基于单片机的水流量测试毕业设计方案.doc

湖 南 科 技 大 学

毕 业 设 计（ 论 文 ）

题目

作者

学院

专业

学号

指引教师

二〇〇 年 月 日

湖 南 科 技 大 学
毕业设计（论文）任务书
机电工程 学院 测控技术与仪器 系（教研室）
系（教研室）主任： （签名） 年 月 日
学生姓名： 卢 超 学号： 专业： 测控技术与仪器
1 设计（论文）题目及专项： 基于单片机水流量测试
2 学生设计（论文）时间：自 年 3 月 9 日开始至 年 5 月 2 日止
3 设计（论文）所用资源和参照资料：
1）相应电子元器件；
2）使用工具：Proteus仿真；ProtelDXP绘制原理图等软件
3）参照资料：[1] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京清华大学出版社
[2] 邱关源.电路[M].北京高等教诲出版社(第四版),1999
4 设计（论文）应完毕重要内容：
1）完毕水流量测试仪总体设计；
2）完毕程序设计和仿真设计；
3）设计原理图和完毕实物图焊接和功能调试；
4）完毕毕业设计阐明书一份；
5 提交设计（论文）形式（设计阐明与图纸或论文等）及规定：
1）基于单片机水流量测设系统实物一件；
2）基于单片机水流量测设系统电路图；
3）完毕设计阐明书一份；
6 发题时间： 年 12 月 31 日

指引教师： （签名）

学 生： （签名）
湖 南 科 技 大 学
毕业设计（论文）指引人评语
[重要对学生毕业设计（论文）工作态度，研究内容与办法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范限度，存在局限性等进行综合评价]

指引人： （签名）

年 月 日

指引人评估成绩：
湖 南 科 技 大 学
毕业设计（论文）评阅人评语
[重要对学生毕业设计（论文）文本格式、图纸规范限度，工作量，研究内容与办法，实用性与科学性，结论和存在局限性等进行综合评价]

评阅人： （签名）

年 月 日

评阅人评估成绩：

湖 南 科 技 大 学
毕业设计（论文）答辩记录
日期：
学生： 学号： 班级：
题目：
提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：
1 设计（论文）阐明书 共 页
2 设计（论文）图 纸 共 页
3 指引人、评阅人评语 共 页
毕业设计（论文）答辩委员会评语：
[重要对学生毕业设计（论文）研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范限度和对设计（论文）简介，回答问题状况等进行综合评价]

答辩委员会主任： （签名）
委员： （签名）
（签名）
（签名）
（签名）

答辩成绩：

总评成绩：

摘 要
论文以智能家居系统中水流量模块为课题，以水流量计传感器和数字温度传感器DS18B20实时采集水流量状态和水温数据，并依照主控器STC89C52程序指令解决后计算出水费价格，用液晶屏LCD1602分当前温度、水价和水流总量三种状态动态显示。此外，本课题设计了上下限报警，使查看更为直观，使用更加以便。

核心词:单片机；DS18B20温度传感器；水流量传感器

目 录
第一章 总体设计 9
第二章 系统硬件电路设计 10
2.1主芯片STC89C52 10
2.2时钟电路 12
2.3复位电路 13
2.4液晶显示电路 14
2.5 温度测量电路 18
2.6 水流量测量电路 22
2.6 水流量测量电路 23
2.7 报警电路 24
2.8 继电器控制电路 25
2.9 小结 26
第三章 软件系统设计 27
3.1 软件设计总流程 27
3.2 温度程序模块 28
3.3 水流量程序模块 31
3.4 显示程序 33
3.5 小结 34
第四章 系统仿真与调试 35
4.1 keil uvision4软件 35
4.2 Protel DXP软件 36
4.2 proteus电路仿真 37
第五章 实物展示 40
第六章 总结 41
参 考 文 献 42
致 谢 43
附录1：总程序 44

第一章 总体设计
当打开水龙头时，依照单片机STC89C52指令、水流量计传感器采集水流量状态。当单片机STC89C52扫描到水流量计传感器脉冲数，通过单片机STC89C52解决，计算出所采集水流量后，通过液晶屏LCD1602能动态显示当前水流量。
依照设计过程，可以将本课题划分为8 个电路模块如图1 所所示：

LCD 1602
显示电路
按键电路

S
T
C
8
9
C
5
2

水流量测量电路

时钟电路

温度测量
电路

复位电路

继电器控制电路
报警电路

图1-1 电路总框图

第二章 系统硬件电路设计
2.1主芯片STC89C52
2.1.1重要性能
1）与MCS-52单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器
2）1000次擦写周期
3）全静态操作：0Hz～33Hz
4）三级加密程序存储器
5）32个可编程I/O口线
6）三个16位定期器/计数器八个中断源
7）全双工UART串行通道
8）低功耗空闲和掉电模式
9）掉电后中断可唤醒
10）看门狗定期器
11）双数据指针
12）掉电标记符

2.1.2芯片功能特性简述：
STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具备 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash容许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有机灵8 位CPU 和在线系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效解决方案。 STC89C52具备如下原则功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定期器，2 个数据指针，三个16 位 定期器/计数器，一种6向量2级中断构造，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。此外，STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选取节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，容许RAM、定期器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一种中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash。

图2-1 STC89C52

2.1.3引脚功能
表2-1 STC89C52引脚简介阐明
引脚
功能简介
VSS
电路接地端
P0.0～P0.7
8位漏极开路双向I/O通道
P2.0～P2.7
8位拟双向I/O通道
P3.0
RXD，串行输入口
P3.1
TXD，串行输出口
P3.2
INT0，外部中断０输入口
P3.3
INT1，外部中断１输入口
P3.4
定期器/计数器０外部事件脉冲输入端
P3.5
定期器/计数器１外部事件脉冲输入端
P3.6
外部数据存贮器写脉冲
P3.7
外部数据存贮器读脉冲
RST/VpD
复位输入信号
ALE/PROG
地址锁存有效信号
PSEN
程序选通有效信号
EA/VPP
当保持TTL高电平，执行内部EPROM指令，当使TTL为低电平， 从外部程序存贮器取出所有指令，在内EPROM编程时，此端为21Ｖ编程电源输入端
XTAL1
内部振荡器外接晶振一种输入端
XTAL2
内部振荡器外接晶振一种输入端

2.2时钟电路
单片机最小系统有三某些构成，即电源，时钟电路和复位电路。其中单片机电源引脚与5V电源连通即可，而时钟电路和复位电路还需接口扩展，这也是单片机基本电路操作。
时钟电路用于产生单片机工作所需时钟信号，时序是指令执行中各信号之间互有关系。单片机自身就犹如一种复杂同步时序电路，为了保证同步工作方式实现，电路应在唯一时钟信号控制下严格地准时序进行工作。在STC89C52单片机内部带有时钟电路，因而，只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定期控制元件(晶体振荡器和电容)，即可构成一种稳定自激振荡器。在STC89C52芯片内部有一种高增益反相放大器，而在芯片外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。在单片机XTAL1脚和XTAL2脚之间并接一种晶体振荡器就构成了内部振荡方式。STC89C52单片机内部有一种高增益反相放大器，XTAL1为内部反相放大器输入端，XTAL2为内部反相放大器输出端，在其两端接上晶振后，就构成了自激振荡电路，并产生振荡脉冲，振荡电路输出脉冲信号频率就是晶振固有频率。在实际应用中普通还需要在晶振两端和地之间各并上一种小电容。

图2-2 时钟电路
用晶振和电容构成谐振电路。电容大小与晶振频率和工作电压关于。但电容大小影响振荡器稳定性和起振迅速性，为了提高精度，本实验板采用20pF电容作为微调电容。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽量接近芯片，减小分布电容，以保证振荡器振荡稳定性。
2.3复位电路
复位是单片机初始化操作，其目是使CPU和系统中各某些处在一种拟定状态，并从这一状态开始工作。系统上电路或死机后都要进行复位操作。单片机RST引脚为复位引脚，振荡电路正常工作后，RST端加上持续两个机器周期高电平后，单片机就被复位。复位电路有3种基本方式：上电复位，开关复位和看门狗复位。

图2-3 复位电路
本课题采用按键开关复位是指通过接通按钮开关，使单片机进入复位状态。开关复位电路普通不单独使用。在应用系统设计中，若需使用开关复位电路，普通做法是将开关复位与上电复位组合在一起形成组合复位电路，上电复位电路完毕上电复位功能，开关复位电路完毕人工复位。
图2-3中C7与R1构成了上电复位电路。上电复位后，电源经R1对C7布满电源，C7等效于开路，RST端为低电平；单片机正常工作。按开关K1后，C7两端电荷经R1迅速放电，K1断开后，由C7、R1及电源完毕对单片机复位操作。在上述电路中C7、R1按上电复位电路设计而取值。
复位电路作用非常重要，能否成功复位关系但单片机系统能否正常运营问题。如果振荡电路正常而单片机系统不能正常运营，其重要因素是单片机没有完毕正常复位，程序计数器值没有回0，特殊功能寄存器没有回到初始状态。这时可以恰本地调节上电复位电路阻容值，增长其充电时间常数来解决问题。

2.4液晶显示电路
在寻常生活中，咱们对液晶显示屏并不陌生。液晶显示模块已作为诸多电子产品通过器件，如在计算器、万用表、电子表及诸多家用电子产品中都可以看到，显示重要是数字、专用符号和图形。在单片机人机交流界面中，普通输出方式有如下几种：发光管、LED数码管、液晶显示屏。发光管和LED数码管比较惯用，软硬件都比较简朴，在前面章节已经简介过，在此不作简介，本章重点简介字符型液晶显示屏应用

2.4.1液晶显示简介
液晶显示原理是运用液晶物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示屏具备厚度薄、合用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示特点，当前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。

图2-4 1602字符型液晶显示屏实物图

2.4.2 显示特性
只需5V 电源电压，低功耗、长寿命、高可靠性
内置 192 种字符（160个 5×7 点阵字符和 32 个5×10 点阵字符）
具备 64 个字节自定义字符 RAM
显示方式：STN、半透、正显
驱动方式：1/16DUTY，1/5BIAS
视角方向：6点
背光方式：底部 LED
通讯方式：4位或 8 位并口可选
原则接口特性：适配 MC51 和M6800 系列 MPU操作时序。

2.4.3引脚阐明
表2-2 液晶1602引脚阐明
管脚号
符号
功 能
1
Vss
电源地（GND）
2
Vdd
电源电压(+5V)
3
V0
LCD驱动电压(可调) 寄存器选取输入端，输入MPU 选取模块内部寄存器类型信号：RS=0，当MPU 进行写模块操作，指向指令寄存器；
4
RS
当MPU 进行读模块操作，指向地址计数器；RS=1，无论MPU 读操作还是写操作，均指向数据寄存器
5
R/W
R/W=0 读操作；R/W=1 写操作
6
E
使能信号输入端，输入MPU 读/写模块操作使能信号：
4位方式通讯时，不使用DB0-DB3
7
DB0
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
8
DB1
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
9
DB2
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
10
DB3
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
11
DB4
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
12
DB5
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
13
DB6
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
14
DB7
数据输入/输出口，MPU 与模块之间数据传送通道
15
A
背光正端+5V
16
K
背光负端0V
16
K
背光负端0V

2.4.4 1602LCD指令阐明
1602液晶模块内部控制器共有11条控制指令，如表2-3所示：
表2-3 控制命令表
序号
指令
RS
R/W
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
1
清显示
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
2
光标返回
0
0
0
0
0
0
0
0
1
*
3
置输入模式
0
0
0
0
0
0
0
1
I/D
S
4
显示开/关控制
0
0
0
0
0
0
1
D
C
B
5
光标或字符移位
0
0
0
0
0
1
S/C
R/L
*
*
6
置功能
0
0
0
0
1
DL
N
F
*
*
7
置字符发生存贮器地址
0
0
0
1
字符发生存贮器地址
8
置数据存贮器地址
0
0
1
显示数据存贮器地址
9
读忙标志或地址
0
1
BF
计数器地址
10
写数到CGRAM或DDRAM）
1
0
要写数据内容
11
从CGRAM或DDRAM读数
1
1
读出数据内容
1602液晶模块读写操作、屏幕和光标操作都是通过指令编程来实现。（阐明：1为高电平、0为低电平）
指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。
指令2：光标复位，光标返回到地址00H。
指令3：光标和显示模式设立 I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移 S:屏幕上所有文字与否左移或者右移。高电平表达有效，低电平则无效。
指令4：显示开关控制。 D：控制整体显示开与关，高电平表达开显示，低电平表达关显示 C：控制光标开与关，高电平表达有光标，低电平表达无光标 B：控制光标与否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。
指令5：光标或显示移位 S/C：高电平时移动显示文字，低电平时移动光标。
指令6：功能设立命令 DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线 N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示 F：低电平时显示5x7点阵字符，高电平时显示5x10点阵字符。
指令7：字符发生器RAM地址设立。
指令8：DDRAM地址设立。
指令9：读忙信号和光标地址 BF：为忙标志位，高电平表达忙，此时模块不能接受命令或者数据，如果为低电平表达不忙。
指令10：写数据。
指令11：读数据。

2.4.5 1602LCD普通初始化（复位）过程
延时15mS
写指令38H（不检测忙信号）
延时5mS
写指令38H（不检测忙信号）
延时5mS
写指令38H（不检测忙信号）
后来每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号
写指令38H：显示模式设立
写指令08H：显示关闭
写指令01H：显示清屏
写指令06H：显示光标移动设立
写指令0CH：显示开及光标设立

图2-5 液晶显示电路
2.5 温度测量电路
课题任务中需要测量水温，故先用温度传感器DS18B02数据采集，再通过
单片机数据解决，最后在液晶屏显示出来。
2.5.1 DS18B20简介
DS18B20是DALLAS半导体公司推出第一片支持“一线总线”接口温度传感器，她它具备微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微解决器等长处，可直接将温度转化成串行数字信号供解决器解决。DS18B20具备如下长处：
适应电压范畴宽，电压范畴在3.0V~5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。独特单线接口方式，与微解决器连接时只需要一条口线即可实现微解决器与DS18B20双向通信。同步DS18B20还具备如下特性：
独特单线接口仅需一种端口引脚进行通讯
简朴多点分布应用
无需外部器件
可通过数据线供电
零待机功耗
测温范畴-55~+125℃，以0.5℃递增。华氏器件-67~+2570F，以0.90F 递增
温度以9 位数字量读出
温度数字量转换时间200ms（典型值）
顾客可定义非易失性温度报警设立
2.5.2 DS18B20构造及其工作原理

64位ROM
和
单线
接口
存储器和控制器

温度敏捷元件

高速
缓存
存储器

配备寄存器
高温触发器TH
低温触发器TL
8位CRC
生成器

电源控制

图2-6 DS18B20内部构造

DS1820 依托一种单线端口通讯。在单线端口条件下，必要先建立ROM 操作合同，才干进行存储器和控制操作。因而，控制器必要一方面提供下面5 个ROM 操作命令之一：1）读ROM，2）匹配ROM，3）搜索ROM，4）跳过ROM，5）报警搜索。这些命令对每个器件激光ROM 某些进行操作，在单线总线上挂有各种器件时，可以区别出单个器件，同步可以向总线控制器指明有多少器件或是什么型号器件。成功执行完一条ROM 操作序列后，即可进行存储器和控制操作，控制器可以提供6 条存储器和控制操作指令中任一条。一条控制操作命令批示 DS1820 完毕一次温度测量。测量成果放在DS1820 暂存器里，用一条读暂存器内容存储器操作命令可以把暂存器中数据读出。温度报警触发器TH 和TL 各由一种EEPROM 字节构成。如果没有对DS1820 使用报警搜索命令，这些寄存器可以做为普通用途顾客存储器使用。可以用一条存储器操作命令对TH 和TL 进行写入，对这些寄存器读出需要通过暂存器。所有数据都是以最低有效位在前方式进行读写。

DS1820 通过一种片上温度测量技术来测量温度。图2-7 示出了温度测量电路方框图。
预置
低温度系数振荡器
计数器
比较
斜坡累加器
预置
=0
=0
计数器
高温度系数振荡器

LSB
置
位
/
清
0
温度寄存器

增长

停止

图2-7 温度测量电路方框图

温度/数据关系如表2-4所示：
表2-4 温度/数据关系
温度℃
数据输出（二进制）
数据输出（十六进制）
+125
00000000 11111010
00FA
+25
00000000 00110010
0032
+1/2
00000000 00000001
0001
0
00000000 00000000
0000
-1/2
11111111 11111111
FFFF
-25
11111111 11001110
FFCE
-55
11111111 10010010
FF92

DS1820 是这样测温：用一种高温度系数振荡器拟定一种门周期，内部计数器在这个门周期内对一种低温度系数振荡器脉冲进行计数来得到温度值。计数器被预置到相应于-55℃一种值。如果计数器在门周期结束前到达0，则温度寄存器（同样被预置到-55℃）值增长，表白所测温度不不大于-55℃。
同步，计数器被复位到一种值，这个值由斜坡式累加器电路拟定，斜坡式累加器电路用来补偿感温振荡器抛物线特性。然后计数器又开始计数直到0，如果门周期仍未结束，将重复这一过程。
斜坡式累加器用来补偿感温振荡器非线性，以期在测温时获得比较高辨别力。这是通过变化计数器对温度每增长一度所需计数值来实现。因而，要想获得所需辨别力，必要同步懂得在给定温度下计数器值和每一度计数值。
DS1820 内部对此计算成果可提供0.5℃辨别力。温度以16bit 带符号位扩展二进制补码形式读出，表1 给出了温度值和输出数据关系。数据通过单线接口以串行方式传播。DS1820 测温范畴-55℃~+125℃，以0.5℃递增。如用于华氏温度，必要要用一种转换因子查找表。

2.5.3 温度测量电路接口展示

图2-8 温度测量电路

2.6 水流量测量电路
2.6.1 水流量传感器原理
水流量传感器重要由铜阀体、水流转子组件、稳流组件和霍尔元件构成。它装在热水器进水端用于测量进水流量。当水流过转子组件时,磁性转子转动,并且转速随着流量成线性变化。霍尔元件输出相应脉冲信号反馈给控制器,由控制器判断水流量大小,调节控制比例阀电流,从而通过比例阀控制燃气气量,避免燃气热水器在使用过程中浮现夏暖冬凉现象。水流量传感器从主线上解决了压差式水气联动阀启动水压高以及翻板式水阀易误动作浮现干烧等缺陷。它具备反映敏捷、寿命长、动作迅速、安全可靠、连接以便利启动流量超低(1．5L/min)等长处,深受广大顾客爱慕。
水流转子组件重要由涡轮开关壳、磁性转子、制动环构成。使用水流开关方式时,其性能优于机械式压差盘构造,且尺寸明显缩校当水流通过涡轮开关壳,推动磁性转子旋转,不同磁极接近霍尔元件时霍尔元件导通,离开时霍尔元件断开。由此,可测量出转子转速。依照实测水流量、转子转速和输出信号(电压)曲线,便可拟定出热水器启动水压,以及启动水压相相应启动水流量与转子启动转速。由控制电路,便可实现当转子转速不不大于启动转速时热水器启动工作；在转速不大于启动转速时,热水器停止工作。这样热水器启动水压普通设定在0．01MPa,启动水流量为3～5L/min(需满足热水器原则对最高温升限制)。此外,由于水在永磁材料磁场切割下,变成磁化水,水中含氧量增长,使人洗浴后感觉清爽。制动环作用是停水时,制止高速旋转磁性转子转动,终结脉冲信号输出。控制器接受不到脉冲信号,及时控制燃气比例阀关阀,切断气源,防止干烧。
水流量传感器是运用霍尔元件霍尔效应来测量磁性物理量。在霍尔元件正极串入负载电阻,同步通上5V直流电压并使电流方向与磁场方向正交。当水通过涡轮开关壳推动磁性转子转动时,产生不同磁极旋转磁场,切割磁感应线,产生高低脉冲电平。由于霍尔元件输出脉冲信号频率与磁性转子转速成正比,转子转速又与水流量成正比,依照水流量大小启动燃气热水器。
2.6.1 水流量传感器参数
环境温度：-10~55℃
流量计算在流量为:0.2~0.4L/Min时，1L=2100次;0.5~0.8L/Min时，1L=2281L=22800次；0.9~1.2L/Min时,1L=2350次；1.2~2.5L/Min时，1L=2460次;（脉冲次数
在流量变化时有一定限度变动）
接线办法白线：信号输出；黑线：电源负（也可按客户规定定做）测量精度：±5%（在流量稳定系统，精度可达±2%）工作电压：DC0~~24V
工作压力：≤100PSI（7kg/cm)
耐湿性能：在环境湿度为90%如下时性能保持稳定
寿命测试：本产品用进口干簧管作感应元件，在负荷不大于24V1mA前提下,
开关寿命不不大于3亿次。

图2-9 水流量测量电路

2.6 水流量测量电路
课题设计之初，规定实现设定水流量上限，以及调节水流量上限，因此除了复位按键又设立了三个控制键。三个按键功能分别是sw2、sw3、sw4，功能分别是sw2设定水流量上限，sw3增长上限值，sw4减少上限值。

图2-10 按键电路

2.7 报警电路
由于设定了水流量上限值，因而需要设计报警电路，超过设定值时进行报警。,电路重要由一种电阻,一种NPN三极管，一种蜂鸣器构成，接在89C51P21口上。
工作原理：NPN三极管基极由IO口控制，P21高电平时三极管导通，蜂鸣器与电源通路接通,蜂鸣器报警，P21低电平时三极管截止，蜂鸣器通路断开不报警。

图2-11 报警电路
2.8 继电器控制电路
单片机是一种弱电器件,普通状况下它们大都工作在5V甚至更低。驱动电流在mA级如下。而要把它用于某些大功率场合,例如控制电动机,显然是不行。因此,就要有一种环节来衔接,这个环节就是所谓"功率驱动"。继电器驱动就是一种典型、简朴功率驱动环节。在这里,继电器驱动具有两个意思:一是对继电器进行驱动,由于继电器自身对于单片机来说就是一种功率器件；尚有就是继电器去驱动其她负载,例如继电器可以驱动中间继电器,可以直接驱动接触器,因此,继电器驱动就是单片机与其她大功率负载接口。
基本功能：通断水阀。当单片机这个引脚输出低电平时候,就像继电器电路输出引脚在打开三极管三极管,水就从上往下流,继电器继电器就开始转起来了.反之,如果是输出高电平,继电器电路输出引脚就开始关三极管,继电器由于由于没有水流下来，就会停止。

图2-12 继电器控制电路

2.9 小结
电路设计，一方面是把预定功能设定好，再看运营这些需要什么样硬件，然后实行硬件操作。各个模块都要有合理设计。仔细认真是设计硬件电路基本，一步走错，整个设计就毁于一旦。在设计本课题时，电路设计规则一定要注意，尚有多多借鉴网络上众多设计者分享经验，益于自己设计，总之一切为课题成功做准备。

第三章 软件系统设计
3.1 软件设计总流程
程序规定液晶显示有水温和当前水流量，同步具备设立水流量上限功能。由于LCD1602显示屏幕有限，因此第一页显示水温和水流量，第二页显示水流量上限。整个程序中构造较为简朴，但其中也有几种重要并且比较费脑筋子程序，涉及水测量程序、水流量上线设定与调节、温度数据转换程序。
界面1程序

通断水阀程序

界面2程序
界面开关
流量测量程序
温度测量程序
水流量控制开关程序
系统初始化
在程序中可以分为3个重要模块：水流量模块，温度模块，显示模块。

图3-1 总流程图
3.2 温度程序模块
3.2.1温度数据转换程序
由温度传感器DS18B20采集温度数据读取后温度低位和高位分别存在主芯片SCT89C52存储器中。其中依定传感器设计，读出数据最高位为0时温度为正，温度为1时，温度是负数。是以对温度数据解决，将温度数据高位和低位整合在一起，在判断温度正负即可。
如图3-2所示：
温度标志位为0

返回
数据取反加一
温度标志位为1
温度数据低八位和高八位合并
读取温度
跳过读序列号
跳过读序列号
等待调用
DS18B20复位
跳过读序列号
DS18B20复位

启动温度转换
温度为负

NO

YES

图3-2 温度测量流程图

3.2.2温度数据显示前解决程序
将已解决好温度数据一方面判断它正负，然后再去运营其她代码。在这里，程序还设定了温度报警。温度报警本来可以在DS18B20中对芯片进行设立，但考虑到对芯片熟悉度不够，容易出错，而在程序中设定比较容易理解，写起来也不会太难。尚有实际水温度不也许超过100度，因此测得100度以上温度值就会显得多余，在程序中只要设定最高99.9度即可。再就是美观上设定，测得温度在为个位时，十位为0就会看起来不太美观，只要把十位设定看不见即可。
温度各位分派资源
十位不显示
十位为0
温度标志为1
返回

温度置为99.9
百位为0
红灯亮
温度>40摄氏度
显示“-”号红灯亮
等待调用

NO

YES

NO

YES

YES

NO

YES

图3-3 数字不显示流程图

3.2.2温度程序
某些温度程序如下：
ds1820 复位子程序
/*****************ds1820 复位子程序******************/
void ds1820rst()
{
unsigned char x=0;
DQ = 1；//DQ 复位
delay_18B20(4)；//延时
DQ = 0；//DQ 拉低
delay_18B20(100)；//精准延时不不大于 480us
DQ = 1；//拉高
delay_18B20(40)；//延时
}

ds1820 读数据子程序
/*************ds1820 读数据子程序*******************/
uchar ds1820rd() //读数据
{
unsigned char i=0;
unsigned char dat=0;
for (i=8;i>0;i--) //读温度 2 进制 8 次
{
DQ = 0；//给脉冲信号
dat>>=1；//将温度数据转移到 dat
DQ = 1；//给脉冲信号
if(DQ) //数据转换
dat|=0x80;
delay_18B20(10);
}
return(dat);
}

ds1820 写数据子程序
/*******************ds1820 写数据子程序******************/
void ds1820wr(uchar wdata)
{
unsigned char i=0;
for (i=8；i>0；i--) //写数据 2 进制 8 次
{
DQ = 0；//给脉冲信号
DQ = wdata&0x01；//数据传送
delay_18B20(10)；//延时
DQ = 1；//给脉冲信号
wdata>>=1；//数据移位
}
}