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编号：
CP-51-2021-061
设计简介：
本设计是基于单片机的太阳能热水器系统，主要实现以下功能：
- 可通过LCD1602显示温度阈值和当前温度；
- 可通过按键调整温度阈值；
- 可通过非接触式水位检测模块检测水位；
- 可通过DS18b20检测温度。
标签：51单片机、LCD1602、DS18B20、非接触式水位检测模块
题目扩展：水库监测系统。
中控系统概述
本设计的中控系统以STC89C52单片机为核心，充当了整个太阳能热水器系统的“智慧大脑”。它负责接收来自各个输入模块的数据，包括当前水温（由DS18B20温度检测模块提供）、热水器内的水位情况（由水位监测模块提供）、以及用户通过独立按键输入的指令（如切换界面、调整温度阈值等）。STC89C52单片机对这些数据进行内部处理，根据预设的逻辑和算法判断当前系统的状态，并据此生成相应的控制信号。这些控制信号随后被发送到输出部分，以实现对热水器系统的智能控制。
输出部分概述
输出部分由四个关键组件构成，它们共同协作以响应中控系统的指令：
LCD1602显示模块：作为用户界面的核心，LCD1602显示模块能够清晰地展示当前系统的状态信息，包括当前水温、温度阈值（最大值和最小值）等。用户可以通过观察显示屏上的信息来了解热水器的工作状态，并进行相应的操作。
加热继电器：当水温低于预设的温度最小值时，加热继电器会被激活，从而启动加热系统，提高水温至适宜范围。这一功能确保了用户能够随时享受到温暖舒适的水。
上水继电器：当水位监测模块检测到热水器内的水位达到预设的最低点时，上水继电器会被触发，启动上水系统为热水器补水。这一功能有效避免了因缺水而导致的热水器故障。
蜂鸣器：作为用户交互的提示音设备，蜂鸣器在用户按下独立按键时会发出声音反馈，提醒用户操作已成功被系统接收并处理。这一设计增强了用户与系统之间的互动性，提升了用户体验。
输入部分概述
输入部分同样由四个关键组件组成，它们为中控系统提供了必要的数据和指令：
DS18B20温度检测模块：该模块能够实时、准确地检测热水器中水的温度，并将温度数据发送给STC89C52单片机进行处理。这一功能是实现智能温控的基础。
水位监测模块：通过传感器实时监测热水器内的水位情况，并将水位数据发送给单片机。当水位达到预设的最低点时，系统会触发上水继电器进行补水操作。
独立按键：用户可以通过按下独立按键来切换系统界面、调整温度阈值等。这一功能为用户提供了便捷的操作方式，使用户能够根据自己的需求对热水器系统进行个性化设置。
供电电路：为整个系统提供稳定、可靠的电源供应。它确保了各个模块能够正常工作，并保证了系统的稳定性和可靠性。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分是液面传感器，第十部分是温度检测模块，使用DS18B20温度传感器，检测当前太阳能内的温度，第十一部分是继电器。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 显示检测实物测试
如图5-2所示，下图为上电后，屏幕上显示上面一排显示温度的最大值和最小值，下面显示的是实时温度。上面的液面传感器是高液面，下面的哪个是低液面，当检测到水量正好在我们所设置的阈值，上水继电器关闭。
图5-2显示检测实物图
5.3 设置温度阈值实物测试
如图5-3所示，此设计中设置温度阈值，按下按键K1进入设置温度阈值界面，按下K2温度加一，当按下K3温度减一。把温度设置到所要的温度阈值。
图5-3设置温度阈值实物图
5.4 关闭或者打开加热继电器实物测试
如图5-4所示，我们设置好温度阈值，当温度大于我们所设置的温度阈值，加热继电器关闭。停止加热。也可以手动控制按下按键K2关闭或者打开加热继电器。
图5-4 关闭或者打开继电器实物图
设计摘要：
本论文设计了一种基于单片机的太阳能热水器系统，以STC89C52单片机为核心控制器，并结合其他模块构建了完整的系统。该系统包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用STC89C52单片机，负责获取输入部分的数据，并进行内部处理，以控制输出部分。输入部分由DS18B20温度检测模块、水位监测模块、独立按键和供电电路组成。DS18B20温度检测模块实时监测水的温度，水位监测模块监测太阳能热水器中的剩余水量，独立按键用于界面切换和温度阈值调整，供电电路为系统提供电源。输出部分由LCD1602显示模块、加热继电器、上水继电器和蜂鸣器组成。LCD1602显示模块在主界面中显示当前温度和温度阈值，在其他界面显示设置的温度最大值和最小值。加热继电器在温度低于设定的最小温度时启动加热设备，上水继电器在水位低于设定的最低水位时进行水的补充，蜂鸣器作为按键提示音。通过本论文设计的太阳能热水器系统，实现了智能控制和监测功能，提高了系统的稳定性和安全性。用户可以通过按键和LCD显示模块进行操作和设置，使得系统的使用更加方便和人性化。
关键词：单片机；温度检测；液面传感器
字数：10000+
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摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5 温度检测方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
3.4 DS18B20传感器检测温度模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 显示检测实物测试
5.3 设置温度阈值实物测试
5.4 关闭或者打开加热继电器实物测试
结 论
参考文献
致 谢
