基于单片机的水流量测试毕业设计

湖南科技大学结束工作(论文)标题作者大学职业学号指导教师第110年月日湖南科技大学毕业设计(论文)任命书机电工程学院测控技术与仪器系(教研室)教授：(教务室)年月日(签名)学生姓名：鲁小学号：专业：测控技术与仪器1设计(论文)主题和主题：基于单片机的水流测试2学生设计(论文)时间：2015年3月9日至2015年5月2日3设计(论文)中使用的资源和参考资料：1)相应的电子部件；2)使用工具：Proteus模拟；ProtelDXP绘图电路图等软体3)参考资料：1胡汉载。单片机原理和接口技术M。北京首都北京清华大学出版社20032蚩尤官员。电路M。北京首都北京高等教育出版社(第4版)，1999年4设计(论文)的主要内容：1)完成流量测试仪的总体设计。2)完成编程和仿真设计；3)设计原理图，完成物理图纸的焊接和功能调试。4)完成毕业设计指南复印件；5提交设计(论文)表格(设计说明和图纸或论文等)和要求：1)基于单片机的水流测量系统物理一个；2)基于单片机的流量测量系统电路图；3)完成设计手册副本；6问题时间：2014年12月31日讲师： (签名)学生： (签名)湖南科技大学毕业设计(论文)导师意见主要是对学生毕业设计(论文)的工作态度、研究内容和方法、工作量、文献应用、创新性、实用性、科学性、文本(图纸)规范程度、存在的不足等的综合评价讲师(签名)年月日地图评价成绩：湖南科技大学毕业设计(论文)评价者意见主要对学生毕业设计(论文)的文本形式、图纸规格程度、工作量、研究内容和方法、实用性和科学、结论、存在的不足等进行综合评价审阅者： (签名)年月日评委评估分数：湖南科技大学毕业设计(论文)答辩记录日期：学生：学生编号：班级：标题：提交毕业设计(论文)防御委员会的以下材料：1设计(论文)手册共页2设计(论文)地图纸总页3导师，评价者意见共页毕业设计(论文)防御委员会意见：主要对学生毕业设计(论文)的研究思路、设计(论文)质量、文本绘图规格的程度和设计(论文)的介绍、对问题情况的回答等进行综合评价答复委员会主任(签名)会员： (签名)(签名)(签名)(签名)回答成绩：总评价成绩：摘褥子本论文以智能家居系统的哺乳速度模块为主题，实时收集流量计传感器和数字温度传感器DS18B20中有关哺乳速度状态和水温的数据，按照主机STC89C52的程序指令处理后，计算出手续费用价格，用LCD LCD1602动态显示当前温度、水价、水总量为3种状态。另外，该课题设计了最小-最大警报，更加直观，使用方便。关键词：单片机；DS18B20温度传感器；流量传感器列表第一章整体设计9第二章系统硬件电路设计102.1主芯片STC89C52102.2时钟电路122.3重置电路132.4液晶显示电路142.5温度测量电路182.6流量测量电路222.6流量测量电路232.7报警电路242.8继电器控制电路252.9汇总26第三章软件系统设计273.1软件设计一般流程273.2温度程序模块283.3流量程序模块313.4显示程序333.5汇总34第四章系统仿真和调试354.1 keil uvision4软件354.2 Protel DXP软件364.2 Proteus电路模拟37第五章物理显示器40第六章摘要41提供报考书42审计43附录1:一般程序44第一章整体设计打开水龙头，根据单片机STC89C52的命令，根据流量计的传感器收集流量状态。从单芯片STC89C52扫描到水表传感器的脉冲数通过单芯片STC89C52处理，计算收集的水流后，可以通过LCD LCD1602动态显示当前水流。本主题可根据设计过程分为8个电路模块，如图1所示。液晶屏1602显示回路关键电路stc89c52流量测量电路时钟电路温度测量电路重置电路继电器控制电路报警电路图1-1电路框图第二章系统硬件电路设计2.1主芯片STC89C522.1.1主要性能1)与MCS-52微控制器产品兼容，8K字节系统可编程闪存2)回写1000次周期3)完整静态作业：0Hz至33Hz4)三级加密程序内存5)32个可编程I/O端口线6) 3个16位计时器/计数器8个中断源7)全双工UART串行通道8)低功耗空闲和断电模式9)断电后中断可以唤醒10)监视程序计时器11)冗馀数据指针12)电源关闭标识符2.1.2芯片功能概述：STC89C52是具有8K系统可编程闪存的低功耗高性能CMOS8位微控制器。采用高密度非易失性内存技术制造，与工业80C51产品指南和针脚完全兼容。片上闪存允许程序内存在系统中编程，适合一般程序员使用。STC89C52在单个芯片上配备8位CPU和联机系统可编程Flash，可为众多嵌入式控制应用程序提供高度灵活、高效的解决方案。STC89C52具有标准功能，如8k字节闪存、256字节Flash、32位I/O端口线、看门狗计时器、2个数据指针、3个16位计时器/计数器、1个6矢量2中断结构、全双工串行端口、芯片内部晶体和时钟电路。STC89C52还支持两种软件，可降至0Hz静态逻辑操作，并允许用户选择睡眠模式。在空闲模式下，CPU死机，RAM、计时器/计数器、串行端口和中断继续运行。以断电保护方式存储RAM内容，振荡器冻结，单芯片微型计算机的所有操作停止，直到进行下一次中断或硬件重置。8位微控制器8K字节是系统中可编程的Flash。图2-1 STC89C522.1.3针脚功能表2-1 STC89C52针脚简介说明大头针功能简介VSS电路接地端P 0.0至p 0.78位泄漏非常开放的双向I/O通道P 2.0至p 2.78位准双向I/O通道P3.0RXD，串行输入端口P3.1TXD，串行输出端口P3.2INT0，外部中断0输入端口P3.3INT1，外部中断1输入端口P3.4计时器/计数器0外部事件脉冲输入P3.5计时器/计数器1外部事件脉冲输入P3.6外部数据内存写入脉冲P3.7外部数据内存读取脉冲RST/VpD重置输入信号ale/Prog地址锁定有效信号PSEN程序选通有效信号EA/VPP在保持TTL级别的情况下运行内部EPROM命令，使TTL处于较低级别，从外部程序内存中删除所有命令，21v编程电源输入，用于内部EPROM编程XTAL1内部振荡器外部晶体输入端XTAL2内部振荡器外部晶体输入端2.2时钟电路单片机的最小系统由三部分组成：电源、时钟电路和重置电路。单片机的电源针连接到5V电源，时钟电路和重置电路需要接口扩展，这是单片机的基本电路操作。时钟电路用于生成单片机操作所需的时钟信号，时序是指令执行的信号之间的相互关系。单片机本身与复杂的同步时序电路相同，为了确保同步操作方式的实现，电路必须在独特的时钟信号控制下严格按时间顺序工作。STC89C52微控制器内部有时钟电路，通过XTAL1和XTAL2针脚，只要从片外访问时序控制元件(晶体振荡器和电容)，就可以配置稳定的自激振荡器。STC89C52芯片内部有高增益倒相放大器，芯片外部有XTAL1和XTAL2之间的跳线晶体振荡器和微调电容器。单片XTAL1脚和XTAL2脚之间的晶体振荡器构成内部振动。STC89C52微控制器内部是增益高的逆相放大器，XTAL1是内部逆相放大器的输入部，XTAL2是内部逆相放大器的输出部，在两端连接正振后构成自激振荡电路并产生振荡脉冲，振荡电路输出的脉冲信号的频率是正振的固有频率。在实际应用中，通常需要晶振两端和地面之间的小电容器。图2-2时钟电路用晶体和电容构成谐振电路。电容大小与晶体频率和工作电压相关。但是，电容器的大小影响振荡器的稳定性和振动速度，为了提高准确度，本实验板使用20pF的电容作为微调电容器。设计电路板时，应尽量靠近芯片，减少分布电容，确保振荡器振荡的稳定性。2.3重置电路重置是单芯片微型计算机的初始化操作，可使CPU和系统的各个部分保持稳定状态，并从这种状态开始运行。如果系统出现电路或紧急情况，则执行重置操作。单片RST针是复位针，振荡电路正常工作时，将RST端加上持续两个机器周期的高水平，从而重置单片机。重置电路的主要方法有三种：重置通电、重置开关和重置看门狗。图2-3重置电路本作业的重置键开关是指打开按钮开关，将SCM切换到重置状态。开关复位电路通常不单独使用。在应用系统设计中，如果需要使用开关复位电路，则通常将开关复位与电源复位结合起来形成组合复位电路，电源复位电路完成电源复位功能，开关复位电路完成手动复位。图2-3中的C7和R1构成了电气重置电路。如果电源通过R1为C7供电，则C7相当于开放，RST端点处于较低级别。Scm工作正常。按下开关K1后，C7双端电荷通过R1快速放电，K1分离后，由C7、R1和电源完成单片机复位。在上述电路中，C7、R1根据电源重置电路的设计获取值。重置回路是非常重要的，因为关系能否成功重置还有问题。如果振荡电路工作，而单片机系统不工作，主要是因为单片机未完成正常复位，程序计数器值未返回0，特殊功能寄存器未返回初始状态。这样可以适当调整电源重置回路的电阻值，并增加充电时间常数，从而解决问题。2.4液晶显示电路在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶屏模块主要用作许多电子产品的通过设备，例如显示数字、特殊符号和图形的计算器、万用表、电子表和许多家庭电子产品。在单片机的人机交流接口中，典型的输出方法如下：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管道和LED数码管更通用，硬件和软件都比较简单，前面部分已经介绍过。此处不进行说明，本章重点介绍文字型液晶显示器的应用2.4.1液晶显示器简介液晶