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CP-51-2021-068
设计简介#xff1a;
本设计是基于单片机智能温控水杯系统#xff0c;主要实现以下功能#xff1a;
可通过LCD1602显示温度、浑浊…资料查找方式特纳斯电子电子校园网搜索下面编号即可编号CP-51-2021-068设计简介本设计是基于单片机智能温控水杯系统主要实现以下功能可通过LCD1602显示温度、浑浊度、倒计时时间、杯盖状态可通过按键调整定时时间、温度阈值可通过按键控制杯盖和继电器状态可通过蓝牙发送温度和浑浊度可通过蓝牙控制杯盖和继电器状态。标签51单片机、LCD1602、蓝牙模块、浑浊度检测、DS18B20题目扩展智能饮水机系统。1. 中控部分核心控制器采用STC89C52单片机负责获取输入数据、进行数据处理并控制输出部分的操作。功能实现智能水杯的核心逻辑包括温度检测、水质检测、定时功能、杯盖控制、加热制冷控制、报警提醒等。2. 输入部分DS18B20温度检测模块检测当前水杯中的水温。TDS水质检测模块检测当前水中的颗粒物浓度反映水质情况。独立按键通过三个独立按键切换显示界面、调整定时时间及温度阈值方便用户操作。供电电路为整个系统提供稳定的电源支持。HC-05蓝牙模块与手机端连接接收从手机发送的数据指令实现远程控制和数据传输。3. 输出部分LCD1602显示模块显示当前水温、定时剩余时间、水质颗粒物浓度、杯盖状态及修改界面等信息方便用户实时查看水杯状态。继电器控制加热片当水温低于设定的最小值时加热继电器闭合加热片工作对水进行加热。继电器控制制冷片当水温高于设定的最大值时制冷继电器闭合制冷片工作对水进行制冷。电机驱动模块控制四项步进电机模拟开盖或关盖操作实现杯盖的自动控制。LED指示灯每按一次按键LED指示灯亮一次提供操作反馈。蜂鸣器当倒计时时间到达时蜂鸣器进行1秒的提醒提示用户定时完成。仿真此设计在仿真阶段借助Proteus8.8这个仿真软件来进行硬件和软件的调试。仿真总设计图如图5-1所示图 5-1 仿真总设计图界面显示状态如图5-2所示为通过设置键显示三种状态的界面。默认界面是主要显示了杯中实时的温度值、提醒喝水的倒计时剩余时间、代表水中颗粒物浓度的TDS值以及模拟开/关盖的状态的主界面此时加键的作用是手动控制开/关盖减键的作用是手动控制加热制冷对设置键操作一次界面便显示设置倒计时的时间设置此界面的时间可以通过加/减键来设置时间的大小对设置键操作两次界面便显示设置温度阈值的界面并且当下可对上限值分别通过加/减键来进行设置温度值对设置键操作三次界面便显示设置温度阈值的界面并且当下可对下限值分别通过加/减键来进行设置温度值对设置键操作四次便回到默认界面。图 5-2 各种界面显示状态图自动控制加热制冷如图5-3所示此时温度阈值设置值为25°C~28°C当测温模块设置为21°C时继电器控制加热模块便会开启D2 LED灯亮当测温模块设置为29°C时继电器控制制冷模块便会开启D3 LED灯亮。图 5-3 自动控制加热制冷仿真图模拟提醒喝水功能如图5-4所示为模拟提醒喝水的仿真图当电机为close状态下倒计时时间到达时电机会显示open状态并且蜂鸣器进行1s的提醒。图 5-4 模拟提醒喝水仿真图手机蓝牙控制在此仿真设计中用另一个STC89C52、LCD1602显示屏以及其他元器件来模拟手机的接受和发送数据。作为发送端手机可远程控制开/关盖以及加热制冷并且从机每隔两秒自动发送一次实时温度和水质信息到手机端刷新界面的显示手机同步显示状态如图5-5所示图 5-5 手机蓝牙控制仿真图实物制作与调试过程元器件选择首先介绍一下整体电路设计的元器件以及模块如表6-1硬件清单所示。表6-1 硬件清单序号名称规格数量1按键/42自锁按键/13电阻1K34电阻3.3K15电阻10K16排阻A102J/9P17极性电容10uF18无极性电容30pF29晶振11.0592M110蜂鸣器/111电源接口/112发光二极管LED213三极管PNP114单排针1*8P215单排针1*3P116双排针2*16P11751单片机STC89C52118显示器LCD1602A119电机驱动模块/120继电器控制模块/221数字温度传感器DS18B20122水质检测模块/123蓝牙模块HC-05124USB转TTL模块/1实物将STC89C52为主的主控原理图设计PCB图再打样制版如图6-1所示其他模块包括电机驱动模块、继电器控制模块、数字温度传感器、水质检测模块、蓝牙模块用杜邦线连接到主控PCB板上如图6-2所示图 6-1 主控面板实物图图 6-2 总设计实物图调试过程界面显示状态如图6-3所示为通过设置键显示四种状态的界面的实物调试图。默认界面是主界面此界面显示了实时的温度值、倒计时剩余时间、代表颗粒物浓度的TDS值以及模拟开/关盖的状态此时加键的作用是手动控制开/关盖减键的作用是手动控制加热制冷对设置键操作一次界面便显示设置倒计时的时间设置此界面的时间可以通过加/减键来设置时间的大小对设置键操作两次界面便显示设置温度阈值的界面并且当下可对上限值分别通过加/减键来进行设置温度值对设置键操作三次界面便显示设置温度阈值的界面并且当下可对下限值分别通过加/减键来进行设置温度值对设置键操作四次便回到默认界面。图 6-3 界面显示状态实物调试图控制加热制冷如图6-4所示为继电器控制加热制冷的实物调试在主界面状态下可通过按键K2进行手动控制加热制冷同时也会根据设置的温度上下限值进行自动加热制冷。图 6-4 继电器控制加热制冷实物调试图模拟提醒喝水功能如图6-5所示为模拟提醒喝水的实物调试图当电机为close状态下倒计时时间到达时电机会显示open状态并且蜂鸣器进行1s的提醒。图 6-5 模拟提醒喝水功能实物调试图手机蓝牙控制如图6-6所示为手机蓝牙控制的APP界面。作为发送端手机可远程控制开/关盖以及加热制冷并且从机每隔两秒自动发送一次实时温度和水质信息到手机端刷新界面的显示。图 6-6 手机蓝牙控制app界面设计摘要人类文明的发展促使了人类高要求的健康生活质量所以本设计是在饮水提醒、水质检测、温度显示等方面上的应用从而提高人们的饮水意识保证人们的身心健康。本设计以STC89C52单片机为中央处理和控制器加上其他的模块一起组成智能水杯的整个系统主要由中控部分、输入部分和输出部分组成。输入部分的数据中控部分经过内部处理控制输出部分。其中当水温不在设定的温度阈值内时继电器控制加热制冷模块便会自动开启另外当计时为0时蜂鸣器便会自动提醒饮水并且电机驱动模块控制步进电机模拟开盖。在快节奏的现代生活压力无处不在本次温控水杯的设计促使人们养成良好的饮水习惯避免水质污染的危害保护人们的身体健康。【关键词】STC89C52单片机蓝牙模块饮水提醒水质监测温度控制字数11000内容预览目 录1 前言1.1 国内外研究现状1.2 本论文主要设计内容及框架2 总体设计框架与主要元器件2.1 总体设计框架2.2 主要元器件2.2.1 主控芯片STC89C522.2.2 LCD1602A字符型液晶显示模块2.2.3 DS18B20温度传感器2.2.4 浊度传感器2.2.5 开/关盖电机2.2.6 HC-05蓝牙模块2.2.7 继电器3 硬件电路设计3.1 整体电路设计3.2 单片机最小系统3.3 DS18B20数字温度检测模块3.4 浊度传感器模块3.5 HC-05蓝牙模块3.6 继电器控制加热/制冷模块设计3.7 步进电机驱动模块设计3.8 蜂鸣器电路设计3.9 LED灯指示灯电路设计4 系统软件设计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 仿真5.1 界面显示状态5.2 自动控制加热制冷5.3 模拟提醒喝水功能5.4 手机蓝牙控制6 实物制作与调试过程6.1 元器件选择6.2 实物6.3 调试过程6.3.1 界面显示状态6.3.2 控制加热制冷6.3.3 模拟提醒喝水功能6.3.4 手机蓝牙控制7 总结参考文献致 谢