-----------------------------------------------------------1.2.5 电源模块--------------------------------------------------------------------------2.单元电路的设计------------------------------------------------------------------------2.1 控制模块的设计--------------------------------------------------------------------2.2 键盘与显示最小系统的设计-----------------------------------------------------2.3 测温电路的设计--------------------------------------------------------------------2.4 报警与状态指示模块的设计-----------------------------------------------------2.5 电源模块的设计--------------------------------------------------------------------3.软件设计---------------------------------------------------------------------------------- 3.1 开发软件简介------------------------------------------------------------------------ 3.2 键盘输入与显示模块--------------------------------------------------------------3.3 测温控制电路的设计--------------------------------------------------------------4.系统测试--------------------------------------------------------------------------------- 4.1 测试使用的仪器--------------------------------------------------------------------- 4.2 指标测试和测试结果-------------------------------------------------------------4.2.1 测试结果与分析-----------------------------------------------------------------5.结束语--------------------------------------------------------------------------------------参考文献-------------------------------------------------------------------------------------附录1 元器件名细表---------------------------------------------------------------------附录2 程序清单------------------------------------------------------------------------附录3 硬件电路原理图------------------------------------------------------------------1.系统设计1.1 设计任务及要求（1）设计任务设计并制作一个水温控制系统,控制对象为0.5L净水。
水位控制报警器毕业论文（1）学号：040109106密级：亳州职业技术学院毕业论文(设计) 水位控制报警器的研究与设计姓名黎聪学科专业电子信息工程技术研究方向水位控制报警器的研究与设计指导教师王玉香完成时间2012年4月毕业论文（设计）承诺书本人郑重承诺：1、本论文（设计）是在指导教师的指导下，查阅相关文献，进行分析研究，独立撰写而成的。
2、本论文（设计）中，所有实验、数据和有关材料均是真实的。
3、本论文（设计）中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或机构已经撰写发表过的研究成果。
4、本论文（设计）如有剽窃他人研究成果的情况，一切后果自负。
毕业论文（设计）作者签名：签字日期：年月日毕业论文（设计）版权使用授权书本论文作者完全了解亳州职业技术学院有关保留、使用论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。
本人授权亳州职业技术学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。
论文作者签名：指导教师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日亳州职业技术学院毕业论文（设计）开题报告书开题时间：2012/4学生姓名黎聪专业班级09电子信息工程技术指导教师王玉香课题名称水位控制报警器的研究与设计课题来源教师命题1．课题研究的意义及现状分析：随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位报警器已经从普通型发展到智能化，而且水位报警计的功能日益趋向于完善，然而水位报警计的许多相关理论与技术仍在不断发展。
本次设计的就是针对锅炉水位报警器研究的一个课题。
因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断地补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。
为了随时了解锅炉内的水位，在锅炉上都装有水位计，水位计和锅炉构成一个连通器。
常用的有玻璃液位计、压强液位计、浮标液位计、电容液位计及电阻液位计等。
在高温和高压下，也可采用同位素液位计。
摘要为了实现高精度的水温水位控制，本文介绍了一种以AT89C51单片机为控制核心、以一种新型的可编程温度传感器（DS18B20）为温度采集器件来实现水温水位控制系统。
文章着重介绍核心器件的选择、各部分电路及软件的设计。
AT89C51单片机完善的内部结构、优良的性能和强大的中断处理能力，决定了该控制系统的特点：电路结构简单、程序简短、系统可靠性高等。
水位以AT89C51单片机检测缺水溢流，实现自动控制，温度检测采用新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需要复杂的信号调理电路和A/D转换电路，能直接与单片机完成数据的采集和处理，采用LCD1602液晶实时显示温度值，实现方便、简单。
本系统根据不同需要可用于各种场合。
【关键词】单片机 DS18B20 LCD1602 控制AbstractIn order to realize high precision temperature level control, this paper introduces an AT89C51 as control core, with a new type of programmable temperature sensor (DS18B20) for temperature gathering device to achieve water level control system. This article mainly introduces the selection, the core component parts circuit and software design. AT89C51 perfect internal structure, excellent performance and powerful interrupt handling ability, decided the control system has the characteristic of simple structure, procedures, circuit short, system reliability higher. Water shortage by AT89C51 detection, the realization of automatic control, overflow temperature detection using new programmable temperature sensor (DS18B20), not in need of sophisticated signal regulate circuit and A/D circuit, can work directly with the single-chip commputer completes data collection and processing, the temperature LCD1602 LCD display, realize the convenient and simple. This system can be used according to different requirements on various occasions.【Keywords】microcontroller DS18B20 LCD1602 control目录目录 (3)引言 (4)第一章.系统方案设计 (5)1.1水温水位控制系统的设计任务和要求 (5)1.2系统总体方案的选择 (5)1.3温度传感器的选择 (6)第二章.元器件介绍及硬件电路设计 (6)2.1元器件介绍 (6)2.1.1温度传感器 (6)2.1.2 AT89C51的特性 (9)2.1.3 LCD1602液晶 (9)2.1.4继电器 (10)2.1.5键盘 (10)2.2硬件电路设计 (10)2.2.1温度采集电路 (11)2.2.2 LCD1602液晶显示电路 (11)2.2.3水位监测电路 (11)2.2.4输出驱动电路 (12)2.2.5键盘电路 (13)2.2.6蜂鸣报警电路 (13)第三章系统软件设计 (14)3.1程序结构说明 (14)3.2程序流程图 (14)3.2.1主程序 (14)3.2.2 LCD1602显示程序流程图 (15)3.2.3温度采集处理程序 (16)3.2.4键盘程序 (17)3.3操作指引 (18)第四章. 实验测试 (19)4.1 LCD1602显示“ABCD1234” (19)4.2键盘及数字显示结合 (19)4.3整机调试 (19)第五章设计总结 (21)致谢 (22)参考文献 (23)引言自70年代以来，由于工业过程控制的需要，特别是在电子技术的迅猛发展，以及自动控制理论和设计方法的推动下，国外温度控制系统发展迅速，并在智能化自适应参数自整定等方面取得了优异成果。
一．引言在一些温控系统电路中，广泛采用的是通过热电偶、热电阻或PN结测温电路经过相应的信号调理电路，转换成A／D转换器能接收的模拟量，再经过采样／保持电路进行A／D转换，最终送入单片机及其相应的外围电路，完成监控。
但是由于传统的信号调理电路实现复杂、易受干扰、不易控制且精度不高。
本文介绍单片机结合DS18B20水温控制系统设计，因此，本系统用一种新型的可编程温度传感器（DS18B20），不需复杂的信号调理电路和A／D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理，实现方便、精度高，可根据不同需要用于各种场合。
二．设计目的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。
利用单片机AT89S52实现水温的智能控制，使水温能够在40-90 度之间实现控制温度调节。
利用仪器读出水温，并在此基础上将水温调节到我们通过键盘输入的温度（其方式是加热或降温），而且能够将温度显示在我们的七段发光二极管板上。
三．系统功能 1. 可以对温度进行自由设定，到那时必须在0－100摄氏度单位内，设定时可以适时的显示说设定的温度值，温度是可以自由设置的，传感器的检测值与设定的温度比较，可以显示在七段发光二极管上。
2. 温度由1台1000w电炉来实现，如果温度不在40－90度之间，则在LED上显示“8888”,表示错误。
3. 能够保持不间断显示水温，显示位数4位，分别为百位，个位，十位，和小数位。
（但由于规定不超过90度，所以百位也就没有实现，默认的百位是不显示的）四．系统设备ME300B 最小系统板DS18B20 数字温度传感器（集成了A/D转换功能）1000W 电炉温度计继电器风扇盛水器皿五．温度控制总体方案与原理1．系统模块图系统模块分为：DS18B20模块，显示模块，继电器模块，键盘输入模块，DS18B20可以被编程，所以箭头是双向的，CPU（89S52）首先写入命令给DS18B20，然后DS18B20开始转换数据，转换后通过89S52来处理数据。
题目名称水温监控及水位越限报警系统( 本科E题)摘要：本系统采用嵌入式微处理器作为核心部件，采用DS18B20集成温度传感器对温度进行实时采样，通过对采集到的温度值与人工设定的值进行比例积分微分算法并运用脉宽调制技术，控制电热器的加热功率和自动注入冷水来实现温度控制，并显示当前值与设定值。
对于水位越限报警局部，那么采用电接触式液位控制,通过插入液体中的三根电极实现上下位报警，当超出设定的液位范围时，电路就会发出报警，同时单片机通过水泵控制抽水和放水，使液位到达规定范围。
测试结果说明,该系统具有良好的可靠性、稳定性及温控能力。
关键词：微控制器；温度测量；PID控制；脉冲调宽技术；Abstract: This system takes core part by monolithic integrated circuit STC89C52. Regarding water temperature monitoring part，it uses DS18B20to carry on the real-time sampling to the temperature and programed with the software which cllected on the temperature and artificial set of values PID processing to control the generation of PWM wave, then control the heating or electric heater to the cold water into the container to realize temperature control, and on the real-time use display of equipment to display the two temperature Value . Regarding the warning part of water level overstep, uses the electrode to make the height fluid position examination. When the liquid level exceeded the set range, the circuit will issue a report to the police, at the same time through the single-chip control of pumps and pumping water, so that the liquid level up to the required range.The test result indicated that this system has the good reliability, the stability and controls ability warm.Keyword: MCU；Temperature measurement ；PID control ； PWM；目录前言 (4)1 方案论证与比拟 (4)............................................2.2.1 测温控制电路设计 (7)2.2.2 液位报警电路设计 (8)2.2.3 数码管显示电路设计 (9)附1：电路图图纸 (13)附2：程序清单 (14)前言水温监控及水位越限报警系统在工业及日常生活中应用广泛,分类较多。
热水器水温水位控制装置的设计指导老师: 王彦第六组: 徐文卿唐正宇蓝仁富(南华大学电气学院湖南衡阳421001)摘要：本系统是为热水器水温水位的检测和控制而设计的。
在太阳能热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了数字式温度传感器DS18B20和耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以A T89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。
测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。
关键词: AT89S51单片机，水温水位，传感器，检测与控制The System For Autocontrol The Temperature And LevelOf The Water- HeaterAbstract:This system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer..It’s compose d of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled by AT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing..Keyword: AT89S51 control temperature lever目录1 系统设计41.1设计要求4 1.1.1设计任务: 4 1.1.2主要技术指标：4 1.1.3主要功能：4 1.1.4显示要求：4 1.1.5故障显示4 1.2方案的比较和论证4 1.2.1温度检测部分4 1.2.2水位检测部分5 1.2.3核心控制部分7 1.2.4执行器部分8 1.2.5显示器部分8 1.3系统方案的确定8 1.4系统的工作原理92 单元电路设计102.1水温检测部分10 2.1.1DS18B20简介10 2.1.2DS18B20的工作方式10 2.1.3DS18B20的工作时序11 2.2水位检测部分12 2.3显示部分14 2.4执行器部分14 2.4.1继电器印制板电路的设计15 2.4.2加水控制电路15 2.4.3加热控制电路15 2.5电源部分16 2.6智能控制部分16 2.6.1报警和按键电路17 2.6.2时钟电路17 2.6.3上电自动复位电路18 2.6.4液晶显示接口电路183 软件的设计193.1系统正常工作子程序19 3.2设定预置温度子程序203.3设定预置水位子程序21 3.4系统主程序214系统的测试224.1测试仪器清单22 4.2水温的测试22 4.3水位的测试22 4.4继电器控制电路的测试225 结束语23参考文献23附录24附录1系统使用说明24附录2主要元器件清单24附录3系统原理图25附录4印制板图25附录5热水器水温水位控制装置程序清单261 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务:设计一个太阳能热水器水温水位控制系统1.1.2主要技术指标：1.测温精度：±2℃2.测温范围：0～100℃3.水位分档：5档1.1.3主要功能：1. 开机自检：开机时发出“滴”提示音，表示机器处于正常状态；2. 水位预置：可预置加水水位：20、50、80、100%；3. 水温指示：显示热水器内部的实际水温；4. 水位指示：显示热水器的内部实际水位；5. 温控上水：当热水器未加满水，水温又偏高时（水温在60~100℃时），自动补水至合适水温50℃左右；6. 自动上水：当缺水时延迟15分钟自动上水至预置水位，预置水位默认状态为50%档，启动时蜂鸣长声，关水时短鸣三声；上水时水位滚动显示。
水温监控及水位越线报警系统（本科E题）摘要：该设计为以单片机为核心，设计一个水温控制及水位越限报警系统。
水温可以在一定范围（40~90℃）内由人工设定，并能在环境温度变化时实现自动调整，以保持设定温度基本不变。
控制方法采用了基于能量控制观点、具有模糊控制思想的控制，使系统可以通过简便的控制就能做到恒温、精度高(静态误差＜0.5℃)得要求，而且参数对系统的依赖性弱，参数调整方便。
水位能被控制在一定的范围内，并能通过上下限进行报警及放水和进水。
此外，本系统还可以通过PC机进行温度监控和水位报警。
关键词：单片机模糊自动控制 PID算法上位机第一章系统设计和结构原理1.1 本系统设计要求与实现的功能一、任务设计并制作一个水温监控系统，控制对象为不小于1升净水，容器为带进和出水口的搪瓷器皿或其它有一定隔热功能的容器。
水温可以在一定范围内由人工设定，由自制控制器通过注入冷水和电热器加热进行自动控制，以保持设定的温度基本不变，并能实时显示温度；为防止容器中的水烧干或溢出，需要有水位过低或超高报警功能。
二、要求1．基本要求（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）受环境缓变的干扰影响（例如人工加入热水升温，用电风扇或人工加入冷水降温）温度控制的静态误差≤1℃，温度调节时间不大于1min/10℃。
（3）能够显示水的实际温度。
（4）当容器内水位小于所设定的下限或高于所设定的上限时，监控装置会发出报警，并停止放水或进水。
2．发挥部分（1）采用适当的控制方法，当设定温度突变（大于20℃）时，系统的调节时间不大于30s/10℃和超调量不大于5℃。
（2）温度控制的静态误差≤0.2℃。
（3）可以通过上位PC机进行温度监控，如设定、显示温度及其变化曲线和水位报警。
1.2 设计思路图 1.1水温控制系统图该水温控制系统主要由单片机控制系统主模块、温度采样模块（数字温度传感器采样电路）、自动控制模块（单片机控制继电器电路）、液位检测模块、键盘显示模块等四部分组成，其总体设计框图如上图所示。
1.2 系统组成及原理经过方案比较与论证，最终确定的系统组成方框图1.2水温控制系统组成框图所示。
图 1.2水温控制系统组成框图1.3水位越限报警系统组成框图本控制系统主要完成水温数据采集、温度设置、水温显示和水温控制等功能。
其中智能模糊控制由单片机完成，并采用规则自整定PID控制算法进行过程控制。
整个系统的核心是模糊控制器，AT89S52单片机是控制器的主体模块。
DS18B20传感器输出的温度信号经水温采样系统进入单片机，且4X4设置按键可将设定温度送入单片机，单片机再根据设定温度的输入，并通过模糊控制算法计算控制量，然后将输出控制信号通过继电器开关控制加热和散热系统。
同时利用水的浮力来检测水位，及时控制水的温度上升和下降。
第二章单元电路设计2.1 相关元器件的选择2.2.1 数字化温度传感器DS18B20本设计采用温度芯片DS18B20。
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式。
它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰强、易配微处理器等优点，特别适合构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号进行处理.一、DS18B20的主要特性1、适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。
2、独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
3、DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
4、温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为0.5℃。
5、可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。
6、在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms 内把温度值转换为数字，速度更快。
7、测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。
2.2.2 强电控制开关选择1．HRS4H-S-DC5V继电器（控制大功率220V交流电器工作）2. HRS1H-S-DC5V继电器（控制小功率直流电器，例如散热风扇）2.2.3 其他器件1、热得快；（电炉）；2、风扇；3、抽水器和水阀；2.3 系统单元电路设计2.3.1最小水温+LCD12864系统板图2-3.1AT89S52单片机与DS18B20原理图2.3.2强电控制模块图2-3.1单片机控制220V强电电器原理图2.3.3 水位检测模块图2-3.3水位检测原理图2.3.4系统4X4控制按键单元电路设计第三章系统软件设计3.1.1 水温监控系统主程序流程图3.1.2 水位越限报警系统主程序流程图第四章水温自动控制的PID算法研究与设计4.1 PID算法介绍在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为Proportional比例、Integral积分、Derivative微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
PID控制器问世至今已有近70年历史，它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。
PID控制器就是根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的比例（P）控制 :比例控制是一种最简单的控制方式。
其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。
比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。
积分（I）控制 : 在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。
这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。
因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
微分（D）控制 :在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。
具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。
模糊控制比传统的PID等控制方法，在强时变、大时滞、非线性系统中的控制效果有着明显的优势。
将模糊控制技术应用于家电产品在外国已是很普遍的现象。
单片机是家用电器常用的控制器件，把二者结合起来，可使控制器的性能指标达到最优的目的。
基于模糊控制技术的单片机控制的水温控制系统，具有达到设定温度的时间短、稳态温度波动小、反应灵敏、抗干扰能力强、节省电能等优点。
4.2 水温PID模糊数据的MATLAB仿真设计模糊PID参数选定:通过对水温控制系统的多次实际加热/减温的测量结果看到，本控制系统是一个非线性系统，但在一段区域里仍然可以视为线性，所以通过观察测量数据和多次模拟结果，最后确定把PID参数分为五个模糊子集，通过测量得到的当前温度T,在子集中找到对应温度的PID参数,代入PID增量式运算:第五章系统测试实验5.1 测试环境与相关检测仪器测试地点：梧州学院电磁学实验室；装水容器：不锈钢锅（1.6L）；环境室温：25~31℃；测试水温：22~24℃；铺助水温检测仪器：胜利VC890C+万用表（含有温度检测功能）；5.2 水温自动控制的工作稳定度的测试随机抽样测试结果(单位：/℃)第六章结束语这次大赛设计使用AT89S52单片机和DS18B20等数字化自动程度高的器件，在外围电路中加入……。
通过此次参加广西取电子设计大赛，了解进行一项相对比较大型的科技设计所必不可少的几个阶段。
毕业设计能够从理论设计和工程实践相结合、巩固基础知识与培养创新意识相结合、个人作用和集体协作相结合等方面全面的培养学生的全面素质。
我们经过这次系统的竞赛设计，熟悉了对一项课题进行研究、设计和实验的详细过程。
这些在我们在将来的工作和学习当中都会有很大的帮助。
6.1 自我评定与改进在此次的电子设计大赛预选中。
也暴露了很多关于自身学习的问题。
例如：知识方面：很多专业知识有所欠缺，许多模拟电路的基础知识不扎实；还有在电子制作时，不太注意制作成本的问题……还有很多制作的不足和程序的不完善，但毕竟是我们第一次的电子制作，以后我们会更加努力学习专业知识和巩固基础，完善自身，为学院争光！6.2 谢辞本广西电子设计预选赛。
在此次比赛过程中，遇到有关单片机与上位机（PC 机）通信的技术壁垒，，遇到了不小的挫折；后在请教指导老师何高明，发现了自身的知识面的不足与许多细节问题，不足并完善了许多高级语言编程问题。
还有很多像韦宁、蓝伟斌，邹木春等老师的指导帮助下，最后我们终于攻克了难题！指导老师以渊博的知识、丰厚的经脸和时时鼓励我们，老师产谨的教学态度和科研精神令我们敬佩;老师的和蔼可亲、精益求精、平易近人让我们领略了为人师表的崇高;老师的正直、坦率让我懂得了如何为人处事。
在此，我们组向指导老师致以最诚挚的敬意和衷心的感谢。
我们还要感谢电子设计大赛过程中所有我们真诚帮助的老师和同学，及学院对我们的大力支持。
参考文献：[1] 戴佳.51单片机C语言应用程序设计.北京：电子工业出版社，2007.11[2] 黄智伟.全国大学生电子设计竞赛训练教程. 北京：电子工业出版社，2005.11[3] HRS4H继电器使用手册.PDF 中国, 2000.9[4] LCD12854液晶数据手册.PDF 中国, 2002.9[5] DS18b20传感器数据手册.PDF 美国: Analog Dallas, 2003.8。
