新型鱼缸设计-毕业论文

扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕业设计 (论文）作 者: 学 号： 教研室: 电气自动化教研室专 业:电气自动化技术 题 目:新型鱼缸设计 指导者： 评阅者： 2016 年 5 月扬州市职业大学电气与汽车工程学院毕业设计（论文）评语学生姓名： 班级、学号： 题 目： 新型鱼缸设计 综合成绩： 指导者评语： 指导者(签字)： 2016年5月5日毕业设计（论文）评语评阅者评语： 评阅者(签字)： 2016年5月13日答辩委员会（小组）评语：答辩委员会负责人(签字)： 2016年5月14日毕业设计说明书（论文）中文摘要摘要 国民生活水平的不断提高，人们对生活用品质量及功能要求的不断提高，家中养鱼一直采用传统的人工方法进行养殖，没有自动换水除杂等功能，而且对鱼类生存环境温度也没有直观的认识，并且没有办法智能调节，功能单一。故设计一款新型鱼缸，将温度控制，自动换水，过滤循环等新型技术融入其中，将养鱼的雅致与家居环境的美好发挥到最大化。关键词 AT89C51单片机，温度传感器DS18B20，光电耦合器，protel第 页 共 页 专科毕业设计说明书（论文）目 录1绪论11.1新型鱼缸的设计研究目的和意义11.2温度控制系统的研究与应用11.3温度传感器技术11.4鱼缸水循环控制技术22 系统总体方案设计33系统硬件电路设计63.1传感器接口电路设计73.1.1温度数据采集电路73.2 LED显示接口电路设计93.2.1 AT89C51单片机93.2.2 LED数码管133.3温度控制电路的设计153.4鱼缸水循环电路设计164系统软件设计215 系统软件调试235.1目测235.2硬件调试235.3软件的调试235.4 注意事项246生态系统设计256.1鱼缸过滤循环系统设计256.2鱼缸供氧器件选择267综合尺寸及硬件位置设计28结束语30致 谢31参考文献32附录一 程序33附录二 硬件电路图45第 48 页 共 47 页 专科毕业设计说明书（论文）1绪论1.1新型鱼缸的设计研究目的和意义 在中国，家中养鱼不仅可以美化环境，也是家中养鱼风水中一种催财的方法，对家中风水也是有帮助的。现如今我们生活中的鱼缸是有一段历史的，“鱼缸”这个词在150多年前被称作“水族箱”，它的起源地是英国。但是当时人们定义它的时候也仅仅只是一个用来养动植物的水容器。而今伴随人类社会科技的不断进步，以及人们对观赏鱼品味的不断提高，同时现在人们的家居风格也逐渐不同于过去。为了解决对家庭鱼缸的要求越来越高的刚性需求，故而很有必要改进鱼缸的人性化空间。不过拥有鱼缸的家庭还是占据少数，中国的大多数家庭没有鱼缸或是家中养鱼的条件和性质。说到条件，想必大家条件反射联想到国情发展社会经济等庞大复杂的问题，我们不可言轻。但我们可以做到的是提高自身素养，完善思想品质。但我可以做到的是最直接最贴近生活的研究，研究新型鱼缸的设计，让新型鱼缸以低廉的价格、实用的功能、环保的特性服务我们，力求更优质的生活！因此，本次毕业设计为建立更美好的居家环境，从而选择改进现有的鱼缸，使它为美好的居家环境添砖加瓦！1.2温度控制系统的研究与应用众所周知，温度控制技术的研究最早起源于上世纪70年代。以前是采用模拟式组合仪表进行采集样本信息。分布式控制系统起源于80年代后期。多因子综合控制系统是目前的研究。而现如今世界列国的温度控制系统成长都很快，有少数国家在实现自动化的基础上正迈向完全自动化和无人化方向发展。1.3温度传感器技术温度传感器技术是如今信息技术主要内容之一。为了适应现如今科学技术的迅猛发展，传感器技术是现如今科学技术的关键技术之一。该设备通常能够转换为一个非功率器件称为传感器，实际上，是一个功能的块，外部信号的作用，外部信号。传感器的温度测量方法具有较高的精度，可以测量物体内部温度分布。但对于运动而言，热容量相对较小且温度分量有腐蚀作用的物体，这种方法会产生很大的误差。非接触测温元件与被测物体不接触。辐射换热原理。该方法的主要特点是，它可以测量小目标运动状态和物体的热容量或快速变化。温度传感器的发展可以分为以下几种：1）光纤传感器2）智能温度传感器3）热电偶传感器4）半导体吸收式光纤温度传感器5）模拟集成温度传感器1.4鱼缸水循环控制技术本设计所用到的水循环处理控制系统属于小型控制技术领域。它将电子电路、水压管道控制两门技术学科结合起来，成为简易的自动水循环系统。因为我们做的是家用鱼缸，出于产品制造预算，同时也为家庭所用的价位考虑，故而抛开那些高深复杂的技术领域，简而实用是最初目的。2 系统总体方案设计本课题的初步设计方案是通过AT89C51单片机来控制鱼缸的温度检测模块和加热模块，以温度控制系统为本次设计的主要研究对象。其他部分（包括水循环、供氧等）为独立的工作系统。系统控制电路总原理图如下：水循环控制电路电源模块按键电路温度采集 AT89C51温控电路时钟模块 显示电路图2.1控制电路总原理图2.1 方案论证本次设计的方案论证中心是以温度控制为中心，其他部分为固定模块。方案一：本论文的初步设计方案是对调功电路导通比的控制，同时进行控制被控对象，加热器件为负载。如下图所示： 图2.1.1方案一电路图第一个设计方案如上图所见，该论文的设计方案工作原理简要概述如下：（1）锯齿波是由基极二极管BT和R1，R2，R3，W1和C1组成产生的震荡，再由经射极跟随器V1、R4输出。（2）锯齿电压和控制波电压通过电流的叠加后到V2的基极，合成电压Us，当Us0（0.7）时V2导通，Us0时，则V2截止。 （3）通过V2、V3和R8、R9、DW1组成直流开关。（4）过零脉冲输出是通过同步变压器TB、整流桥D1及R10、R11行成一削波同步电源。系统内的温度传感器和温度调节器的基本思想是在闭环控制自动调温的基础之上，温度传感器的功能就是检测电炉的实际温度，同时用来转换电压讯号和炉内温度控制电压来比较，根据两者方向的变化和差值的大小，通过对调节器相反方向的调节，来调节输出电流开关导通时间的长短，从而用来设计周期里晶闸管周波数导通的增大或减小，如果电炉的温度升高一点或减少一点。采取上面控制方式，让炉内的温度在较小的一段范围里变化，同时控制的精度也较高。方案二：本设计的核心是通过单片机为控制核心，同时也能使的电路相对简单化，温度传感器DS18B20是温度信号的采集，温控的基本思想：通过标准温度和采集到的温度之间的差值来控制电阻丝的通电时间长短，从而来保证恒温。方案二的设计如下图所示：单片机温度采集电路按键电路电源数码管显示电路温度控制电路 图2.1.2方案二设计框图此方案的控制核心是以单片机工作进行的，它是用温度传感器来采集温度，温度控制的对象是采集来的温度和标准温度的差值，来得到我们对标准温度设定的要求。此方案的设计成本比较低，以在性能方面较为突显的可靠性优胜其它方案。2.2 系统功能介绍本次论文设计是通过对鱼缸温度的检测和控制，温控系统实现了基本温度控制功能：如果低于设定的温度，系统则自动回启动加热装置，使温度上升，如果高于设定的温度时，则会停止加热。本论文的温控系统具有以下几种功能：1）通过温度芯片DS18B20对温度的采集，再以数字信号传送给单片机。2）水体温度的显示是通过四位数码管进行，显示精度0.10C。3）温度的设定则是有三个按键来实现该功能。4）温度的控制则是通过PWM来实现。3系统硬件电路设计温度控制系统设计图：图3.1温控电路硬件图此方案则是以AT89C51为核心，用来对DS18B20房间温度的检测，同时将信号转至单片机，温度显示则是用四位LED数码管来进行显示，同时还通过对温度的检测和温度设定的标准偏差来控制电阻丝通断时间的长短，以此来达到恒温控制的目的。3.1传感器接口电路设计3.1.1温度数据采集电路图3.1.1温度传感器DS18B20DS18B20是一种网络和数字温度传感器，DS18B20温度传感器和其他传感器相比具有以下几大特点：只需要一个端口线微处理器来实现DS18B20和单片机的双向沟通。DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20并联在唯一的三线，用来实现网络多点温度的测量。DS18B20在使用的过程中不需要借助任何外围元件，同时传感器元件与转换电路集成是在一个集成电路，比如晶体管的温度范围- 55+ 125，温度分辨率为0.5；对输出数字温度信号的结果，以“一线总线”串行传输到CPU，并同于传送CRC的校验，具有很强的抗干扰能力；九数字量串行传输测量结果。PR-35和SOIC是 DS18B20的两种封装形式，如下表所示。本系统选用PR-35封装形式。DS18B20返回温度值有9位，如下表所示：表3.1.2 DS18B20管脚排列表3.1.3 DS18B20温度值表示方法图D9为符号位，1用来表示负，0用来表示正，高字节的其他位（D10D15）是以符号位的扩展位表示的；D0D8为数据位，以二进制补码表示。温度是以1/2LSB形式表示的。下表为数值和温度的关系。表3.1.4 DS18B20数值和温度的关系图考虑现实问题，鱼缸内水不能是一个负温度，所以系统不会去考虑负温度，所以在选择的硬件时，考虑成本的问题，我们应选用商业设备，只需要具备次功能即可，然而工业级就不需要考虑了。所以单片机用来读取温度信息后，我们只需将低字节（D0D8）传入上位机和控制电路变可以了。3.2 LED显示接口电路设计 此设计的系统我们选用的是四位数码管用动态来实时同时显示房间的温度，显示精度0.10C。具体电路图如下图所述： 图3.1.5 LED接口电路3.2.1 AT89C51单片机在自动化领域中，温度的检测在全部过程中非常重要。单片机作为此控制器的核心，对于单片机的选择及要求也日益进步。如何使单片机适应不同的温度检测，对号入座的问题由为关键。为何需要单片机呢？单片机作为计算机的一种，其体积小，功耗小的特点使其拥有嵌入式的优势。单片机的应用非常广泛，无论是工程科技或是小型至大型的制造业工厂，还是我们身边随处可见的电子产品，都有它的立足之地。它的特殊的优势在很多场合都派上用处了，比如不同的单片机需要不同的功能性质，需要分头行动，这叫做分布式系统，往往会出现在环境相对恶劣的场合中；航天员需要及时的向地球人类反映太空舱或者是宇宙的情况时，需要实时控制系统，不仅如此，生活中的洗衣机，微波炉也需要此系统。要使计算机系统体积更小，就需要芯片做得更小，精度也越高。早期的单片机是位或者是位的，在此基础上发展出S51系列系统。接着出现了16位、32位、64位，无论是性能还是技术都大大提高了，应用也越来越广泛，可以作为IPAD，手机的核心，一般安装1-2个单片机，而如今的汽车控制上面大概有三四十个单片机，它们同时工作，速度大大提升了。技能提升了，消耗的金钱自然不会低。本文采用AT89C51的单片机为温控系统的硬件。单片机的简介如下：说到单片机的结构，其实和计算机的结构类似，都需要硬件和软件，2者结合才算一个完整的计算机。硬件大致包括CPU，存储器，I/O设备接口，定时器，中断系统及时钟时序系统。CPU中有运算器和控制器，是每个计算机的核心，软件就是程序设计语言了。单片机的引脚叙述：目前最常用的51芯片，AT89C51是Programmable and erasable Read Only Memory只读存储器，带有4K字节的低电压，并与CMOS8位微处理器组成，统称单片机，主要能与MCS-51兼容。所以使用AT89C51的单片机，为很多控制系统提供了一款灵活性高的计划方案。该芯片具有4k字节PEROM，256个字节的，完全满足了整个控制器的存储容量，也足以使控制器更加精巧。图3.2.1 AT89C51的管脚图简单的描述下管脚的轮廓：VCC：电源电压GNDP0口：地址/数据总线的合并，一共是8位；P0口可承载8个门电路。P1口： 8位双向输入输出端口需要顺带一个上拉电阻，对端口输入1，就可作为输入；P1口可承载4个门电路。P2口：对端口写1，此时可作为输出口；P2口接收高字节地址和某些控制信号。P3口：端口输入1，若它们被内部电阻拉到高电平可作为输入端；被外部拉低可作为输出端。以上4个端口总体上接的都是输入输出接口。若电平是输出式的引脚，那么该电平是高点平，若电平为输出电流，那么该电平是低电平；引脚输出的电平为低电平即为吸入电流。EA/VPP：中央处理器只对外部程序存储器进行访问，EA端保持低电平。外部晶振引线：XTAL1：振荡器反相放大器的输出端。XTAL2：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 表3.2.2 AT89C51 P1端口的特殊功能表3.2.3AT89C51 P3端口的特殊功能AT89C51各部分的组成及功能：外部中断TXDRXDP0 P1 P2 P3扩展控制振荡器和时钟电路数据存储器128字节程序存储器14KBCPU两个16位定时器计数器中断控制总线扩展控制器并行可编程I/O口可编程串行口内部总线图3.2.4 AT89C51的组成及功能图单片机的程序设计语言上面叙述完指令，如何让计算机能够识别并有效的完成任务呢？这就需要我们如何汇写程序设计语言。当下有3大程序设计语言：机器语言，汇编语言和高级语言。51系列的单片机无论从硬件，还是从存储单元及其他的要求，这里都会优先采用汇编语言，汇编语言虽然不及高级语言那么深入，也不像机器语言那么简单，但其分析问题的方法优于其他2种。汇编语言基本结构有4种： 顺序结构：是4种结构中最基础的，也是最简单的，一句一句翻译并执行到最后一个指令。循环结构：需要重复之前的命令时，就直接插入这条指令。这条指令的使用不仅使整个程序干净，整洁，也少了许多的步骤。选择结构：别名是分支结构，解释起来非常容易，当出现有2条路的时候，按其条件选择道路，道路出口的答案也是不同的。子程序结构：在该结构必须给它命名，其标志是返回指令RET或者是RET1。3.2.2 LED数码管 图3.2.5八段数码管 LED显示器是发光二极管的显示器，具有显示清楚明了、成本比较低、接口也相对比较方便、同时配置也相应灵活等特点，一般的单片机系统应用中常用它来显示系统的工作状态同时也是用来采集的信息的输入数值等。LED显示器按发光管的内部排布结构的不同，可以分为LED数码管显示和LED点阵显示器。LED数码管和点阵显示器各有不同，LED点阵显示器比较灵活，但占用的单片机系统软件、硬件资源远远大于LED数码管。所以除专门应用大屏幕LED点阵显示或有其他特殊显示要求场合，通常所有单片机的应用系统都是采用LED数码管显示。所以此次设计的系统我们也选用的是LED数码管显示器。静态显示和动态显示是数码管显示器的两种工作方式。程序简单，占用CPU时间资源也较少，只需要在显示字符的地方改变时调用一下显示程序，对于这种一般是静态显示。但是静态显示方式硬件电路较为繁多复杂，每个数码管需要一个8位I/O口、一个8位驱动、8个限流电阻。对于这种情况我们一般用于数码管位数较少的场合。为了简化线路，减低成本，此设计的系统我们选用的是动态扫描显示方式。一个一个的有顺序的点亮各显示器，简单的说就是能在任何时刻只有1位显示器在显示。为了让人能看到全部的显示器都在显示，就需要加快各显示器逐个点亮的速度，就是利用人眼的视觉残留效应，给别人带来的感觉，就是显示器能逐个持续点亮的效果是一样，这就是动态扫描显示方式的工作原理。动态扫描显示电路如下图：图3.2.6 动态扫描图3.3温度控制电路的设计图3.3.1 加热模块电路图 双向可控硅的通断是通过脉冲宽度来调节的。当脉冲的宽度变宽（占空比增大）时，双向可控硅的导通时间相对延长一些，电阻丝加热时间延长这样也能使温度升高。相反脉冲宽度变窄（占空比减小）时，双向可控硅的导通的时间相对缩短一些，电阻丝加热时间缩短也使得温度降低。用此方法来控制温度的一直不变，保持恒定。3.4鱼缸水循环电路设计3.4.1电源模块选择在考虑实际生活中的经济方面与绿色环保方面等前提，故而我选择一款合适的开关电源来为水循环电路供电。经查找发现AC220转DC12V/1.5A电源应用了低功耗开关电源控制器TMG0X65，较为适合电路的电源模块。根据典型的输出功率表可知，此用TMG0X65。表3.4.1 TMG0X65输出功率表在查找资料后发现TMG0X65模块在设计调试过程中有以下特性：上电后，空载时输出DC12V;上负载后，负载电流升至100mA时，输出电压为从12V跳到4点几伏 再跳回12V，如此循环。其现象就是电路启动-过压保护-欠压-电路启动。用 万用表测VDD电压，VDD的电压超过23V，再掉到七八伏再上升再掉到七八伏。将变压器中给芯片供电的线 圈减小匝数，问题得到缓解。上个问题只是得到缓解，并没有彻底解决。当负载电流持续增大时，R20、R21电阻烧毁，刚开 始用的是普通的贴片电阻，看数据手册得知CS限流电阻的功率需在1W左右，而普通的贴片电阻的额定功率 为1/4W，后来改成直插的额定功率为1.5W的电阻。当负载电流增大至五六百毫安时，TMG0565芯片被击穿。后来才知道是变压器的初级线圈的电感 太大所致，变压器的初级线圈电感在950uH左右，漏感最大100uH，而这个变压器的初级线圈电感达到了 900mH，所以在电流增大时导致了芯片被击穿。更换了新的变压器之后问题解决了。3.4.2水位控制电路设计图3.4.2水循环控制电路图以电源输出的12V/1.5A 直流电源为本电路的工作电源，为鱼缸上方的水位控制控制开关（液位开关）和控制进水管的电磁阀提供电源。本水循环设计为考虑节能家用等特性，故没有电机（水泵）来提供进水动力。进水动力来源于家用自来水的水压，也可将电磁阀看作为电动水龙头。考虑到节能和人道化的设计，遵循能量守恒定律，本设计采用浮球液位控制开关，虽然失去其他类型液位开关美观的属性，但对鱼的生活环境是无害的，同时也降低了鱼缸的成本。浮球液位开关原理：图3.4.3浮球液位开关原理图(图片摘自网络)当液位达到设计要求的高度时，浮球感应并传送信号而使红灯亮。同理，电磁阀所需的电信号，就是红灯亮起的电信号。我们选择了某品牌的液位开关，测量范围：0 8000mm和精度：10mm，触点功率：小于或等于70W，控制电压：直流/交流220V、直流12V，工作压力：1.6 MPa 2.5MPa工作温度：标准型：35120，浮球材料：F4、PP、304304 + F4，介质密度：0.5 触发介质粘度： 0.8Pa的基本连接：螺纹或法兰连接：常见的接线箱或防爆接线盒或投掷线，外壳防护等级IP65。电磁阀工作原理：图3.4.4电磁阀工作原理图当通电时，电磁力被打开时，上腔压力迅速减小，关闭部分是围绕压差差，关闭部分移动，阀门开启。图3.4.5电磁阀工作原理图当断电时，弹簧力封闭，入口压力迅速由旁路孔形成，形成上、下两个部分的下压差。图3.4.6电磁阀工作原理图（图片摘自网络)在电磁阀腔的腔孔，每个孔位置的不同，会导致不同的管、中间腔阀，两面是两块电磁铁，它面临的电磁线圈通电时，阀将吸入侧。电磁阀节能模块: 电磁阀线圈温升控制模块（也称节能模块）是用于控制所有螺线管线圈温升的一种智能控制器，经本公司及同行业厂家试用，降温节 能效果十分明显，已广泛应用于高温环境中或处于长期工作状态上的电磁阀线圈的温升控制。 节能模块具以下优点： 1.长时间工作线圈内不会升温。（工作时的温度一般略高于常温） 2.耗电量比较低，为原额定功率的20%； 3.工作时没有漏磁噪声，就算在170V交流电压启动时，也不会有漏磁噪声； 4.启动时的磁力比较大，是原启动能力的1.5-2倍； 5.工作运行较为稳定，电源电压一般波动在25%范围时电磁阀还可以具备稳定吸合工作； 6.长时间的通电工作，性能也很稳定。同时也能起到延长电磁阀使用寿命的作用。 图3.4.7电磁阀节能模块 不可接反线头，接反即刻烧坏。4系统软件设计本设计总体程序框图如下，总体程序由主程序，按键子程序，温度获取子程序三部分组成。 图4.1总体程序框图 图4.2读温度流程图5 系统软件调试5.1目测1.有没有短路的地方。2.对照着电路图看有没有接错和漏接的地方。3.有没有虚焊地方。4.元器件是否有错。5.2硬件调试在调试之前应该先做电路运行之前的准备工作。为达到不让电路硬件损坏的目的，必须对电路严格检查，其范围包括对芯片引脚的短路断路和焊接方向的两种检查。检查没有芯片方面的问题后，开始上电调试，如果出现芯片变热的等非正常现象时，立即断开电源并查找故障。如果没有出现非正常现象，再用万用表配合示波器测量并记录。测量的顺序是测电源输出电压，测量芯片引脚，观察示波器显示的电源波形，如果示波器显示有干扰波纹，就需要在之前空出的位置上接上退耦电容。在电源测量结束之后，再对有源晶振的输出脚进行示波器测量，与此同时测量各引脚的电平，并与数据手册里的说明现象进行参照比对，来判断单片机工作的正常与否。得到以上结果之后就可以开始对软件部分的调试工作了。5.3软件的调试之所以在软件的系统模拟调试的时候，要准确的了解硬件接口在程序中是否相对应，是因为软件的编写是由各个模块而来的。最重要的是在编写软件是不可以出现严重的知识性错误。在没有发现什么问题之后，就可以通过PC将程序烧进单片机，从而检验是否按理想要求工作。在有问题发生的时候，细心修改，直到成功。1、测试环境水体体积低于1立方米、环境温度为28测试仪器：数字万用表、温度计（0100）2、测试方法运行系统，采用温度计测量水体温度，并记录变化情况3、测试结果设定温度由040标定温差 =1 调节时间 15s（具体视现场情况）静态误差 =0.5 最大超调量15.4 注意事项（1）由于焊接时的疏忽操作而损坏了元件，使得我们在调试的时候出现了问题却没有具体找着，我不得不逐一排查元件，才解决了问题。调试驱动电路时，数码管的不能正常显示问题最为凸显，后检查为接触不良导致。实验时，数码管忽隐忽现的奇怪现象令人非常不安，后检查又是接触不良导致。芯片的接触不良，用外力均匀插入得以解决。（4）由于调试时线路较为复杂，导致调试结果出现很大的误差，我通过梳理线路耐心的寻找原因之后也达到了预期目的。 （5）因为在调试的时候有些模块的电路调试都有些许的问题，所以我们对线路进行检查是不可或缺的，电路的连接、元件管脚的连接都是需要进行必要的检查的。 （6）当然还有程序方面的问题，经老师指导后发现单片机的EA管脚出现没有接地的情况。是因为次程序只用到了单片机内部程序存储器，其要求是必须接管脚，这样的话程序才不会出现乱跳现象。6生态系统设计6.1鱼缸过滤循环系统设计过滤循环系统：图6.1.1水循环过滤循环系统设计图说明：1)图中黑色线条代指水管，红色线条指的是电源线2)箭头是水流方向，其中三通到鱼缸这段既是进水管又是出水管（电磁阀打开时为进水管，反之为出水管）3)进水管全部使用4*6mm透明高压PU管，内径4mm，外径6mm4)电源：220V交流电转DC 12V 1.5A直流电5)节能模块输入输出DC 12V5)电磁阀DC 12V常关（通电开），2分接头6)水位控制开关需要支架固定7)采用平时打点滴时使用的输液管8)进水管接家里水龙头，需要转接头所有出水管通下水道（可自行安排）工作原理：鱼缸内部换水结构图如上，通过调节鱼缸上部的水位控制开关来对鱼缸的水位进行设定，也是通过它来对进水和排水进行控制。我们这里的设计没有涉及电机等高耗能器材，目的源于响应国家的低碳节能环保的可持续发展战略的号召。利用家庭自来水的水力压进行自动装水，同时也利用地心引力的高低落差对相对较高的缸体里的水进行自动排放。鱼缸过滤见如上图蓝色线和其以下部分，缸体下方部分为放水装置，其中管道上的六边形为手动阀门，凹形为缸体与水管过渡装置，凹形上方蓝色线为防止鱼同水一起排掉而设计的过滤网。为考虑质量和造价等特性，我选择防止鱼掉落的过滤网为不锈钢网孔，距离缸体底部应有1cm的悬空距离，留作鱼的排泄物和其他杂物。如下图：图6.1.2过滤网原理图6.2鱼缸供氧器件选择一般的鱼缸充氧泵是用一个通过220V/50Hz的交流电，利用电磁感应原理的线圈作为工作动力来源，线圈一端的衔铁会形成50Hz的推挽运动，带动气泵的气室进行吸合动作，气室上面有两个单向气阀，一个只进气不出气，连接外面的空气，进气口处有过滤海绵，海绵上的沉淀物变多，进气口的空气流量就会变少；另外一个只出气不进气，连接的是气泵的出气口。因为鱼缸增氧泵的制作成本相对直接购买而言过高，所以我选择购买比较实用的成品增氧泵来为鱼缸工作。比如某品牌型号为YP-018的微型增氧泵，电源类型为交流电，电压220V，风量1.8L/min，额定压力为20Pa，功率2.5W，噪音为40dB（A）。价格低廉，品质实惠，为鱼缸制作成本减轻一部分的压力。7综合尺寸及硬件位置设计本设计鱼缸为家用型，考虑到在市场上的推广销售和家庭需求不一的前提，故而在外形尺寸设计上没有固定的设计数据，消费者们可以按照要求订做。在对本鱼缸的概念设计上，我选择了以一户房屋实际使用面积为120m家庭（除去墙体、楼梯、走廊、电梯以及其他等公用空间）作为设计对象，具体设计如下：图7.1鱼缸总体设计图玻璃方面我选择钢化玻璃为新型鱼缸的水载体，我们大家现今用的手机（触屏机）都有用过钢化玻璃膜作为手机屏幕保护膜。当发生意外时，此类型玻璃可避免对人体的伤害。就上图居家面积为120m的尺寸设计，其总体尺寸为80*45*150cm，这样的高度对于常规家庭最适合不过。其观赏尺寸为80*40*70（长、宽、高）厘米。鱼缸玻璃尺寸为80*72*0.6（0.6为厚度）厘米玻璃一块、72*40*0.6厘米玻璃两块。鱼缸上方的盖顶盒高度为10cm，其余尺寸与总体尺寸一致，其内部放置鱼缸工作电源、温控电路和水循环控制电路。鱼缸后方有一厚度为5cm的长方体盒，内部为水循环工作管道，与鱼缸水体接触面积内、在观赏尺寸从下往上2/3的高度处有水循环管道接口，水位控制开关于至下而上65cm处。玻璃缸下方是一80*40*70厘米的工作柜，其连接水体的是一外形极似炒锅的排水缓冲缸，缓冲缸下方接排水管道，排水管道上装置一水阀，用来控制是否排水。与排水管一起的有水循环系统出水管，可在水阀附近发现调节水循环速度的打点滴用的水流调速器。图中没有画出增氧泵的放置，这里我将增氧泵放于此工作柜中，将气管通过后面的箱体从鱼缸上方送入水中。另外的剩余空间可用来放置鱼饲料和其他养鱼用品。鱼缸缸体底部向上1cm有不锈钢网，尺寸与水体平面一致。鱼缸底部中央有一直径为20cm的圆孔作放水用。结束语我的三年就这样的匆匆结束，有些不舍，在感慨时光溜走之快的同时，也有很多的回忆情不自禁的泛滥脑海。从又黑又瘦身骨单薄满脸写着对新环境的茫然的“白纸”，到又胖又白对世态了然指掌的一个表情一个眼神都可以分析出条条道道来的“装订本”。经历岁月的历练风雨的洗礼，最终我们离开母校离开老师离开与我一起疯狂的同学，满载学校给予的知识包裹闯荡世界！这次的论文设计让我受益非凡。对于论文中所遇到的难题，我还是通过三年所学的知识、查找书籍、通过网络和老师指导殷勤指导下完成。因为知识积累的不稳定，编写论文的过程中，我又拿起当年的书籍进行复习，如今深谙温故而知新的道理！同时我也感同身受，没有扎实的知识积累上升自己的理论水平是不可以将理论与实践相结合来完成论文的。通过这次毕业设计，让我明白理论与实际的相辅相成。无论是我们的学习或是工作，我们都不仅要立足于书本，书为本的道理想必应是妇孺皆知的，我们还要以解决理论和实际中真实的问题为目的，将理论与实践有智慧的相结合，全方位的考虑问题，将问题的关键处进行深度处理，力求最佳！总而言之，这次的毕业设计让我学习了很多，它是大学生涯中的最后一堂课、不比寻常的一堂课，它对我的未来具有非比寻常的意义。再见！大学！致 谢 一路走来，在毕业设计即将结束之际我向所有帮助过我的老师和同学说一声，谢谢！我想没有他们的帮助，毕业设计就会做得很困难，甚至不会再规定的时间内完成。这次毕业设计是许老师悉心指导下完成的。许老师以其渊博的学识、严谨的治学风范、高度的责任感使我受益非浅。在做设计的过程中也遇到了不少的问题，许老师给了我许多关怀和帮助，并且随时询问我毕业设计的进展情况、细心的指导我们，也经常打电话或者发电子邮件过来指导我的设计。在论文工作中，得到了学院有关领导和老师的帮助与支持，在此表示衷心的感谢。最后，在即将完成毕业设计之时，我再次感谢对我指导、关心和帮助过老师、领导及同学。在此表示由衷的感谢！参考文献1单片机原理及应用M. 西安: 电子科技大学出版社, 20062单片机C语言开发技术M. 北京: 清华大学出版社, 20063李伯成.基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计.电子工业出版社.20044胡学海.单片机原理及应用系统设计. 电子工业出版社.20055侯昌铃. LED 显示屏系统原理及工程技术. 西安: 电子科技大学出版社. 20036松井邦彦 著，梁瑞林 译.传感器应用技巧141例. 出版社:科学出版社.20067赵勇 , 王琦. 传感器敏感材料及器件.机械工业出版社 20128蔡杏山.Protel 99 SE 电路设计.人民邮电出版社. 20079三宅和司 著， 张秀琴 译.电子元器件的选择与应用.200610莎拉蜜诺琪,郭筱云特价图书G14-玻璃鱼缸 文化艺术出版社. 201011陈文兵，给水排水管道工程精讲精练.化学工业.2010.附录一 程序程序如下：TM_NUM EQU 23HTM_L EQU 22HTM_H EQU 21HDSPBUF EQU 40HDQ BIT P2.0FLAG BIT 00HORG 0000HAJMP MAINORG 000BHAJMP T0INTORG 30HMAIN: MOV SP,#070H MOV TMOD,#02H MOV IE,#82H MOV TH0,#6 MOV TL0,#6 MOV R2,#04 MOV R1,#40H LL1: MOV R1,#00 INC R1 DJNZ R2,LL1 SETB RS0 MOV R2,#00 MOV R3,#00 MOV R4,#00 MOV R5,#00 MOV 6FH,#00H CLR RS0 CLR P3.0 MOV 30H,#02 MOV 31H,#06 MOV 32H,#0 LCALL CHEWENMAIN1:CLR TR0 SETB P2.1 JB P2.1,K3 LCALL KKEY K3:CLR 01H MOV R2,44H CJNE R2,#00,K2 SJMP K7 K2:CPL P3.0 MOV R3,#30 K1:LCALL TM_DISP DJNZ R3,K1 DJNZ R2,K2 K7:MOV R2,45H CJNE R2,#00,K4 SJMP K6 K4:MOV R4,#255 K44:CPL P3.0 MOV R3,#30 K5:LCALL TM_DISP DJNZ R3,K5 DJNZ R4,K44 DEC R2 CJNE R2,#00,K4 K6: CLR P3.0 LCALL CHEWEN SETB TR0MAIN2:JB 01H, MAIN1 LCALL TM_DISP SJMP MAIN2CHEWEN:CLR RS1 CLR RS0 LCALL GET_TM LCALL TM_COV LCALL DTOB LCALL DTOB1 CLR C MOV A,33H SUBB A,44H MOV 44H,A MOV A,34H SUBB A,45H MOV 45H,A RET T0INT:PUSH ACC PUSH B SETB RS0 INC R2 CJNE R2,#100,JT0 INC 6FH MOV A,6FH CJNE A,#20,JT0 MOV 6FH,#00H INC R3 MOV R2,#00H CJNE R3,#2,JT0 SETB 01H MOV R3,#00 JT0: CLR RS0 POP B POP ACC RETI ;KKEY: MOV R2,#00 MOV R4,#0AH KS2: LCALL TM_DISP DJNZ R4,KS2 SETB P2.1 JB P2.1,KKEY1 JNB P2.1,$ MOV 60H,#DSPBUF+1 MOV R1,#DSPBUF+1 MOV R2,#00KEY1: LCALL TM_DISP_2 MOV P2,#0FFH MOV A,P2 ORL A,#01 CPL A JZ KEY1KEY2: JNB ACC.1,KEY3 JNB P2.1,$ INC R1 INC R2 CJNE R2,#03,L13 MOV R1,#DSPBUF+1 MOV R2,#00 L13: MOV 60H,R1 SJMP KEY1KEY3: JNB ACC.2,KEY4 JNB P2.2,$ MOV A,R1 CJNE R1,#41H,L1 CJNE A,#09,LL SJMP KEY5 L1: CJNE R1,#42H,L2 MOV A,R1 CJNE A,#09,LL SJMP KEY5 L2: CJNE R1,#43H,L3 CJNE A,#09,LLKEY5: MOV R1,#00 L3: SJMP KEY1 LL: INC A MOV R1,A L6: SJMP KEY1KEY4: JNB ACC.3,KEY1 JNB P2.3,$ MOV 30H,41H MOV 31H,42H MOV 32H,43H ACALL DTOBKKEY1:RET; DTOB:SETB RS0 SETB RS1 MOV A,31H MOV B,#10 MUL AB ADD A,32H MOV 33H,A MOV 34H,#00 MOV R6,30H CJNE R6,#00,JT2 SJMP JT22 JT2: MOV A,33H ADD A,#100 MOV 33H,A MOV A,34H ADDC A,#00 MOV 34H,A DJNZ R6,JT2 JT22:CLR RS1 CLR RS0 RET DTOB1: SETB RS0 SETB RS1 MOV A,42H MOV B,#10