高职 毕业设计说明书模板

毕业设计说明书

设计课题： 水温控制系统 院 (系)： 信息与机电工程学院 专 业： 电子信息工程技术 姓 名： 邓 壮 学 号： 2013702014 指导教师：

二〇一 年 月 日

设计课题任务书

邓壮 学生姓名 专 业 院（系） 设计课题 指导教师 任务与要求 写全称 职称 学号 任务： 1. 2. 若是几个学生为一组共同完成一个项目，则任务书要明确每个学生具体完成的任务与要求；（打印时删掉红色字体） 要求： 1. 2. 完成时间段 院（系）审核意见 年 月 日 年 月 日 至 年 月 日 共 周

声 明

本人郑重声明：所呈交的毕业设计说明书,是在指导教师的指导下，进行独立工作取得的成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本说明书中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全明确本声明的法律责任，对本说明书导致的所有问题承担全部责任。

学生签名：

日 期： 年 月 日

毕业设计说明注意事项

1.毕业设计说明主要是针对学生们所设计的作品进行详细的阐述，包括五大部分：课题分析、调研分析、方案绘制与设计题案、课题总结、提交资料。

2.课题分析。是学生对自己的作品前期的设计现状、设计背景及设计方向、设计思路、设计意图和当前社会的现状作出参照分析的一种阐述。

3.调研分析。是学生对自己的作品在社会的趋势调查、处境调查、市场调查分析等做出详细的阐述。

4.方案绘制与设计题案。是学生将设计定位、设计系列草图、展板图等做出说明及展示。

5.课题总结。是学生通过本次设计获得结论，得到的启发，课题设计的优点与不足作出的阐述。

6.提交资料。是学生完成课题设计后，需要提交的资料名称与资料内容，用于成绩评定与存档。

水温控制系统

【摘要】

随着科学技术的不断发展带动着电子行业的地位越来越重，现在电子产品几乎在社会的各个领域都可以见到。这些技术的发展有效的带动着社会生产力的发展和信息化的提高，同时电子产品也越来越智能。

本设计采用STC89C51单片机为主控芯片，采用数字型防水温度传感器DS18B20制作温度检测报警器，通过四位共阳数码管显示温度值，系统设立几个按键，可以通过按键进行设置温度的上、下限值，并将数据保存在单片机EEPROM中做到掉电存储的功能，当所采集温度超过设定值时，系统会控制蜂鸣器和对应LED发出声光报警和继电器的运作。这个设计简单、成本低、具有实用性。

【关键词】： ； ； ； DS18B20防水温度传感器；STC89C51单片机；温度报警

英文设计课题题目

【Abstract】：

With the continuous development of science and technology, the status of the electronics industry is becoming more and more important. Now the electronic products can be seen in almost every field of the society. The development of these technologies is effective to promote the development of social productive forces and the improvement of information technology, while the electronic products are becoming more and more intelligent.

This design uses STC89C51 microcontroller as the main control chip, the digital waterproof type temperature sensor DS18B20 temperature detection alarm and display the temperature value by the four common anode digital, system set up several key can by pressing a button to set the upper limit and lower limit of the temperature value, and data stored in microcontroller EEPROM do off the electric storage function, when the collected temperature exceeds the set value, the system will control buzzer and corresponding to the LED emit audible and visual alarm and relay operation. This design is simple, low cost, practical.

【KEY WORD】：

DS18B20 waterproof temperature sensor; STC89C51 single chip

microcomputer; temperature alarm

目 录

前 言 …………………………………………………………………….……………1 第1部分 课题分析.………………………………………………….……………… 2

1.1 XXX …………………………………………………...……………………2 第2部分 调研分析.……………………………………………….………………… 2

2.1 XXX ………………………………………..………….……………………5 第3部分 方案编制与设计提案 ……………………………….……………………错误！未定义书签。

第4部分 课题总结 …………………………………………….……………………8

4.1 课题结论 ...…………………………………..……….……………………8 4.2 课题设计启发.....………………………………….………..………………9 4.3 课题设计优点与不足……………………..……….……………………… 9 第5部分 提交资料 ……………………..…………………………………………….9 致

谢..………………………………………………………….………………………10 参

考

文

献 .………………………………………………………………………………11

（宋小四，Times New Roman，段落固定值25磅，自动生成目录）

（总体页面设置：上、下2.54CM;左3.2CM、右2.8CM；A4纸） （打印时删掉红色字体）

前 言

在能源日益紧张的今天，电热水器、饮水机、电饭煲之类的家用电器在保温时，由于简单的温度控制系统，因而会造成很大的能源浪费。当前，能源问题是最热门的话题，也是我们急需解决的，因而我们从节省能源，保护环境出发，设计出本系统。

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第1部分 系统硬件方案选择

本章节主要介绍系统所用到的器件的选择与对比，进行综合的对比考虑选择出最适合本设计的一组方案。

1.1硬件方案的选择

在硬件电路的搭建之前必须明确设计的方案，通过各个模块之间进行比较选择出最适合本设计的硬件，以发挥器件的最大功效。

1.2主控芯片的选择

方案一：

采用STC89C51单片机作为主控芯片。STC89C51是宏晶科技公司生产的一款低功耗、高性能的八位CMOS微处理器，片内具有8k在线编程Flash存储器。STC89C51单片机的内核采用的是MCS-51内核，指令完全兼容MCS-51，但是该单片机越做了升级使得芯片具有很多传统的51单片机不具备的功能，例如该芯片还有4K的EEPROM存储，在需要使用到掉电存储数据的时候就可以直接使用单片机内部的存储，不在需要在外接存储芯片进行存储。STC89C51单片机具有的开发简单、可在线编程下载、成本低是非常不错的选择。

方案二：

采用MSP430单片机作为主控芯片。MSP430单片机称之为混合信号处理器，它可以将多个不同功能的模拟电路、数字电路模块和微处理器集成在一个芯片上，MSP430系列单片机是美国德州仪器 (TI)1996年开始推向市场的一种16位超低功耗、具有精简指令集(RISC)的混合信号处理器(Mixed Signal Processor)。该系列单片机多应用于需要电池供电的便携式仪器仪表中。而却开发难度相对比较大、价格昂贵。所以在一些简单的设计中不宜采用。

方案三：

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采用PIC16F877A单片机作为主控芯片。PIC16F877A是由Microchip公司所生产开发的新产品，属于PICmicro系统8位单片机微机，具有Flash程序内存功能，可反复擦写程序。但是开发成本高，难度相对大。

综合上述的描述，考虑到资源的合理利用和成本以及开发的难易程度最终决定采用宏晶科技的STC89C51单片机作为主控芯片。

1.3 显示器件的选择

方案一：

采用LED数码管动态扫描显示。LED数码管的价格适中，对于显示数字或者简单的字母会比较合适。但是采用动态扫描法与单片机连接时占用CPU的I/O口较多，并且由于单片机的IO口输出电流不够，所以需要一个驱动电路，通过驱动电路放大电流后控制数码管，还有就是采用数码管进行显示的话显示的内容多了对于电路的焊接机会增大难得容易焊接错误。

方案二：

采用LCD1602液晶显示屏。LCD1602液晶又叫LCD1602字符型液晶。液晶显示功能强大，可以同时显示出16*2即32个字符，可包括数字、字母、符号、或者自定义字符。LCD1602液晶显示器中的每一个字符都是由5*7的点阵组成。LCD1602采用并行数据传输也可以采用串行数据传输，控制简单，和市面上的大多基于HD44780液晶的控制原理完全相同。

方案三：

采用LCD12864液晶显示屏。带中文字库的128X64是一种具有4位/8位并行、2线或3线串行多种接口方式，其显示分辨率为128×64，内置8192个16*16点汉字，和128个16*8点ASCII字符集。利用该模块灵活的接口方式和简单、方便的操作指令，可构成全中文人机交互图形界面。可以显示8×4行16×16点阵的汉字，也可完成图形显示，低电压低功耗是其又一显著特点。虽然LCD12864液晶显示的功能强大，但是显示的内容偏大造成了，显示空间的浪费，再来该液晶的成本高。

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综合上述的描述，最终根据本设计中的显示多为数字和简单字母即可所以选择数码管进行显示比较合理。

1.4 温度传感器的选择

方案一：

使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。

方案二：

采用模拟温度传感器AD590，该传感器的输出电流会随温度的变化而变化，从而需要设计电路转换成电压的变化，进而通过A/D转换后接到单片机中，这种方法固然麻烦，而却费用比较高，而却在电流电压转换和A/D转换中会产生误差。

方案三：

采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以去除A/D模块，降低硬件成本，简化系统电路。另外，数字式温度传感器还具有测量精度高、测量范围广等优点。

所以最终我们采用数字型DS18B20作为温度采集芯片。

1.5报警模块的选择

方案一：采用有源蜂鸣器。有源蜂鸣器工作的理想信号是直流电，通常标示为VDC、VDD等。因为蜂鸣器内部有一简单的振荡电路，能将恒定的直流电转化成一定频率的脉冲信号，从面实出磁场交变，带动钼片振动发音。但是在某些有源蜂鸣器在特定的交流信号下也可以工作，只是对交流信号的电压和频率要求很高，此种工作方式一般不采用。

方案二：采用无源蜂鸣器。无源蜂鸣器没有内部驱动电路，有些公司和工厂称为讯响器，国标中称为声响器。无源蜂鸣器工作的理想信号方波。如果给预直

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流信号蜂鸣器是不响应的，因为磁路恒定，钼片不能振动发音。

本系统最后选取的是操作方便，信号输入固定的有源蜂鸣器。

第2部分 调研分析

2.1 系统总体方案

通过以上的论证，最终决定控制器采用单片机STC89C51，温度传感器采用DS18B20，显示采用4位LED数码管，报警采用有缘蜂鸣器、LED灯实现，按键用来设定报警上下限温度并将设置好的值保存在STC89C51的EEPROM中（具有掉电保护功能）。

本设计的具体的系统方案如下图1.1所示。

复位电路蜂鸣器报警电路晶振电路STC89C51主控芯片按键电路LED灯指示电路数码管显示电路DS18B20温度传感器继电器电路 图1.1系统方案

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3 系统硬件电路设计

字体：宋小四 ， 段落固定值25磅； 首行缩进 2字符；（打印时删掉红色字体）

本章节主要介绍本设计中各个部分电路的设计原理。通过各个模块的功能描述了解其工作原理以及在设计的中作用。

3.1 STC89C51单片机系统设计

3.1.1 STC89C51的概述

STC89C51是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C51使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、非常有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。另外STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。

3.1.2 STC89C51单片机的最小系统

单片机最小系统说的通熟易懂的话就是以最少的元器件组成能让单片机工作起来的系统，接下来开始介绍51单片机最小系统必备的器件及其作用。

首先电源这对于一个电子产品的话是必不可少，它提供能源给系统运作，在

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本设计中由于51单片机的工作电压在4.5~5.5V之间都可以正常工作所以我们采用了USB电源线连接手机充电器插头或者5V的移动电源给系统进行供电。

其次晶振电路，XTAL1和XTAL2 是独立的输入和输出反相放大器，它们可以被配置为使用石英晶振的片内振荡器，或者是器件直接由外部时钟驱动。图2.1中采用的是内时钟模式，即采用利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1、XTAL2 的引脚上外接定时元件（一个石英晶体和两个电容），内部振荡器便能产生自激振荡。一般来说晶振可以在1.2~12MHz 之间任选，甚至可以达到24MHz 或者更高，但是频率越高功耗也就越大。在本实验套件中采用的12M 的石英晶振。和晶振并联的两个电容的大小对振荡频率有微小影响，可以起到频率微调作用。当采用石英晶振时，电容可以在20 ~40pF 之间选择（本设计使用30pF）；当采用陶瓷谐振器件时，电容要适当地增大一些，在30~50pF 之间。通常选取30pF 的陶瓷电容就可以了。

图3.1 晶振电路

再来就是复位电路，复位电路分为：上电自动复位和开关复位。图2.2 中所示的复位电路就包括了这两种复位方式。上电瞬间，电容两端电压不能突变，此时电容的负极和RESET 相连，电压全部加在了电阻上，RESET 的输入为高，芯片被复位。随之+5V电源给电容充电，电阻上的电压逐渐减小，最后约等于0，芯片正常工作。并联在电容的两端为复位按键，当复位按键没有被按下的时候电路实现上电复位，在芯片正常工作后，通过按下按键使RST管脚出现高电平达到手动复位的效果。一般来说，只要RST 管脚上保持10ms 以上的高电平，就能使

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单片机有效的复位。图中所示的复位电阻和电容为经典值，实际制作是可以用同一数量级的电阻和电容代替，读者也可自行计算RC 充电时间或在工作环境实际测量，以确保单片机的复位电路可靠。

字体：宋小四 ，字体）

4.1 课题结论

字体：宋小四 ，字体）

第4部分 课题总结

段落固定值25磅； 首行缩进 2字符；（打印时删掉红色段落固定值25磅； 首行缩进 2字符；8

（打印时删掉红色

4.2 课题设计启发

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4.3 课题设计优点与不足

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第5部分 提交资料

1. 2.

3. 图纸

字体：宋小四 ， 段落固定值25磅； 首端对齐；

有图纸的，均采用A3纸打印。

（打印时删掉红色字体）

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致 谢

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参考文献

[1] 赵文亮,《地形测量》黄河水利出版社,2010年8月； [2]《国家三、四等水准测量规范》（GB-T12898-2009）； [3]…………………………………………………… ；

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/1ch7.html