电子专业综合实训

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1、电子专业综合实训电热水器自动控温系统的设计与实现学院：现代科技学院专业：电子信息科学与技术班级：1301班姓名：周紫璇学号：2013614140122指导老师：程洪完成时间：2016.20冃录1.方案设计2.硬件系统设计2.1上位机部分2.2下位机部分2.3显示模块2.4温度采集模块2.5红外遥控模块2.6按键控制模块2.7报警模块3•软件系统设计3.1程序流程图3.2系统软件设计说明3.系统仿真4•结论6.参考文献7•程序代码1.方案设计智能电热水器温度控制系统采用PIC16F877A为控制电路核心

2、，单片机通过红外线接口或者键盘接收来自用户设定的温度信息，并通过温度传感器DS18B20实时对水温进行测量并在1602液晶显示屏上进行显示OPIC16F877A根据水温状况來控制继电器的通断来实现对加热电路的接入控制。本系统还具有报警功能如果测的用户设定温度过高或者测量出水温过高，单片机通过报警电路向用户发出声光报警，并自动切断电加热电路系统的基本功能，热水器档位设置：1、2、3、4、5、6六个档位。1.2、3、4、5、6挡分别对应20-25度、26・30度、31・35度、36・40度、41-45度、

3、46-50度的温度范I韦I；0为待机状态。用户设定好档位，热水器开始加热，直至到达所设档位的上限温度值，停止加热；当温度低于所设定档位温度值得下限时，系统自动加热；热水器液晶却温度设置：直接输入温度值，热水器加热到此值，允许温差1度以内。2.硬件系统设计2.1上位机部分：功能需求：上位机能够实时将档位控制信息和语音控制信息发送给下位机，并能够接受来自下位机的实时温度信息和档位信息。具休内容：规划上位机软件界面；实现上位机与下位机的虚拟的物理连接；选择和下位机相同的通信协议；编写上位机通信程序。2.2下

4、位机部分：功能需求：下位机能够将实时采集到的温度信息、档位信息发送给上位机，并能够实时接受来口上位机的档位控制信息和语音控制信息。具体内容：实现下位机与上位机的虚拟的物理连接；选择通信协议;选择通信标准；选择下位机通信方式；编写下位机通信程序。2.3显示模块显示电路一般为液晶显示或数码管显示。本实训屮，它既可以显示外界采集到的温度，也可以显示用户按键设置的温度档位，还可以显示由通信模块传过来的档位值。2.4温度采集模块温度测量功能是系统控制功能的核心，实现温度测本次选择DS18B20具有测温系统简单、

5、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，而且输出量为数字量，单片机可以直接读取取值。2.5红外遥控模块利用红外线来传递控制信号。实现对热水器的远距离控制。接收的遥控码有一个高电平和低电平控制。将信号解调后直接输入单片机的I/O口,用程序识别出用户对温度进行控制2.6按键控制模块按键控制主要是为满足用户由按键来设定档位的需求。作为补充，本实训中还增加了用语音信号來控制档位。按键有一个RESET键、启/停键等（按需设置）、档位选择键（1・6）等。按键的响应可以采用屮断方式，单片机的中断有两种方式一种是电平

6、触发方式，一种是跳沿触发方式。如果采用的跳沿触发方式这样标志位的清零就不用外加电路。按键模块的设计主耍是用PIC16F877A单片机RB口的弱上拉功能来判断按键是否有下。在设计中采用了6个按键开关来实现设计的控制模块功能。2.7报警模块本设计的报警模块采用的是蜂鸣器和发光二极管共同构成，当系统判断岀温度传感器所采集的温度超过上下限温度时，蜂鸣器就能发出嘀嘀地警报声咅，Z后发光二极管发出闪烁的红色。通过这种形式的循环报警,来提醒周围的人温度超过了限定，需要采取降温措施来降低温度。直到温度降低到警戒线内，

7、报警信号才会停止。[8]1.软件系统设计3.1程序流程图序流程图主程DS18B20流程图3.2系统软件设计说明在本设计的软件系统主函数除了对PIC16F877A单片机中所要用到的端口，以及LCD液晶显示器进行初始化外，还包括需耍调用相应的子程序。对单片机中所要用到端口的具体初始化内容为：设置RD口全部为普通数字10端口且D口的方向为输出，用于控制液晶显示器的读写功能;设置RB端口为弱上拉功能，用于实现按键控制模块与单片机的功能联系；定义RC口的RC4引脚作输入口，其它作为为输出口，用于实现单片机与温度

8、采集模块和报警模块的功能联系。对于用到的子程序：温度采集和转化子程序用于启动温度传感器采集外界温度并将温度值送给单片机用于下一步处理；DS18B20初始化子程序是用于初始化DS18B20的日历和时钟内容；判断温度报警子程序是实现判断温度是否超过上下限，若超过则会掉用与报警有关的函数实现报警；切屏控制功能子程序和修改设定功能子程序都属于系统的控制功能模块，用于对系统的控制；实时温度显示子程序和上下限温度显示子程序以及实时时钟显示子程序，都是处理需要显示的数