水族箱温度控制系统硬件设计

摘要I摘要现在越来越多的家庭和公共场所都摆上了各种水族箱。但作为大部分小型的家庭水族箱设备，都需要人为的手工操作，这给饲主带来了很大的不便。人们有时会因繁忙的工作，忽视了对观赏鱼的照顾。本文通过对目前大多数水族箱控制设备应用现状的分析和研究，提出了一种多功能的观赏鱼缸智能控制系统的设计方案。该控制系统基于89系列单片机的家庭水族箱控制系统。整套系统以STC89C51单片机为核心芯片，结合传感器技术、继电器原理、C语言编程等技术，集多种控制功能于一体，包括恒温、自动换水、自动喂食、自动水循环等，并可根据需要增加控制参数，通过选择不同元器件控制成本。本文从功能设计、元器件选择、硬件电路设计和软件设计等几个方面对该控制系统进行阐述。通过调试期间的运行，表明该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，易于规模化生产，可广泛用于家庭和宾馆等安装观赏鱼缸的场所。关键词自动控制；单片机；水族箱；传感器技术AbstractIIAbstractNow,moreandmorefamiliesandpublicplacesareputonallkindsofaquarium.Asmostofthesmallhomeaquariumequipmentneedartificialmanual,whichbroughtgreatinconveniencetotheowners.Itissometimesduetobusywork,ignoringthecareofornamentalfishThisarticlethroughtothepresentmostaquariumcontroldeviceapplicationpresentsituationanalysisandresearch,putforwardakindofmultifunctionalornamentalfishdesignschemeofintelligentcontrolsystem.Thecontrolsystembasedonthe89SeriesMCUfamilyaquariumcontrolsystem.TheentiresystemtotheSTC89C51single-chipmicrocomputerasthecorechip,combinedwiththesensortechnology,relayprinciple,Clanguageprogrammingtechnology,setsavarietyofcontrolfunctions,includingtemperature,automaticwater,automaticfeeding,automaticwatercirculationandsoon,andmayneedtoincreasethecontrolparameters,throughtheselectionofdifferentcomponentsofcostcontrol.Thisarticlefromthefunctiondesign,componentsselection,hardwarecircuitdesignandsoftwaredesignaspectsofthecontrolsystemaredescribed.Throughlongtimeoperationtest,itshowsthatthecontrolsystemisstableandreliable,theoperationissimpleandconvenient,hasavarietyofenergy-savingoperationmode.Atthesametimethesystemflexibledesign,simplestructure,lowcost,easymassproduction,canbewidelyusedinfamiliesandhotelsandotherplacesofinstallationofornamentalfish.Keywords:automaticcontrolSeriesMCUaquariumsensortechnology目录目录摘要......................................................................IAbstract...................................................................II1绪论.....................................................................11.1选题背景............................................................11.2国内外研究现状及发展趋势............................................11.3主要研究内容........................................................21.4课题研究的步骤......................................................32系统的总体设计............................................................42.1概述................................................................42.2系统的设计要求......................................................42.3系统总体方案功能...................................................52.3.1系统的功能组成与控制参数..................................52.3.2系统的硬件结构框图............................................52.4本章小结...........................................................63系统的硬件设计............................................................83.1硬件总体结构........................................................83.2主要元器件的选取....................................................93.2.1单片机的选取..................................................93.2.23-8译码器和LED数码管动态显示的选取........................113.3各模块硬件设计.....................................................133.3.1时钟电路设计.................................................133.3.2键盘控制与显示模块设计.......................................143.3.3温度控制模块.................................................153.3.4其他模块设计.................................................164系统的软件设计...........................................................224.1主程序工作流程.....................................................224.1.1主程序工作流程图.............................................224.2时间和温度读取模块.................................................234.2.1读取DS1302的时钟...........................................234.2.2读取DS18B20的温度..........................................244.4E2PROM模块........................................................254.5本章小结...........................................................265总体设计的展望...........................................................275.1创新点与应用范围..................................................275.1.1设计总结....................................................275.1.2创新点......................................................275.1.2应用范围....................................................285.2展望..............................................................28目录5.3本章小结..........................................................28结论.....................................................................29致谢.....................................................................30参考文献...................................................................31附录1.....................................................................32河北工程大学毕业设计说明书11绪论1.1选题背景随着我国经济的发展和人民生活水平的大幅度提高，人们的消费观念变化很大，消费档次与水平都在提高，人们的生活品味越来越高，环境的个性化、环保化也越来越受到人们的重视，与之相关的休闲、居家装饰等行业相应的日显蓬勃发展趋势。人们开始渴望那大自然的宁静与和谐，而一个生机盎然、苍翠欲滴的鱼草水族箱不但可以给人带来无比宽松舒适的美感，更能调节居住环境，让人们感受那久违的大自然，让大自然的美景在自己的身边长存。水族行业正是在这种需求下应运而生的。“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，而且被认为是自然城的一个缩影，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