雨刮器控制系统及鱼缸智能控制系统的研究与设计

PAGE雨刮器控制系统摘要一个完整的雨刮器系统包括：抽头经营雨刮电机，雨刮器操作选择信息的第一个输入设备，输出;控制器控制雨刮器电机，根据第一个输入设备的信号和返回控制信号时，输出一个位置点火开关关闭雨刮器电机的操作过程中第一个提供电池电源切换通过控制器的控制信号的家，回到位置上的雨刮器电机继电器;第二个中继之间出售雨刮电机和控制器和操作通过控制器的控制信号切换的间歇操作的雨刮器电机;处理控制器和雨刮电机之间的第三个继电器，雨刮器电机在低速运行由通过控制器的控制信号;第四个中继控制器和雨刮电机之间出售，经营的雨刮器电机通过控制器的控制信号切换高速切换;和第二个输入设备，生成一个门锁或门开锁信号，其中控制器工作的第一和第二的继电器等，雨刮器可能会返回到其位置时，门锁信号后产生的第二个输入设备的点火开关关闭。一、控制器的要求1，雨刮系统工作是第一和第二的继电器操作雨刮器电机，门开锁信号时产生的第二个输入设备，而点火开关的关闭。2、一个完整的雨刮器系统包括：抽头经营雨刮电机，雨刮器操作选择信息的第一个输入设备，输出;控制器控制雨刮器电机，根据第一个输入设备的信号和返回控制信号时，输出一个位置点火开关关闭雨刮器电机的操作过程中第一个提供电池电源切换通过控制器的控制信号的家，回到位置上的雨刮器电机继电器;第二个中继之间出售雨刮电机和控制器和经营雨刮器电机在由间歇操作，通过控制器的控制信号切换;第三个继电器，控制器和雨刮电机之间的处置，和雨刮器电机在低速运行通过控制器的控制信号切换和第四个继电器，控制器和雨刮电机之间的处置，运行在一个较高的速度通过控制器的控制信号切换雨刮器电机;其中，当一个操作预定的开关被检测到，同时点火开关关闭，控制器工作的第一和第二的继电器操作雨刮器电机，直到预定的开关站的运作。3、预定开关的第三种要求，雨刮器系统是一种清洗液开关或后玻璃加热开关。4、雨刷系统：雨刷电机的雨刮步骤为;第一个输入的设备ouputs雨刮器操作选择信息;控制器控制雨刮电机，根据第一个输入设备的信号和返回控制信号，用来输出一个位置点火开关关闭雨刮器电机的操作过程中第一个提供电池电源切换通过控制器的控制信号的家，回到位置的雨刮器电机继电器上;第二个中继之间出现雨刮电机和控制器和经营雨刮器电机在由间歇操作，通过控制器的控制信号切换;第三个继电器，控制器和雨刮电机之间的切换处置，和雨刮器电机在低速运行通过控制器的控制信号切换和第四个继电器的控制，控制器和雨刮电机之间的处理，其中由使用者通过控制器的控制信号切换高速雨刮器电机;返回控制信号的场合时，点火开关打开雨刮器电机的操作过程中，控制器保持电池供电，可提供的雨刮器电机在预定期限的第一个继电器为转折点。5、一个雨刮器组成，控制方法：确定是否点火开关被关闭，而雨刷是在选定的模式运作;返回控制雨刮器的信号输出位置时，点火开关关闭;返回到位置的雨刮器由电池电源供应保持转向响应返回控制信号的位置上的预定期限为第一继电器，雨刮器电机。6、一个雨刮器组成，控制方法：确定是否检测到一个预定的开关操作，而点火开关关闭;设定第一和第二继电器输出控制信号停止运作的雨刮器，操作时预定开关检测和停止现在的位置是在预定开关的操作过程中的雨刮器电机运行停止时停止运作的第一和第二继电器雨刮器。7、设置的开关要求，控制方法是清洗液开关或者是后玻璃加热开关。8、一个雨刷器的控制方法包括：检查点火开关是否处于关闭状态，而雨刷是在选定的模式运作，决定是否点火开关上时关闭，而预定的信号是由一个遥控门控制器生产雨刮器操作在选定的模式;预定的信号是由遥控门控制器产生时，返回控制信号的输出位置;雨刮器雨刮电机电池电源供应，应该保持对转向返回到位置为响应返回控制信号的位置在预定期间的第一个中继开关。9、遥控门控制器的设置信号的要求，控制方法是锁定门的门锁信号。10、一个雨刷器的控制方法包括：判断是否由远程控制器产生开锁信号来使得点火开关关闭;管理第一和第二继电器来操作雨刮器，由输出抽头操作系统信号，当门开锁信号产生;停止雨刮器操作信号输出，从而停止雨刮电机雨刮电机运行时，它的位置，超过执行返回的第一和第二的继电器操作预定期限。二、发明的背景资料（一） 发明的场合本发明涉及车辆雨刷装置。更特别的是，本发明涉及智能雨刮系统，智能控制抽头设备及其控制方法。（二）艺术相关的说明雪，雨，雾，因此为给司机提供更好的视野，如挡风玻璃的车辆雨刷装置移除异物。传统雨刷系统的建设和运作一般是众所周知的。这种系统包括雨刮器开关，控制器，雨刮电机，继电器，洗衣机电机。雨刮器开关是一个开关选择的雨刮器操作一个高速，高，低转速低，或间歇操作的诠释。控制器工作在预定的频率雨刮器电机，当雨刮器开关选择间歇操作的诠释。继电器控制器和雨刮电机之间的处置，并执行开关操作，根据间歇操作控制器的控制信号。雨刮器电机运行，根据继电器的开关操作。当清洗液弹射由雨刮器开关，洗衣机电机弹出清洗液，根据控制器的控制。这样一个传统的雨刷系统运行的点火开关的第二个终端IGN2应保持位置（即发动机仍然运行，点火开关打开的情况，条件允许的情况下，）。一个典型的点火开关提供了几个操作点，如点火钥匙，点火钥匙可能会被插入或弹出一个锁的位置，一些电动车辆设备可以使用，但在发动机停止ACC位置，点火保持发动机运行的位置，和一个起始位置，在起动电机驱动，因此，启动发动机。以下，第二个终端的点火开关意味着终端及其对应位置上的点火，这种点火开关点火以下简称终端上的点火开关是感官是否点火钥匙打开的点火位置。当它说，第二个终端的点火开关状态，这意味着，点火钥匙被定位到点火位置，这种状态也被称为正常点火。根据传统雨刷系统，直接驱动雨刷雨刮器开关，或通过控制器驱动。然而，当点火开关关闭（例如，当点火钥匙从点火开关上的立场已开启ACC或锁定位置）雨刮器电机运行时，雨刮电机提供电源被切断。在这种情况下，雨刮器停止其运动，不能回去它最初的位置。也就是说，雨刷不返回到原来的位置，但在挡风玻璃上的任意位置停止。为了移动位置的挡风玻璃上的任意位置的雨刮器，点火器的开关应立刻打开了，这对司机行驶造成很多不便。在此背景下部分披露上述信息仅仅是为加强了解发明的背景，因此，它可能包含的信息，没有形成之前，设计已经是在这个国家的人的普通技能。三、本发明的概要本发明的典型设计器材包括：雨刷控制雨刮电机雨刮系统的第一个输入设备，输出雨刮器操作选择信息，根据第一个输入设备的信号来控制雨刮电机和控制器输出一个信号返回到控制信号的初始位置时，点火开关关闭雨刮器电机的操作过程时，第一个提供了动力电池被转由常规控制器的控制信号返回的立场上的雨刮器电机的继电器第二继电器，控制器和雨刮电机之间的处置和经营雨刮器电机在进行间歇操作，通过控制器的控制信号切换;第三个继电器，控制器和雨刮电机之间的处置，管理雨刮器电机在低速通过控制器的控制信号进行切换;第三个继电器，控制器和雨刮电机之间的处理，用来管理雨刮器电机通过控制器的控制信号来切换高速。雨刮器系统，可进一步包括第二个输入设备生成一个门锁或门开锁信号，其中控制器运作的第一和第二的继电器，雨刮器可能会返回到其位置时，门锁信号产生的第二个输入设备后，将点火开关关闭。控制器可以操作的第一和第二的继电器操作雨刮器电机，门开锁信号时产生的第二个输入设备，而点火开关处于关闭状态。第一个输入设备可能包括：第一开关为选择一个单一的雨刮器操作;一个选择的雨刮器的间歇操作的第二个开关量为选择的雨刮器的间歇操作的频率;一个选择的第三个开关低速运行的雨刮;一个选择的雨刮器的高速运转的第三个开关和清洗液的选择弹射的第五开关。当检测到一个预定的开关操作，同时点火控制器上的开关是关闭的，可运作的第一和第二的继电器操作雨刮器电机，直到预定的开关站的运作。预定的交换机可能是清洗液开关或后玻璃加热开关。由家返回时，点火开关上打开雨刮器电机的操作过程中的控制信号的位置，控制器可保持在预定的期限等的转折点上的第一继电器，雨刮器，可提供电池电源a电机。智能雨刷系统，根据本发明的模范体现模范控制方法包括：确定是否点火开关被关闭，而雨刷是在选定的模式运作;返回控制雨刮器的信号输出位置当点火开关关闭，并返回一个位置由电池电源供应保持转向响应返回控制信号的位置上的预定期限为第一继电器雨刮电机雨刷。另一个智能雨刷系统，根据本发明的模范体现模范控制方法包括：确定是否检测到一个预定的开关操作而一个点火开关关闭;经营第一和第二的继电器操作雨刮输出一个停止控制信号，当检测到预定的开关的操作和停止停止运作的第一和第二的继电器，雨刮现在的位置是在预定开关的操作过程中的雨刮器电机运行停止时。预定的交换机可能是清洗液开关或后玻璃加热开关。另一个智能雨刷系统，根据本发明的模范体现模范控制方法包括：确定是否点火开关关闭，而雨刷是在选定的模式运作;决定是否产生一个预定的信号，通过远程门控制器，当点火开关被关闭，而雨刷器在选定的模式运作;预定的信号是由遥控门控制器生产时，返回控制信号输出位置;返回雨刮器，通过提供一个位置雨刮器电机的转向响应返回控制信号的位置上的预定期限为第一继电器保持电池电力。遥控门控制器预定的信号，可能是锁了门的门锁信号。另一个智能雨刷系统，根据本发明的模范体现模范控制方法包括：确定是否开锁信号由遥控门控制器生产，而点火开关关闭;第一和第二的继电器操作停止雨刮器操作信号输出，从而停止雨刮电机等返回其位置的第一和第二的继电器操作时，输出雨刮器操作信号，当门开锁信号产生的雨刷雨刮器电机的操作比预定的期限内执行。四、实施案例的详细描述本发明的模范体现以下将详细描述参考附图。因此，图纸和说明的性质和说明没有限制。正如图所示。1，智能雨刷系统，根据本发明的模范体现包括一个输入设备110，第二个输入设备120，和一个130控制器，140第一继电器，第二继电器150，第三个继电器160，第四个中端继电器170，雨刮电机，洗衣机电机190，180和点火开关IGN2SW。点火开关IGN2SW提供开/关信息的一个转折点点火开关控制器130。控制器130可包括处理器，内存，通讯和/或其他硬件软件或固件，由一个普通技能在根据本宣言所载的本发明的教诲艺术的人可以选择和编程。第一个输入设备110是一种多功能的开关，包括雾气开关喷雾西南，间歇操作开关INTSW，间歇量INT量，雨刮器低速开关W_LOSW，雨刮器高速开关W_HISW，清洗液开关洗西南。雾开关喷雾SW是单时间操作的雨刮器的选择开关，选择信息发送到控制器130。间歇操作开关INTSW是一个选择的雨刮器的间歇操作的开关，并选择信息发送到控制器130。间歇量INT量的雨刮器在间歇操作的操作频率的选择开关，选择信息发送到控制器130。低速开关W_LOSW雨刮器是一种选择低速运行的雨刮开关，并选择信息发送到控制器130。雨刮器高速开关W_HISW是选择了一个高速运转的雨刮开关，选择信息发送到控制器130。清洗液开关洗SW是一个选择的清洗液弹射开关，并选择信息发送到控制器130。此外，点火开关IGN2SW被关闭，清洗液开关洗SW产生一个驱动程序所需的位置，停在雨刷的停止选择信号，并停止选择信号发送到控制器130。110在第一个输入设备的各种开关选择信息发送到控制器130作为低端信号。第二个输入设备102是车身控制模块（BCM）。第二个输入设备102接收门的控制信息，从一扇门关闭RX锁或门打开RX解锁，如远程控制器和门控制信息发送到控制器130。当打开点火开关IGN2SW，130控制器控制雨刮器是高或低的高速运转，间歇操作，一个操作的操作，根据信号接收来自交换机的第一选择输入设备110。雨刮器的间歇操作控制在间歇量INT提供的第一个输入设备110卷选择一个频率的雨刮器的运行速度。当关闭点火开关IGN2SW控制雨刮器在转动状态而检测点火开关IGN2SW，130控制器进行位置的雨刮器返回控制。为了返回雨刮器控制模式，控制器130输出信号延迟维持运作的第一个中端继电器预定期间140的位置，即使点火开关IGN2SW检测的转折点。此外，在预定的清洗液洗第一个输入设备110开关的SW操作类型检测而雨刮器在关闭点火开关IGN2SW，130控制器输出一个控制信号，其位置是经营的雨刮器，雨刮器，可在驱动程序所需的位置，然后停止。开关控制雨刮器所需的驱动程序的位置不一定仅限于清洗液开关洗SW。其他交换机，如后方玻璃加热开关，加热后玻璃也可能被用来作为开关控制雨刮器所需的驱动程序的位置。此外，雨刷停在一个位置，不关闭位置的情况下，点火开关IGN2SW，控制器130也执行响应的检测位置的雨刮器返回控制门锁（TX锁）的第二个输入设备120信号遥控门控制器。此外，当门解锁（TX解锁）的第二个输入设备120遥控门控制器的信号在停放车辆状态检测点火开关IGN2SW仍然在翻关闭状态，控制器130经营预定期间，留在风挡玻璃上的外国材料可移除的驱动程序的入口前的雨刮器。第一继电器140以下称为智能雨刮器控制系统（意见箱）继电器，它是由从控制输出控制信号，以提供电池电源的B+雨刮器电机180转。第一继电器140上的130控制器的控制信号切换，即使点火开关IGN2SW被关闭。的第一继电器140开关，电池电量乙+是提供1预定的期限等，雨刮器电机180，起始位置返回控制，停止控制到所需的位置，和其他控制功能根据体现的本发明可以启用。第二继电器150是一种雨刮继电器，可以通过切换控制信号输出从130的控制器，根据在第一个输入设备的操作间歇操作开关INTSW开/关，间歇操作的雨刮器电机180和110。第三个继电器160是一个雨刮器低速继电器，使被切换控制信号从控制器输出130根据雨刮器低速开关W_LOSW操作上的雨刮器电机180低速运转第一个输入设备110。第四继电器170是一个雨刮器高速继电器，可通过切换控制信号输出控制器130根据雨刮器高速开关W_HISW操作高速运转的雨刮器电机180第一个输入设备110。电池电源连接的雨刷电机180的B+通过意见箱继电器140通过提供电源IG2提供的点火开关，在平行耦合。第二到第四个继电器150，160和170与180雨刮电机及其控制。雨刮器电机180执行间歇操作，根据第二继电器150/关闭。在低速运行时选择的第二个继电器150或高速运转的情况下选择第三继电器160，180的雨刮器电机运行在预定的高或低的速度，是由固定的硬件结构。当在第一个输入设备110清洗液开关洗SW被打开，而点火开关IGN2SW上，仍然在其出身的状态，洗衣机电机190是由从130控制器的控制信号并退出洗衣机风挡玻璃液。在图。1，它是电源IG2提供180雨刮器电机，洗衣机电机在并行路径190。这种权力的路径是通过二极管D等，可能会变得更加稳定供电的雨刮器电机180连接。在上面的介绍，智能雨刷系统，根据本发明的模范体现了几个功能已被描述。以下返回雨刷系统控制，自动位置参考图。2。当点火开关IGN2SW是在其出身的步骤和S101的状态，控制器130分析了在第一个输入设备，在步骤S102的110雨刮器开关信号，并决定是否任何功能选择在步骤S103。当没有选择在步骤S103雨刮器操作，控制器保持了雨刮器的当前位置。当选定的雨刮器操作运行，要么是一个单一的操作选择雾开关，间歇操作的喷雾西南间歇操作开关INT西南高速运转，高速操作的开关W_HI西南或低速由低速运转开关W_HOSW操作，130控制器控制相应的继电器在步骤S104，以便操作雨刮器电机180执行选定的操作步骤S105。如图3，如打开时，间歇操作开关INTSW（c）在点火开关IGN2SW是开启状态（A）130控制器输出所示的控制信号所示（二）第一继电器140，以打开第一继电器140。130控制器输出一个控制信号的第二个继电器150（四）与间歇量INT量，以便把它开/关选择的频率显示在信件，并经营的雨刮器电机180（五所示）。按照打开和第二继电器150雨刮器电机180经营，雨刮电机180，而这样做，进一步运作后转向第二个继电器150等预定期间的T2位置停止雨刮器电机180实现。当检测到第一个输入设备110选择的雨刮器以低速运行，控制器130变成140的第一个中继，并在同一时间，原来是一个雨刮器低速继电器的第三个继电器160。因此，雨刮器电机180在固定的低速运行。当检测到第一个输入设备110的雨刮器高速运转的选择，控制器130变成140的第一个中继，并在同一时间，原来是一个雨刮器高速继电器的第四个继电器170。因此，雨刮器电机180在固定的高速运行。选择开关清洗液洗SW检测时，操作洗衣机电机控制器130190弹出的挡风玻璃清洗液。同时控制雨刮电机180根据以上所述的第一个输入设备的信号110的运作，决定是否关闭点火开关IGN2SW步骤S106控制器130。当点火开关IGN2SW未关闭，控制器130继续106雨刮器电机的控制。当关闭点火开关IGN2SW，130控制器输出步骤S107家庭地位的控制信号，以保持开关按预定期间在步骤S108的第一继电器140。因此，该预定的期限内，电池电源的B+提供的雨刮器电机通过第一继电器，雨刮电机180继续其操作步骤S109。130控制器输出的位置控制信号，为预定的期限内，T1（如5秒）等，雨刮器电机180可完成单一操作，停止在其在步骤S110中的位置。上面描述的位置，返回控制总结如下图。3。即使点火开关IGN2SW被关闭（A），而间歇操作运行的雨刮器电机180所示，第一继电器140保持在预定的周期T1的开关状态所示（二）。因此，雨刮器电机180可能会返回到其位置在（e）所示。如上所述，即使点火开关IGN2SW关闭雨刮器电机的操作过程中，130输出的位置，返回控制信号，以提供电源雨刮电机控制器，从而位置返回控制雨刮电机启用。也就是说，防止雨刮器在风挡玻璃上的任意位置停止。以下，停止位置控制，根据模范体现参照图中详细描述4和图5。当打开点火开关IGN2SW步骤S201，130控制器决定是否检测到第一个输入设备110清洗液开关洗SW操作步骤S202。当清洗液开关洗SW没有打开，控制器130保持当前的雨刮器的操作。当清洗液开关洗SW打开，控制器130显示器步骤S203的清洗液开关洗SW，在步骤S204确定清洗液开关洗SW是否超过预定期限了。当清洗液开关洗申银万国在其出身的状态仍然比预定的期限（例如，超过约2秒），控制器130确定司机希望停止擦到他想要的位置，并输出停止在步骤S205的控制信号。参照图5，当清洗液开关洗SW经营超过预定时间T1（例如，超过1秒）所示（c）在点火开关IGN2SW是在其出身的关闭状态（一），控制器130打开第一继电器140（二）所示所示。因此，动力电池的B+提供的雨刮器电机180140通过第一继电器，并成为准备工作。180雨刮器电机，当清洗液开关洗申银万国在其出身的地位仍然超过预定的周期T1（例如，超过1秒）在这样的准备状态，控制器130现在打开第二个继电器150（四）以经营雨刮电机180所示。雨刮器电机180保持在它的操作步骤S206，而清洗液开关洗SW保持选中状态。步骤S207中，控制器130确定的雨刮器是否在所需的位置检测停止运作的清洗液开关洗SW。如果没有检测到停止清洗液开关洗SW操作，控制器130180雨刮器电机的维护操作。如果检测到停止清洗液开关洗SW操作，控制器130停止操作步骤S208雨刮器电机180这样的雨刮器可能会停止在即时位置。也就是说，参照图。5，当司机停止操作的洗衣机洗流体开关SW在（C）所示，因为雨刮他想要的位置移动，控制器130关闭的第一继电器140和第二继电器150，雨刮器电机等180停止在即时位置。在上面的描述中，清洗液开关使用的驱动器来控制抽头位置，但是，它应了解，本发明不仅限于有关。，通常是在车辆或其他交换机提供一个后部玻璃加热开关，也可用于这样的停止位置控制。根据这样的停止位置控制，雨刷停止位置可以由司机调整，因此，改变雨刷或雨刷系统的维护变得更加方便。此外，一张纸，乙烯，塑料，可在挡风玻璃上，以防止在挡风玻璃上形成的灰尘，雾或霜。在这种情况下，这样的一张纸，乙烯，塑料，可强烈举行在挡风玻璃上的雨刷后，雨刷移动到所需的位置。以下，根据本发明的模范体现雨刷的远程控制进行了详细说明，参考图6和图7。这种远程控制可能会提供一个方便的功能，雨刮系统，雨刮器，可控制其位置，从车外的雨刮器可以用来清除留在挡风玻璃上的外国材料进入车辆前。130控制器检测的步骤S301的点火开关的当前位置，并决定是否点火开关IGN2SW在其出身的步骤S302的状态。当点火开关IGN2SW被发现在其出身的关闭状态，控制器130监视第二个输入设备，在步骤S303120，在步骤S304决定是否远程门控信号通过输入设备输入120。当输入遥控门控制器，控制器130分析步骤S305的输入信号，输入信号是否是一门开锁信号TX解锁步骤S306决定。当输入信号是开锁信号，控制器130输出抽头操作步骤S307的控制信号，控制第一和第二的继电器步骤S308雨刮相应操作步骤S309140和150。正如图7所示，门开锁信号产生时，超过预定的周期T1（三），而当点火开关IGN2SW被关闭所示（A）控制器130打开所示的遥控门控制器（二）所示的第一个中继140等电池电量的B+提供的雨刮器电机180。随后，预定周期T1逝去之后（D）130控制器上的第二个中继变成150，这样在步骤S309雨刮器电机180。通过这样的操作，留在挡风玻璃上的外国材料可以去除经营进入车辆前雨刮器电机180。然后，控制器130决定是否开锁信号被关闭一步编号S310（即，是否停止输入信号）。门开锁信号继续进行检测，雨刮器电机的维护，通过操作步骤S307-S309。门开锁信号停止时，130的控制器输出一个步骤S311雨刮器停止控制信号，雨刮器电机180停在其位置步骤S312参照图7，门开锁信号输入时停止所示（C）控制器130同步关闭第二个继电器150。然而，控制器130维持1预定的期限（例如，5秒），在第一继电器140转向，电池电源乙+是提供在该期间雨刮器电机180从而以启用，雨刮器电机180返回到它的位置。回溯到S306图的步骤。6，遥控门，遥控门控制器控制信号时，门锁信号（这是通常的情况下，司机停车后车辆锁定门），130控制器监视步骤S320雨刮器的电流停止的位置，并决定是否当前停止的位置是位置在步骤S321。当雨刮器还没有停止的位置，控制器130输出的位置控制信号，在步骤S322和控制（即打开）第一和第二继电器140和150，在步骤S323。因此，雨刮器电机180操作步骤S324，并停止在步骤S325中的位置。更详细，控制器130转向第一继电器140所以作为以使电池电量乙+到被提供的雨刮器电机180，和1预定的时期由此，在第二个继电器控制器130圈150所以后作为向移动电机180其位置。在上面的介绍，遥控门控制器是用来锁定和解锁操作，这样的操作信号控制雨刮。然而，它应被理解本发明及其有限。作为一个变化，非远程硬件之门的钥匙可能被用来锁定和开锁，操作可能会被检测，检测到的信号是用来控制雨刮。如上所述，根据本发明的模范体现，雨刮器可以返回到其位置，即使点火开关而雨刮器正在关闭。因此，稳定的雨刮器操作的可靠性可以提高。此外，雨刷的停止位置可以很容易地由司机控制，从而可增强雨刮器的保养方便。此外，返回前进入汽车雨刮器控制和先进的经营位置启用。虽然这项发明已被描述什么是目前考虑到实际的模范体现，它是可以理解成该发明不仅限于披露的体现，但是，与此相反，旨在涵盖各种修改和等效安排包括在追加索赔的精神和范围。编号：毕业设计说明书题目：鱼缸智能控制系统的研究与设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师单位：电气工程及其自动化系姓名：职称：副教授摘要本文设计了一个鱼缸智能控制系统。目前各式各样的观赏鱼缸之类的工艺产品逐渐进入了家庭和宾馆、商场等公共场所，由于现有的观赏鱼缸的水温检测、液位控制、水循环等操作都需要人为的手工进行，这就给人们带来了很大的不便。本文通过对目前大多数鱼缸控制设备应用现状的分析和研究，提出了一种鱼缸智能控制系统的设计方案。针对目前大多数鱼缸控制设备价格昂贵、安装繁琐、运行费用高，一般的用户难以使用的情况，结合单片机强大的开发技术，设计制作了一种以单片机为控制核心，结合传感器技术，可以实现鱼缸温度自动检测、温度显示、鱼缸水位控制、水泵自动给水、智能控制灯光开关的鱼缸智能控制系统。此系统的硬件部分主要包括单片机主控制模块、温度检测模块、温度显示模块、水位控制模块、继电器控制模块和供电模块。软件部分主要运用C语言程序编写，主要包括主控制程序、温度检测程序、温度显示程序、时钟设置程序。通过较长时间的运行测试，结果表明该智能控制系统运行稳定可靠、操作简单方便、具有多种节电工作模式。同时该系统设计灵活、结构简单、成本低廉，可广泛用于安装鱼缸的场所。关键词：鱼缸；单片机；智能控制；AbstractWiththeaimtoimprovethedeficiencyofcurrentaquariumcontrolsystem,adesignofintelligentcontrolsystemofaquariumisstatedinthethesis.Nowadays,variousaquariumsarecommonlyseeninfamilies,hotels,andotherplaceslikesupermarkets.However,manyoperationssuchaswatertemperaturedetection,waterlevelcontrol,watercirculationhavetobemanuallyoperated,thusbringingmuchinconvenience.Basedonthestudiesandanalysisofcurrentsituationoftheapplicationofaquariumcontrolfacilities,asetofdesignofaquariumintelligentcontrolisproposedinthethesis.Theintelligentcontrolsystemisdesignedtocopewiththeproblemsexistinginaquariummaintaining,suchasexpensivefacilitiesandmaintenancecost,cumbersomeinstallation,andpooruser-friendliness.Combinedwiththestrongdevelopmenttechnologiesofmicrocontroller,takingchipmicroprocessorsasthecontrolcoreandcombiningsensortechnology,hasrealizedmultifunctions,severalmodelsareincludedinthesystem,automaticcontrolofaquariumtemperatureandlight,temperaturedisplay,waterlevelcontrol,automaticwatersupplypump,etc.Thehardwareofthesystemconsistsofmaincontrolmoduleofthemicrocontrol,temperaturedetectionmodule,temperaturedisplaymodule,waterlevelcontrolmodule,relaycontrolmoduleandelectricitysupplymodule;whilethesoftwareprogramiscompiledbyClanguage,consistsofmaincontrolprogram,temperaturedetectionprogram,temperaturedisplayprogram,clocksettingprogram.Afteracomparablylongperiodofworkingtest,itisprovedthatthesystemfunctionsreliablewithmultipleelectricitysavingmodelsavailable.Meanwhile,thesystemoutstandswithadvantagesofitsflexibledesign;convenientoperation,simpleconstructionandlowcost,makingiteasytobemanufacturedonalargescale.Thissystemcanbeappliedinaquariumsofdifferentplaces.Keyword:aquarium;microcontroller;intelligentcontrol;目录引言…………11绪论……………………21.1选题背景……………21.2国内外研究现状及发展趋势………31.3相关参数分析………………………32鱼缸智能控制系统总体设计…………52.1概述…………………52.2系统设计要求………………………5…………5………………………5…………………63系统硬件设计…………243.1主电路控制模块设计………………243.2时钟电路模块设计…………………243.3温度检测模块设计…………………243.4温度显示模块设计…………………253.5继电器控制模块设计………………263.6电路原理图及电路板设计的原则和体会…………244系统软件设计…………274.1软件设计方法………………………294.2主电路控制模块程序…………………304.3温度检测模块程序……………………314.4温度显示模块程序…………………325结论………………………36谢辞…………37参考文献……………………38附录…………39PAGE51引言随着人们生活水平的不断提高，家居环境和休闲娱乐场所都安装各种各样的鱼缸，而保持一个适宜水族生活的环境是一件非常耗费精力的工作。针对水族生活环境的净化和改善的设备有很多，目前市场上常用的鱼缸控制系统有：过滤器、加热器、加氧泵等改善水质的设备，但是它们大多是非智能化的、单独工作的器件。如果仅仅把多个单独的设备组成一套多功能的鱼缸控制系统，需要投入的费用较大，同时多个单一器件机械化的组装之后，也存在一定的资源浪费。本系统则是从系统集成开发的角度进行设计和开发，根据当前市场上的需求，形成了一套集鱼缸温度自动检测、鱼缸水位控制、水泵自动给水以及灯光自动开关为一体的鱼缸智能控制系统。系统以AT89S52单片机为核心，实现对鱼缸的集中控制和管理，能够对鱼缸温度进行自动检测，检测系统要有足够高的灵敏度；能够手动调整被检测温度的促发值，温度实时显示用LCD实现。用水位传感器或碳棒监测水位情况，用单片机控制水泵自动工作，电路具备一定的容错功能。该系统设计控制器使用单片机AT89S52，测温传感器使用DS18B20，用1602液晶以串口传送数据，实现温度显示。下面从鱼缸智能控制系统总设计、硬件设计以及软件设计等方面加以描述。1绪论1.1选题背景“鱼缸”又称“水族箱”，“水族箱”一词起源于英国，沿用至今已超过了150年。当时的定义仅仅是一个养动植物的水容器，而随着科技水平的不断进步，以及人们养殖观赏鱼和种植水草的水平的不断提高，水族箱不仅被认为是一个养动植物的容器，而且被认为是自然域的一个缩影，是一相对完备的生态系统。在早期，水族箱多用于展览馆、公园等大众化的场所供大家观赏，随着生活水平的提高，科技和水族养殖业的快速发展，水族箱已成为普通家庭的室内装饰。近年来，这种以水草、金鱼为主的水族箱被称作“水中微缩的鱼草园林”，深受人们的喜爱，但由于人们缺乏养护的技艺或者是由于时间原因不能及时进行养护，往往“好景不长”，最后的结局多是“草枯鱼亡”。[1]针对水族箱的养护问题，市场上也陆续出现了各种控制鱼缸水温、排水、充氧以及照明的设备，如过滤器、加热器、加氧泵等改善水质的设备。但是由于产品繁多，功能不统一，而且大多是非智能化的、单一的恒温控制、充氧或是照明的系统。如果要组成一套完整的集恒温、充氧和照明功能为一体的控制系统，往往需要购置多个设备分别安装，需要投入的费用较大，同时多个单一系统机械化的组装之后，也存在一定的资源浪费。这样不仅增加了成本，重复投资，影响美观，而且功能使用不灵活、不方便，整体性能也无法得到提升。因此，本文以家庭中鱼缸的日常养护为背景，以鱼缸中的水位、水温、灯光等的控制为研究对象，对日常养护过程中的综合自动化及其应用技术展开研究，这对利用高新技术改造原有的家庭水族箱以及传统规模化水产养殖产业的自动化发展具有较大的实际意义和研究价值。1.2国内外研究现状及发展趋势随着经济水平的突飞猛进，装饰业的日趋兴起，人们对生活、家居品位的追求愈加重视，体现在经济形态中就是与之相关的休闲、居家装饰等行业日显蓬勃发展之势。居住、工作环境的生动化、温馨化也越来越和人的精神、情操、新的生活观念紧密地联系在一起。休闲水族行业也正是在人类的这种需求下应运而生，并且近年来其快速发展之状况使其已经成为一股新兴的经济力量受到经济界及业内人士的关注，据最新资料显示：水族产品的日渐丰富，水族市场更加繁荣昌盛，水族行业产业规模的年增长率达到13.8%，仅北京就由传统的几个小市场，发展成8个大规模的市场。其市场空间的拓展速度也昭示着将有更多的投资机会点在这种新的经济形势下诞生。如今是国际水族产品看中国，许多国外大的采购公司都盯准中国这个市场，把长远的目标放在中国随着水族箱产品迅猛发展，巨大的水族箱市场的需求也极大推动了国内外各种水族箱控制设备的研发和生产。[2]传统的水族箱需经常换水和补充氧气，常配备两种设备：水泵和空气泵,用以清洁水体和补充氧气。但这些设备的工作时间会因季节、温度及饲养的、鱼的多少而不同,每天需要进行多次开停操作，这样的连续工作，会缩短设备的寿命，更不利于节能。在观赏鱼饲养过程中的实践表明：市场上现有的鱼缸控制系统都是功能较简单的设备。如灯光照明控制，只能人为的进行开关控制，光照时间短了就不能很好的满足鱼缸中鱼类，特别是水草的光照需求；时间长了超过水草光照需求，不仅不利于水草生长，而且还造成电力资源的浪费。如温度的控制，采用加热棒进行加热控制，由于加热器本身采用双金属片温控以及手工控制加热棒的启停，造成温控精度较差，很难达到恒温效果。鱼缸的充氧，由于水溶解氧的特性决定，当水中溶解的氧气达到一定程度，或者鱼缸内鱼的密度不是太大，即使是在夏天也不必要一直充氧，可以采用间隔充氧和换水，否则再进行充氧都是多余的，也必然浪费大量的电力资源。因此，一些电路简单,能可靠工作和“自动间歇”的控制器也随之产生。扩展到鱼缸内其他参数的控制，市场上陆续出现了与鱼缸相关的控制设备，如鱼缸间歇充氧器、鱼缸自动恒温器、鱼缸自动水循环控制器、鱼缸自动喂食器、鱼缸灯光自动控制器等。由于这些设备的均各自独立工作，独立控制相应的环境参数，所以一个鱼缸中需配置几个独立的控制设备；而这些独立控制设备的价格一般都在100～200元，如果配齐整套控制设备，价格大概在1000～1500元之间；因此，多功能型的鱼缸控制器的开发也受到了很多厂商的关注，陆续出现了多种为水族行业优化制作的多功能控制器，这些仪器集温度、灯光、充氧、过滤、报警等控制功能于一体。功能设计上追求性能稳定可靠，安装、调试、维护方便。此外，这些控制器不仅可以广泛应用于家庭观赏鱼缸的养护管理；而且也适用于水族养殖业,尤其是宾馆、饭店、展厅、居家等对水系要求较高的观赏和经济水生物的养护。相对于目前的水族行业市场的极大需求，多功能鱼缸智能控制器的研发生产仍处于初步时期，相应的产品也处于供不应求的阶段。因此，本课题根据目前国内外水族行业的发展状况，结合水族箱的养护需求，同时分析行业中水族箱控制设备的研发和产品的特点，进行总结，自主设计开发了价格低廉，操作简单，节能环保，集恒温控制、自动充氧、自动水位控制进排水、自动照明和自动喂食等多功能与一体的鱼缸智能控制系统。[3]1.3相关参数分析78º84ºF255ºC—2.ºC[4][5][6]表2.1单片机型号/存储容量和类型RAM16位定时器个数中断源个数最高晶振频率/MHZ封装引脚个数AT89C51/4KEPROM128252440AT89C52/8KEPROM256382440AT89C1051/1KEPROM256252420AT89C20512KEPROM256252420图2.1AT89S52引脚图图2.2AT89S51引脚图[7]DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：•独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯•简单的多点分布应用•无需外部器件•可通过数据线供电•零待机功耗•测温范围-55~+125℃，以0.5℃递增。华氏器件-67~+257F，以•温度以9位数字量读出•温度数字量转换时间200ms（典型值）•用户可定义的非易失性温度报警设置•报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件•应用包括温度控制、工业系统、消费品、温度计或任何热感测系统DS18B20采用３脚PR－35封装或８脚SOIC封装，其引脚排列如图2.3：图2.3DS18B20引脚排列图64位ROM的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为８字节的存储器，结构如图3所示。头２个字节包含测得的温度信息，第３和第４字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图3所示。低５位一直为１，ＴＭ是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为０，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。DS1820通过一种片上温度测量技术来测量温度。图2.4示出了温度测量电路的方框图。图2.4温度测量电路温度/数据关系如表2.2：表2.2温度/数据关系温度℃数据输出（二进制）数据输出（十六进制）+125000000001111101000FA+2500000000001100100032+1/200000000000000010001000000000000000000000-1251111111111111111FFFF-251111111111001110FFCE-1/21111111110010010FF92DS1820是这样测温的：用一个高温度系数的振荡器确定一个门周期，内部计数器在这个门周期内对一个低温度系数的振荡器的脉冲进行计数来得到温度值。计数器被预置到对应于-55℃的一个值。如果计数器在门周期结束前到达0，则温度寄存器（同样被预置到-55℃）的值增加，表明所测温度大于同时，计数器被复位到一个值，这个值由斜坡式累加器电路确定，斜坡式累加器电路用来补偿感温振荡器的抛物线特性。然后计数器又开始计数直到0，如果门周期仍未结束，将重复这一过程。斜坡式累加器用来补偿感温振荡器的非线性，以期在测温时获得比较高的分辨力。这是通过改变计数器对温度每增加一度所需计数的值来实现的。因此，要想获得所需的分辨力，必须同时知道在给定温度下计数器的值和每一度的计数值。DS1820内部对此计算的结果可提供0.5℃的分辨力。温度以16bit带符号位扩展的二进制补码形式读出，表1给出了温度值和输出数据的关系。数据通过单线接口以串行方式传输。DS1820测温范围-55℃~+125℃温度计算：DS1820用9位存贮温值度最高位为符号位，图2.5为DS1820的温度存储方式负温度S=1正温度S=0如00AAH为+85,0032H为25，FF92H为55图2.5DS1820温度存储方式DS18B20温度传感器与单片机的接口电路如图2.6图2.6DS18B20与单片机接口电路DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，如图2.7.此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图2.8。单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。图2.7寄生电源供电图2.8电源供电2.5.3LCD液晶显示屏的选取在日常生活中，我们对液晶显示器并不陌生。液晶显示模块已作为很多电子产品的通过器件，如在计算器、万用表、电子表及很多家用电子产品中都可以看到，显示的主要是数字、专用符号和图形。在单片机的人机交流界面中，一般的输出方式有以下几种：发光管、LED数码管、液晶显示器。发光管和LED数码管比较常用，软硬件都比较简单，在前面章节已经介绍过，在此不作介绍，本章重点介绍字符型液晶显示器的应用。[8]在单片机系统中应用晶液显示器作为输出器件有以下几个优点：•显示质量高由于液晶显示屏每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新亮点。因此，液晶显示屏画质高且不会闪烁。•数字式接口液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。•体积小、重量轻液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。•功耗低相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。（1）液晶显示简介①液晶显示原理液晶显示的原理是利用液晶的物理特性，通过电压对其显示区域进行控制，有电就有显示，这样即可以显示出图形。液晶显示器具有厚度薄、适用于大规模集成电路直接驱动、易于实现全彩色显示的特点，目前已经被广泛应用在便携式电脑、数字摄像机、PDA移动通信工具等众多领域。②液晶显示器的分类液晶显示的分类方法有很多种，通常可按其显示方式分为段式、字符式、点阵式等。除了黑白显示外，液晶显示器还有多灰度有彩色显示等。如果根据驱动方式来分，可以分为静态驱动（Static）、单纯矩阵驱动（SimpleMatrix）和主动矩阵驱动（ActiveMatrix）三种。③液晶显示器各种图形的显示原理:线段的显示点阵图形式液晶由M×N个显示单元组成，假设LCD显示屏有64行，每行有128列，每8列对应1字节的8位，即每行由16字节，共16×8=128个点组成，屏上64×16个显示单元与显示RAM区1024字节相对应，每一字节的内容和显示屏上相应位置的亮暗对应。例如屏的第一行的亮暗由RAM区的000H——00FH的16字节的内容决定，当（000H）=FFH时，则屏幕的左上角显示一条短亮线，长度为8个点；当（3FFH）=FFH时，则屏幕的右下角显示一条短亮线；当（000H）=FFH，（001H）=00H，（002H）=00H，（00EH）=00H，（00FH）=00H时，则在屏幕的顶部显示一条由8段亮线和8条暗线组成的虚线。这就是LCD显示的基本原理。字符的显示用LCD显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由6×8或8×8点阵组成，既要找到和显示屏幕上某几个位置对应的显示RAM区的8字节，还要使每字节的不同位为“1”，其它的为“0”，为“1”的点亮，为“0”的不亮。这样一来就组成某个字符。但由于内带字符发生器的控制器来说，显示字符就比较简单了，可以让控制器工作在文本方式，根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数找出显示RAM对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码即可。汉字的显示汉字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件），每个汉字占32B，分左右两半，各占16B，左边为1、3、5……右边为2、4、6……根据在LCD上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示RAM对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节……直到32B显示完就可以LCD上得到一个完整汉字。（2）1602字符型LCD简介字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模块。下面以长沙太阳人电子有限公司的1602字符型液晶显示器为例，介绍其用法。一般1602字符型液晶显示器实物如图2.9图2.91602LCD实物图①1602LCD的基本参数及引脚功能1602LCD分为带背光和不带背光两种，基控制器大部分为HD44780，带背光的比不带背光的厚，是否带背光在应用中并无差别，两者尺寸差别如图2.10所示：图2.101602LCD尺寸图②1602LCD主要技术参数：•显示容量:16×2个字符•芯片工作电压:4.5—5.5V•工作电流:2.0mA(5.0V)•模块最佳工作电压:5.0V•字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm引脚功能说明如表2.3。表2.3引脚功能说明引脚符号功能说明1VSS一般接地2VDD接电源（+5V）3V0液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源对比度最高（使用时用10K的电位器调节对比度）4RS寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器，低电平0选择指令寄存器5R/W读写信号线，高电平1为读操作，低电平0为写操作6EE为使能端，下降沿使能7DB0低4位三态，双向数据总线0位（最低位）8DB1低4位三态，双向数据总线1位9DB2低4位三态，双向数据总线2位10DB3低4位三态，双向数据总线3位11DB4低4位三态，双向数据总线4位12DB5低4位三态，双向数据总线5位13DB6低4位三态，双向数据总线6位14DB7高4位三态，双向数据总线7位（最高位）15BLA背光电源正极16BLB背光电源负极③1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2.4所示：表2.41602内部控制器指令序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关模式0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符发生存贮器地址0001字符发生存储器地址8置数据存储器地址001显示数据存储器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：低电平时单行显示，高电平时双行显示F:低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。1602液晶模块的读写操作、屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的。（说明：1为高电平、0为低电平）指令1：清显示，指令码01H,光标复位到地址00H位置。指令2：光标复位，光标返回到地址00H。指令3：光标和显示模式设置I/D：光标移动方向，高电平右移，低电平左移S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。高电平表示有效，低电平则无效。指令4：显示开关控制。D：控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C：控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。指令5：光标或显示移位S/C：高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。指令6：功能设置命令DL：高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示F:低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。指令7：字符发生器RAM地址设置。指令8：DDRAM地址设置。指令9：读忙信号和光标地址BF：为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。指令10：写数据。指令11：读数据。读写操作时序如图2.11和2.12所示：图2.11读操作时序图2.12写操作时序④1602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件，所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平，表示不忙，否则此指令失效。要显示字符时要先输入显示字符地址，也就是告诉模块在哪里显示字符，图2.13是1602的内部显示地址。图2.131602的内部显示地址例如第二行第一个字符的地址是40H，那么是否直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一个字符的位置呢？这样不行，因为写入显示地址时要求最高位D7恒定为高电平1所以实际写入的数据应该是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)。在对液晶模块的初始化中要先设置其显示模式，在液晶模块显示字符时光标是自动右移的，无需人工干预。每次输入指令前都要判断液晶模块是否处于忙的状态。1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，如表2.6所示，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。表2.51602点阵字符图形0000001000110100010101100111101010111111×××0000CGRM(1)0əP\p一P×××0001(2)！1AQaq□ァq×××0010(3)”2BRbrrィθ×××0011(4)#3CScs⌡ゥ∞×××0100(5)$4DTdt\ェ×××0101(6)%5EUeuロォ0×××0110(7)&6FVfvテヵ∑×××0111(8)>7GWgwアキx×××1000(1)(8HXhxイクX×××1001(2))9IYiyウケy×××1010(3)·:JZjzエコ千×××1011(4)+;K［k〈オサ万×××1100(5)フ<L￥l|ヤシ×××1101(6)-=M］m〉ュス十×××1110(7).>N^n.ヨセ×××1111（8）/？O—o←ツソ⑤1602LCD的一般初始化（复位）过程延时15mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）延时5mS写指令38H（不检测忙信号）以后每次写指令、读/写数据操作均需要检测忙信号写指令38H：显示模式设置写指令08H：显示关闭写指令01H：显示清屏写指令06H：显示光标移动设置写指令0CH：显示开及光标设置2.5.4光耦合器件的选取TLP521是可控制的光电藕合器件，光电耦合器广泛作用在电脑终端机，可控硅系统设备，测量仪器，影印机，自动售票，家用电器，如风扇，加热器等。电路之间的信号传输，使之前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减小电路干扰，减化电路设计。东芝TLP521－1，－2和－4组成的砷化镓红外发光二极管耦合到光三极管。该TLP521－2提供了两个孤立的光耦8管脚封装，而TLP521－4提供了4个孤立的光耦中16引脚塑料DIP封装。TLP521、TLP521-2、TLP521-4光耦内部结构图及引脚图如图2.14。集电极-发射极电压：55Ｖ（最小值）经常转移的比例：50％（最小）隔离电压：2500Vrms（最小）图2.14TLP521、TLP521-2、TLP521-4光藕内部结构图及引脚图2.5.5时钟芯片的选取（1）DS12887的功能特点

DS12887是美国达拉斯半导体公司最新推出的时钟芯片，采用CMOS技术制成，把时钟芯片所需的晶振和外部锂电池相关电路集于芯片内部，同时它与目前IBMAT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。采用DS12887芯片设计的时钟电路勿需任何外围电路并具有良好的微机接口。DS12887芯片具有微轼耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟场合中。其主要功能如下：

①内含一个锂电池，断电情况运行十年以上不丢失数据。

②计秒、分、时、天、星期、日、月、年，并有闰年补偿功能。

③二进制数码或BCD码表示时间、日历和定闹。

④12小时或24小时制，12小时时钟模式带有PWM和AM指导，有夏令时功能。

⑤MOTOROLA5和INATAEL总线时序选择。

⑥有128个RAM单元与软件音响器，其中14个作为字节时钟和控制寄存器，114字节为通用RAM，所有ARAM单元数据都具有掉电保护功能。

⑦可编程方波信号输出。

⑧中断信号输出(IRQ)和总线兼容，定闹中断、周期性中断、时钟更新周期结束中断可分别由软件屏蔽，也可分别进行测试。

（2）DS12887的原理及管脚说明

DS12887内部原理如图2.15所示，由振荡电路、分频电路、周期中断/方波选择电路、14字节时钟和控制单元、114字节用户非易失RAM、十进制/二进制计加器、总线接口电路、电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。图2.16显示了DS12887管脚排列图。下面分别说明管脚功能：图2.15DS12887内部原理图图2.16DS12877管教排列

GND，VCC：直流电源+5V电压。当5V电压在正常范围内时，数据可读写；当VCC低于4.25V，读写被禁止，计时功能仍继续；当VCC下降到3V以下时，RAM和计时器被切换到内部锂电池。

MOT(模式选择)：MOT管脚接到VCC时，选择MOTOROLA时序，当接到GFND时，选择INTEL时序。

SQW(方波信号同)：SQW管脚能从实时时钟内部15级分频器的13个抽头中选择一个作为输出信号，其输出频率可通过对寄存器A编程改变。

AD0～AD7(双向地址/数据复用线)：总线接口，可与MOTOROLA微机系列和INTEL微机系列接口。

AS(地址选通输入)：用于实现信号分离，在AD/ALE的下降沿把地址锁入DS12887。

DS(数据选通或读输入)：DS/RD客脚有两种操作模式，取决于MOT管脚的电平，当使用MOTOROLA时序时，DS是一正脉冲，出现在总线周期的后段，称为数据选通；在读周期，DS指示DS12887驱动双向总的时刻，在写周期，DS的后沿使DS12887锁存写数据。选择INTEL时序时，DS称作(RD)，RD与典型存贮器的允许信号(OE)的定义相同。

R/W(读/写输入)：R/W管脚也有两种操作模式。选MOTOROLA时序时，R/W是一电平信号，指示当前周期是读或写周期，DSO为高电平时，R/W高电平指示读周期，R/W低电平指示写周期；选INTEL时序，R/W信号是一低电平信号，称为WR。在此模式下，R/W管脚与通用RAM的写允许信号(WE)的含义相同。

CS(片选输入)：在访问DS12887的总线周期内，片选信号必须保持为低。

IRQ(中断申请输入)：低电平有效，可作微处理的中断输入。没有中断条件满足时，IRQ处于高阻态。IRQ线是漏极开路输入，要求外接上接电阻。

RESET(复位输出)：当该脚保持低电平时间大于200ms，保证DS12887有效复位。

（3）DS12887的内部功能

①地址分配图

DS12887的地下分配图如图2.17所示，由114字节的用户RAM，10字节的存放实时时钟时间。日历和定闹RAM及用于控制和状态的4字节特殊寄存器组成，几乎所有的128个字节可直接读写。图2.17DS12887地下分配图②时间、日历和定时单元

时间和日历信息通过读相应的内存字节来获取，时间、日历和定时通过写相应的内存字节设置或初始化，其字节内容可以是十进制或BCD形式。时间可选择12小时制或24小时制，当选择12小时制时，小时字节高位为逻辑“1”代表PM。时间、日历和定闹字节是双缓冲的，总是可访问的。每秒钟这10个字节走时1秒，检查一次定闹条件，如在更新时，读时间和日历可能引起错误。三个字节的定闹字节有两种使用方法。第一种，当定闹时间写入相应时、分、秒定时单元，在定时位置高的条件下，定时中断每天准时起动一次。第二种，在三个定闹字节中插入一个或多个不关心码。不关心码是任意从C到FF的16进制数。当小时字节的不关心码位置位时，定闹为小时发生一次由于相线小时和分钟定闹字节置不关心位时，每分钟定闹一次；当三个字节都置不关心位时，每秒中断一次。2.5.6常用的51编程语言有二种，一种是汇编语言，一种是C语言。汇编语言的机器代码生成效率很高但可读性却并不强，复杂一点的程序就更是难读懂，而C语言在大多数情况下其机器代码生成效率和汇编语言相当，但可读性和可移植性却远远超过汇编语言，而且C语言还可以嵌入汇编来解决高时效性的代码编写问题。对于开发周期来说，中大型的软件编写用C语言的开发周期通常要小于汇编语言很多。而随着单片机开发技术的不断发展，目前已有越来越多的人从普遍使用汇编语言过渡到逐渐使用高级语言进行开发，其中以C语言为主，而且市场上几种常见的单片机均有其C语言开发环境。综合以上C语言的优点，本系统选择了C语言进行开发，而且选用Keil软件开发环境。Keil软件是目前最流行开发80C51系列单片机的软件，Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部份组合在一起。3系统硬件设计本节主要分模块介绍鱼缸智能系统的硬件结构和设计。主要包括主电路控制模块、温度检测模块、温度显示模块、时钟电路模块、继电器控制模块以及电路板设计。详细阐明各电路设计中芯片的选型，芯片的内部组成、功能特点和性能参数，并设计出具体的硬件电路。本系统整体电路图详见附录一，下面就各模块主要电路作介绍。[9][10]3.1主电路控制模块设计以AT89S52为核心的主电路控制模块的硬件电路如图3.1。图3.1主电路控制模块电路图本硬件电路构成：（1）时钟电路：由DS12CR887的AD0—AD7脚与单片机的P0口接1K排阻后相连，CS口与P2.1口相连，AS口与P2.2口相连，RW口与P2.3口相连，RSET与P2.6相连。（2）温度检测电路：由DS18B20的D口与单片机P2.0口相连。（3）温度显示电路：由1206LCD的7—14脚与单片机的P1口相连。（4）继电器控制电路：由单片机P1.5、P1.6、P1.7口与TLP521光电耦合器件相连。3.2时钟模块电路设计本系统运用DS12CR887时钟芯片控制开启和关闭灯光的时间。通过按键设置时间（年、月、日、秒、星期），温度以及开关灯时间。模块电路图如图3.23.3温度检测模块电路设计温度检测电路DS18B20的2脚与单片机的P2.0口相连，需100Ω的上拉电阻。电路图如图3.3所示：图3.2时钟模块电路图图3.3温度检测模块电路图3.4温度显示模块电路设计该模块采用1602LCD液晶显示屏显示时间（年、月、日、秒、星期），温度，开关灯时间。3脚接50K滑动变阻用于调节显示屏的亮度，显