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编号：
CP-51-2021-054
设计简介：
本设计是基于单片机的非接触式水位检测的智能水杯系统，主要实现以下功能：
- 可通过LCD1602显示温度、水位和定时时间；
- 可通过按键调整温度阈值和定时时间；
- 可通过按键按键手动控制加热或制冷；
- 可通过LED灯和蜂鸣器进行提醒。
标签：51单片机、LCD1602、DS18B20、非接触式液位传感器
题目扩展：智能热水器、油箱液位检测系统。
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、水位检测、按键操作处理、显示控制、加热控制、制冷控制、LED指示灯控制、蜂鸣器提醒等。
2. 输入部分
- DS18B20温度检测模块：检测当前水温，用于判断是否需要加热或制冷。
- 非接触水位检测模块：检测当前水位，用于判断水位是否过低。
- 独立按键：通过三个独立按键实现界面切换、温度阈值调整、手动切换加热和制冷等功能，方便用户操作。
- 供电电路：为整个系统提供稳定的电源支持。
3. 输出部分
- LCD1602显示模块：在主界面显示当前温度、水位状况和定时剩余时间，在其他界面显示温度阈值和总定时时间，方便用户查看系统状态。
- 加热继电器：当水温低于设定最小值时，继电器打开，加热片工作，进行加热。
- 制冷继电器：当水温高于设定最大值时，继电器打开，制冷片工作，进行制冷。
- LED指示灯：当水位过低时，LED闪烁，提醒用户及时加水。
- 蜂鸣器：当定时倒计时结束时，蜂鸣器报警，提示用户。
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
首先将电路焊接在集成板上，共有以下部分，第一部分是电源模块，将电源插座、电源开关、10k电阻和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入DC 电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排针焊接好后，将LCD1602显示屏插入排针。第三部分是单片机模块，本次课题使用的是STC89C52单片机。第四部分是复位电路模块，一个复位按键、10uF极性电容、10k电阻为一个模块焊接，构成复位电路。第五部分是晶振电路模块，由两个30pF瓷片电容、一个11.05926MHz晶振焊接而成。第六部分是USB转TTL模块，焊接下载接口GND、TXD、RXD，将HEX文件下载到单片机中，查看是否能下载正常,测试验证一切正常。第七部分是独立按键模块。第八部分为蜂鸣器和LED指示灯，第九部分是非接触式液位传感器，第十部分是温度检测模块，使用DS18B20温度传感器，第十一部分是继电器。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 温度阈值设置实物测试
如图5-2所示，下图设置温度阈值，按下按键K1进入设置温度阈值模式，按下按键K2温度阈值加一，K3温度减一。
图5-2温度设置实物图
5.3 设置倒计时实物测试
如图5-3所示，此设计中设置喝水倒计时时间，按下K1进入设置倒计时模式，按下按键K2倒计时时间加10秒，按下按键K3倒计时时间减10秒。当倒计时结束蜂鸣器滴的响一下。
图5-3设置倒计时实物图
5.4 设置温度阈值实物测试
如图5-4所示，此设计中设置了温度最大值为30℃，温度最小值为25℃(温度可以设置)。当温度大于设置的最大温度值时，制冷继电器打开，且蜂鸣器报警提醒，直到温度下降到小于设置的温度最大值，制冷继电器关闭，蜂鸣器停止报警。当温度小于设置的最小温度值时，加热继电器打开，且蜂鸣器报警提醒，直到温度升到到大于设置的温度最小值，加热继电器关闭，蜂鸣器停止报警。
图5-4 设置温度阈值实物图
设计摘要：
本论文设计了一种基于STC89C52单片机的智能水杯系统，旨在提供便捷、智能化的校园生活体验。该系统由中控部分、输入部分和输出部分组成。中控部分采用STC89C52单片机作为核心控制器，负责数据处理和系统控制。输入部分包括温度检测模块、水位检测模块、独立按键和供电电路，用于获取温度、水位和用户输入数据。输出部分包括显示模块、加热继电器、制冷继电器、LED指示灯和蜂鸣器，用于显示信息、控制加热和制冷、提供水位警示和定时提醒功能。通过实验验证，该智能水杯系统能够准确检测水杯内的温度和水位，并根据用户设定的温度阈值实现自动加热和制冷功能。系统还提供了界面切换、温度阈值调整和手动控制的功能，满足用户个性化需求。此外，系统还具备定时功能，可以倒计时并通过蜂鸣器发出警报提醒用户。本论文通过详细介绍系统的硬件设计和软件实现，阐述了系统的原理和功能。实验结果表明，该智能水杯系统在校园生活中具有较好的实用性和可靠性，能够为用户提供便利和智能化的使用体验。
关键词：单片机；非接触式液位传感器；温度检测
字数：9000+
内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
4 系统程序设计
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 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 温度阈值设置实物测试
5.3 设置倒计时实物测试
5.4 设置温度阈值实物测试
结 论
参考文献
致 谢
