湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

目錄

1設(shè)計的意義..............................................................................................................1

2總體設(shè)計方案..........................................................................................................1

2.1產(chǎn)品功能分析.................................................................................................1

2.2整體框圖設(shè)計..............................................................................................1

2.3主要部件的選型............................................................................................2

3硬件電路設(shè)計..........................................................................................................2

3.1STC89C52單片機系統(tǒng)設(shè)計.............................................................................2

3.2LCD1602液晶顯示電路設(shè)計..........................................................................3

3.3按鍵電路設(shè)計................................................................................................4

3.4時鐘電路設(shè)計................................................................................................4

3.5水位檢測電路設(shè)計.........................................................................................4

3.6溫度檢測電路設(shè)計.........................................................................................5

3.7報警電路設(shè)計................................................................................................5

3.8投食電路設(shè)計................................................................................................5

3.9加熱電路設(shè)計................................................................................................6

4Protel電路原理圖及PCB板設(shè)計.............................................................................7

5產(chǎn)品軟件設(shè)計..........................................................................................................8

6實物作品操作效果及指引圖.................................................................................10

6.1實物作品展示..............................................................................................10

6.2實物作品操作演示.......................................................................................11

7參考資料................................................................................................................19

8附錄........................................................................................................................20

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基于51單片機的智能魚缸系統(tǒng)的設(shè)計與制作

1設(shè)計的意義

智能魚缸是新概念的高端魚缸，解決了傳統(tǒng)魚缸的飼養(yǎng)及照料的困難。智

能魚缸系統(tǒng)是為了方便在家時間較短，沒太多時間照顧家里喂養(yǎng)的魚類的部分

人群?？梢杂煤啙嵉牟僮鳎〞r對魚缸進行某些特定的處理，目的是讓主人在

外面也可以照顧到自己的寵物，使得飼養(yǎng)寵物不在繁瑣，極大空閑出了照顧寵

物的時間。

2總體設(shè)計方案

2.1產(chǎn)品功能分析

本設(shè)計采用STC89C52作為控制核心，通過LCD1602顯示當(dāng)前溫度和水位，

溫度監(jiān)測選用了DS18B20傳感器，利用繼電器模擬相應(yīng)控制效果。

2.2整體框圖設(shè)計

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖

1

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2.3主要部件的選型

主控芯片：采用STC89C52單片機作為主控芯片。STC89C52是低功耗、高性

能的八位CMOS微處理器，片內(nèi)具有8k在線編程Flash存儲器。

顯示器件：采用LCD1602液晶顯示屏。LCD1602液晶又叫LCD1602字符型液

晶。液晶顯示功能強大，可以同時顯示出16*2即32個字符，可包括數(shù)字、字

母、符號、或者自定義字符。LCD1602液晶顯示器中的每一個字符都是由5*7的

點陣組成。LCD1602采用并行數(shù)據(jù)傳輸也可以采用串行數(shù)據(jù)傳輸，控制簡單，和

市面上的大多基于HD44780液晶的控制原理完全相同。

3硬件電路設(shè)計

3.1STC89C52單片機系統(tǒng)設(shè)計

1、STC89C52的概述

STC89C52是一種低功耗，高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程

Flash，使得SCT89C52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活，超有效的解決

方案。

具有：8K字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內(nèi)置

4KBEEPROM，MAX810復(fù)位線路，三個16位定時器/計數(shù)器，一個6向量2級中斷

結(jié)構(gòu)，全雙工串口。

2、STC89C52最小系統(tǒng)設(shè)計

單片機最小一同一般包括：主控單片機、晶振電路、復(fù)位電路三部分組成；

下圖3.1為STC89C52單片機的最小系統(tǒng)電路設(shè)計圖。

2

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圖3.1STC89C52單片機最小系統(tǒng)電路

3.2LCD1602液晶顯示電路設(shè)計

本設(shè)計采用了LCD1602液晶顯示器來實現(xiàn)溫度、時間等信息的顯示，LCD1602

液晶顯示的接口電路設(shè)計如下圖3.2所示。

圖3.2LCD1602液晶顯示的接口電路

3

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3.3按鍵電路設(shè)計

按鍵電路主要由三個按鍵組成，在系統(tǒng)中用來實現(xiàn)對投食時間的設(shè)置。按

鍵電路設(shè)計如下圖3.3所示。

圖3.3按鍵電路

3.4時鐘電路設(shè)計

DS1302該芯片采用24小時或12小時格式，目的就是顯示時間，方便對投

食時間進行設(shè)置。時鐘電路設(shè)計如下圖3.4所示。

圖3.4DS1302時鐘電路

3.5水位檢測電路設(shè)計

AD轉(zhuǎn)換目的是使數(shù)字量與模擬量成正比。搭配上水位傳感器使得該模塊在

電路中起到了檢測水位的效果。水位檢測電路設(shè)計如下圖3.5所示。

圖3.5水位檢測電路

4

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3.6溫度檢測電路設(shè)計

DS18B20的測溫原理與DS1820一致，溫度轉(zhuǎn)換時的延時時間也變得更快該

模塊在電路中起到了檢測水溫的效果。電路設(shè)計如下圖3.6所示。

圖3.6DS18B20溫度檢測電路

3.7報警電路設(shè)計

本設(shè)計中設(shè)計了一個報警電路，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)溫度異?；蛘咚划惓r，報

警電路發(fā)出報警提示。報警電路設(shè)計如下圖3.7所示。

圖3.7報警電路

3.8投食電路設(shè)計

本設(shè)計中采用了一個三極管驅(qū)動繼電器電路，從而控制電機實現(xiàn)投食操作。

電路設(shè)計如下圖3.8所示。

圖3.8投食電路

5

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3.9加熱電路設(shè)計

水箱加熱電路設(shè)計如下圖3.8所示。

圖3.9加熱電路

6

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4電路原理圖及PCB板設(shè)計

圖4.1電路原理圖

圖4.2PCB板圖

7

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5產(chǎn)品軟件設(shè)計

圖5.1程序主流程圖

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6實物作品操作效果及指引圖

6.1實物作品展示

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6.2實物作品操作演示

1、接通電源后，電路顯示情況：

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2、按下設(shè)置鍵，設(shè)置現(xiàn)在的時間

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3、按下設(shè)置鍵，設(shè)置3次投食的時間

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4、按下設(shè)置鍵，設(shè)置換水的時間及最低水位，溫度為多少

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7參考資料

[1]《單片機原理與接口技術(shù)C51版》電子科技大學(xué)出版社2017.06

[2]《基于STC89C52單片機的控制系統(tǒng)設(shè)計》清華大學(xué)出版社2015.11

[3]《全國大學(xué)生電子設(shè)計與制作技能實訓(xùn)》中國電力出版社2015.06

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8附錄

附錄1元器件清單

基于51單片機的定時魚缸

序號元器件型號標(biāo)志數(shù)量

1小晶振32.768A11

2蜂鳴器蜂鳴器B11

5電容10uFC11

6電容20pfC2,C32

7發(fā)光二極管（紅綠黃藍）發(fā)光二極管D13

8排阻//1

9繼電器5v藍色/2

10接線端子/P22

11單排針16pin/1

12單排座16pin/1

13液晶LCD1602LCD11

14三極管8550Q1,Q23

15電阻1KR1,R4,R153

16電阻3KR21

17電阻10KR32

18按鍵SW-PBS1,S2,S3,S4,S56

19D3B水位傳感器//1

20電源插座DCPORTP11

21電源開關(guān)sw-灰色SW11

22單片機STC89C52U21

23晶振11.0592Y11

24IC座DIP8/1

25IC座DIP40/1

26洞洞板15*9/1

27USB電源線或電池盒//1

28導(dǎo)線（待選）//1

29焊錫//1

30DS時鐘模塊//1

313p排針//2

324p排針//1

330832數(shù)摸轉(zhuǎn)換//1

348pic座//1

35按鍵//5

3618b20溫度傳感器//1

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附錄2原理圖

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附錄3PCB板圖

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附錄4產(chǎn)品實物圖

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附錄5程序代碼清單

#include<reg52.h>

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

ucharcodetable1[]="WELCOME";

ucharcodetable2[]="MADEBYXINSHI";

ucharcodetable3[]="SE02:00R02:00";

ucharcodetable4[]="FEEDTIME03WORK";

ucharnum;

ucharcount=0,s1num=0;

charmiao=0,fen=2;

uintfeed=3;

voiddianji();

charmiaojs=0;

charfenjs=0;

charmiaoss=0;

charfenss=2;

//對步進電機接口的定義

sbitD1=P1^0;

sbitD2=P1^1;

sbitD3=P1^2;

sbitD4=P1^3;

//對FUNCYION(S1),ADD(S2),減（s3）按鍵的定義

sbits1=P3^0;

sbits2=P3^1;

sbits3=P3^7;

//對LCD顯示屏控制的端口定義

sbitlcdrs=P3^4;

sbitrw=P3^5;

sbitlcden=P3^6;

//*****************LCD顯示部分用到的延時程序(1)********************

voiddelay(uintn)

{

uintx,y;

for(x=n;x>0;x--)

for(y=110;y>0;y--);

}

//******************LCD寫命令程序*******************************

voidwrite_com(ucharcom)

{

lcdrs=0;

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rw=0;

P2=com;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

//*********************LCD寫數(shù)據(jù)程序******************************

voidwrite_data(uchardate)

{

lcdrs=1;

rw=0;

P2=date;

delay(5);

lcden=1;

delay(5);

lcden=0;

}

//********************開機準(zhǔn)備函數(shù)********************************

voidinit()

{

write_com(0x80);//確定首地址

for(num=0;num<16;num++)

{

write_data(table3[num]);

delay(20);

}

write_com(0x80+0x40);//確定第二行的首地址

for(num=0;num<16;num++)

{

write_data(table4[num]);

delay(20);

}

//計時器初始化

TMOD=0x01;

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

EA=1;

ET0=1;

TR0=1;

}

//顯示需用的函數(shù)

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voidwrite_sfm(ucharadd,uchardate)

{

ucharshi,ge;

shi=date/10;

ge=date%10;

write_com(0x80+add);

write_data(0x30+shi);

write_data(0x30+ge);

}

//**********************按鍵function（S1）程序**********************

voidkeyscan()

{

if(s1==0)

{

delay(5);

if(s1==0)

{

TR0=0;

s1num++;

while(!s1);

if(s1num==1)

if(s1num==2)

{

write_com(0x80+3);

}

if(s1num==3)

{

write_com(0x80+0X40+10);

}

if(s1num==4)

{

s1num=0;

write_com(0x0c);

}

TR0=1;

}

}

//***************按鍵ADD（s2）鍵的子程序****************************

if(s2==0)

25

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

{

delay(5);

if(s2==0)

{

TR0=0;

while(!s2);

if(s1num!=0)

{

if(s1num==1)

{

miao++;

miaoss=miao;

if(miao==60)

miao=0;

miaoss=miao;

fenss=fen;

write_sfm(6,miao);

write_sfm(14,miaoss);

write_sfm(11,fenss);

write_com(0x80+6);//用于恢復(fù)地址

}

if(s1num==2)

{

fen++;

if(fen==60)

fen=0;

fenss=fen;

miaoss=miao;

write_sfm(3,fen);

}

if(s1num==3)

{

feed++;

if(feed==6)

feed=0;

write_com(0x80+0x40+10);

write_data(0x30+feed);

write_com(0x80+0x40+10);

}

}

else{dianji();}

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湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計

TR0=1;

}

}

//**************************計時中斷子程序**************************

voidtimer0()interrupt1

{

TH0=(65536-50000)/256;

TL0=(65536-50000)%256;

count++;

if(count==20)

{

count=0;

miaojs++;

miaoss--;

if(miaoss==-1)

write_sfm(14,miaoss);

if(miaojs==60)

{

miaojs=0;

fenjs++;

if(fenjs==60)

{

fenjs=0;

}

}

}

}

//*******************電機工作時序延時程序************************

voiddelay2(uintq)

{

uintx,y;

for(x=0;x<q;x++)

{

7

for(y=15;y>0;y--);

}

}

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