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设计⼀个测温及液位⾃动控制系统，⽔位和⽔温都可以在⼀定范围内由⼈⼯设定，当液位低于设定下限值时，系统能⾃动加⽔，以保持设定液位⾼度不变。当温度低于设定值时，系统能实现⾃动加热，以保持设定的温度基本不变。 系统设计具体要求如下：
(1)液位可在正常⼯作范围内任意设定，上、下限之间最⼤⾼度差为100mm；
(2)⾃动完成注⽔(液位偏差⼩于5mm)，达到设定液位时要有明显的声⾳提⽰；
(3)具有液位超下限(可设)⾃动注⽔功能，⾃动保持设定液位⾼度，偏差⼩于2mm；
(4)加热温度可在室温⾄100℃之间任意设定；
氧化挂具(5)⾃动完成加热(温度偏差⼩于5℃)，达到设定温度时要有明显的、有别于液位的声⾳提⽰；
(6) 具有温度超下限(可设)⾃动加热功能，⾃动保持设定温度，偏差⼩于1℃；
(7) 通过⼿机完成对该装置⼯作参数⽆线监控。
整个系统采⽤单⽚机作为系统核⼼控制器，接+5V直流电压源。按下系统总电源开关后，系统开始运⾏，显⽰器显⽰系统当前状态。⽤户可以通过蓝⽛⼿机遥控预置温度和液位⾼度值。接下来系统会对容器内的⽔温和⽔位进⾏检测，判断温度和⽔位是否低于设定值，当低于⽔位设定值时，单⽚机会通过控制继电器的闭合来启动⽔泵给容器内上⽔；若是低于温度设定值，则单⽚机会通过控制继电器的 闭合来启动电热壶进⾏加热操作。每次完成任务后系统都会有相应的语⾳提⽰，让⽤户在操作过程中拥有良好的听觉感受，这使整个系统的设计更加具有⼈性化。
温度采集电路
本设计中对容器内温度的采集在控制系统中占有很重要的⼀部分，要想得到精准的控制效果，精确的温度信号是关键所在，因此在本设计中采⽤DS18B20温度传感器进⾏温度采集。DS18B20温度传感器具有独特的单线接⼝，只需1个接⼝引脚即可通信，信息通过单线接⼝即可送⼊DS18B20或从DS18B20送出。与单⽚机电路连接图如图所⽰。
DS18B20与单⽚机的硬件连接图
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液位检测电路
lrx
本设计中采⽤了US-100超声波传感器来检测容器内的⽔位，由单⽚机控制超声波模块发射并进⾏检波接收，通过串⼝RX(P3.0引脚)输出指令0x55到超声波的Trig/TX管脚，超声波传感器会驱动超声波发射探头向外发射出超声波，遇到障碍物后发射出去的超声波会被反射回来，超声波传感器检测和处理后，结果会通过Echo/RX管脚输出到单⽚机的P3.1⼝，共输出包含两个字节的距离值，前⼀字节代表距离⾼8位(HDate)，后者代表距离低8位(LData)，计算出(HData*256 +LData)的值即为传感器距容器内液⾯的⾼度，由单⽚机处理后控制显⽰出来，其硬件连接图如图所⽰。显⽰电路
本设计中显⽰模块采⽤的是型号为LCD12864的液晶，通过它可以显⽰出当前⽔温和⽔位的状态，使容器内的⽔温⽔位状态有了⼀个更为直观的显⽰。串⾏连接除电源线接地线外，只连接3个管脚即可与单⽚机进⾏通信。液晶的⽚选信号端CS、数据⼝SID端以及同步时钟端SCLK分别按顺序与单⽚机的P2.0、P2.1、P2.2⼝相连接，连接电路图如图所⽰。
蓝⽛传输电路
智能⼿机已经成为了当代⼈们必备的信息交流⼯具，⽽现在的智能⼿机都具有蓝⽛功能，本设计中利⽤外围单⽚机通过串⼝对蓝⽛模块进⾏开发，使蓝⽛模块和蓝⽛⼿机建⽴连接，实现蓝⽛设备与蓝⽛⼿机之间的⽆线通信，使⽤者通过蓝⽛⼿机即可对该系统进⾏参数设置，从⽽实现⽤⼿机完成对装置⼯作参数的⽆线监控的⽬的。系统采⽤型号为HC-06的蓝⽛模块，该型号蓝⽛模块结构功能简单合理，成本低且能满⾜需求。
继电器控制电路
继电器实际上是⼀种⽤⼩电流控制⼤电流的“⾃动开关”，通常应⽤在⾃动控制电路中，起着安全保护、⾃动调节等作⽤，是⼀种电⼦控制器件。本控制系统利⽤固态继电器的常开触点来作为接通辅助加热器和加⽔装置的开关。⽔温的加热是通过电热壶来实现的，对于电热壶这种⼤功率交流元件，STC12C5A60S2是不可能通过⾃⼰的引脚来完成的,⽽需要通过功率放⼤元件利⽤220V的交流电来实现加热和加⽔。对继电器动作与否的总控制信号是P1.3⼝。当CPU向P1.3发⾼电平信号时，进⼊三极管Q2，此时固态继电器导通，同时D2发光⼆极管点亮，指⽰⼯作状态为正在辅助加热。
双电源控制器
电加热控制电路
⽔位的补偿则是通过⽔泵来实现的，⽔泵是⼤功率交流元件，STC12C5A60S2⽆法通过⾃⼰的引脚来完成对它的控制，⽽需要通过控制继电器的闭合220V的交流电来实现⽔泵加⽔，控制电路如图所⽰。对继电器动作与否的总控制信号是STC12C5A60S2的P1.4⼝线。当CPU向P1.4发⾼电平信号时，进⼊三极管Q1，此时固态继电器导通，同时D1发光⼆极管点亮，指⽰⼯作状态为正在加⽔。
⽔泵上⽔控制电路
主程序设计
主程序是整个系统软件中的管理者，它管理着程序的⾛向以及各个⼦程序的调⽤。系统启动时，程序开始运⾏对各个I/O⼝进⾏初始化操作，然后启动超声波传感器和DS18B20温度传感器对容器内的⽔温⽔位进⾏采集测量，并做出相应的处理。然后将采集到的数据与设定值进⾏⽐较，通过计算后根据PWM脉冲控制继电器的闭合程度，从⽽控制⽔泵和电热壶来实现⽔温⽔位的调整。主程序流程图如图所⽰。
温度控制程序设计手动提升机
本系统的⽔温采集系统是实时的，系统初始化时，将⽔温监测模块对应的DS18B20启⽤。DS18B20
测出的实际温度送⼊单⽚机中与⽬标值相⽐较，调⽤PWM脉冲产⽣⼦程序对电热壶所对应的继电器进⾏控制。温度控制流图如图所⽰。
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