基于单片机的水温控制系统设计-毕业设计(3)

接口电路图。

图3.2.2-1 DS18B20接口电路图

3.2.3 温度控制模块功能

温度控制模块，就是经过单片机判断后得出此时的温度与预设温度相比，若大于预设值则进行散热，若小于预设值则进行加热。该系统采用继电器控制电流的大小，来掌握温度的加热和冷却。继电器就是一种电控制器件，它的工作原理是当输入量也就是激励量的变化达到一定的要求时，从而在电气的输出回路中使被控制的量发生预先设定的阶跃变化。通俗说就是用小电流来控制大电流是否运行的开关。

继电器有许多种类，按功能可以分为电磁继电器，固体继电器，舌簧继电器，温度继电器，高频继电器，光继电器等等。按外形尺寸可以分为微继电器，小型继电器，超小型微型继电器。按防护特征可分为密封继电器敞开式继电器等。按反应的物理量可分为电流继电器，电压继电器，阻抗继电器等。按原理可以分为电磁型，电子型，整流型等等。按保护回路可以分为启动继电器，出口继电器等。

现采用两个继电器分别控制加热和降温的功能，根据控制电流的大小来进行加热或降温。当温度比预设温度低时，此时系统需要加热，对于加热系统继电器的两输出端输出220V的交流电，通过控制继电器的闭合来控制电热丝是否加热；当温度比预设温度高时，此时需要降温，对于冷却系统通过控制继电器闭合，从而控制+12V直流电机的转与停来降低温度。然而继电器直流可通过36V，交流最高可达250V，满足该系统的要求，且电路方便，如下图3.2.3-1为继电器组成的温度控制电路。

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图3.2.3-1 温度控制电路图

3.2.4 显示模块功能

该系统采用的是液晶屏128*64作为显示模块，抗干扰能力强，显示清晰明了。当有电源通过的时候，排列有秩序，从而光线就较容易通过，当电源断开不导电时，排列就变得换混乱无序，阻止了光线的通过。液晶就像一个开关一样，可以阻止光线通过，或允许光线通过。通常，液晶的面板包括了两片十分精密的无钠玻璃素材，在两片无钠玻璃之间就夹了一层液晶。然而当光束透过中间那层液晶时，其本身会一排排的站立，或者扭转而变成不规则的形状，因此就可以使光束通过或阻止它通过。大多数的液晶都属于有机的复合物，它们是由长棒形状的分子而构成，在无外界干扰条件下，他们的长轴大致相平行。而LCD技术，也就是单色液晶显示器，它是把液晶倒入两个平面间的，而在这两个平面上有各有一列细槽，且互相垂直。就在两个平面之间的分子不得不也成为了90度的扭转形态，再加上光线是沿着分子排列的方向传播的，所以光线在经过液晶之后就旋转了90度。但是一旦液晶有电压通过时，分子由于受外界影响，就重新垂直的排列，从而光线就能直接射出，就不会发生旋转了。在了解了液晶显示的原理后，我们关心的就是怎样将它接入我们的系统。下图3.2.3-1为液晶显示接口电路。

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图3.2.3-1 液晶显示接口电路

3.2.5 键盘电路模块功能

键盘的功能顾名思义，既然为水温控制，必然会有温度等一系列参数的设定，该系统采用四个按键来更改参数，功能分别为预设温度加1，预设温度减1，更改预设温度，确定等按键。按键模块，不仅要使参数设定得到实现，而且还要让使用者一眼便能清楚明白每个按键的功能，所以我们采用较少的按键，以免使程序复杂，使用较少的按键也可以使接入电路更为简单。如图3.2.4-1为键盘模块电路。

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图3.2.4-1 键盘模块电路

4 软件设计

4.1 主程序流程图

该系统是水温控制系统，属于温度控制中的一种，其软件部分主要采用编写程度使系统自动运行，主要应用C语言的编写来对单片机等硬件系统的控制。主程序大概分为温度初始化设定，采集水温模块收集水温，通过单片机的控制和BCD的转换，在液晶显示的作用下读出温度，通过单片机的判断，对水温是否达到预设温度通过继电器做出相应的加热或散热措施。主程序流程图如下图4.1-1 所示。

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开始 系统界面初始化 按键扫描，设置预设温度 温度读取、显示及控制 Y 当前温度＞ 预设值 N 当前温度＜预设值 Y 启动降温 N 温度保持 启动加热

图4.1-1 主程序流程

4.2 温度采集程序

水温系统固然温度是至关重要的因素，对于温度采集选择了DS18B20，它具有高灵敏度，高精度的优势。当整个系统连接了DS18B20，则温度采集系统开始运作，通过识别DS18B20是否连接，当确定连接后，ROM操作命令开始运行，从而进行存储操作，最后可以读出当前温度，以此循环。如图4.3-1温度采集流程图所示。

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