**单片机设计介绍，基于单片机分舱式电开水炉位控制系统

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机分舱式电开水炉位控制系统概要主要涉及通过单片机对电开水炉的各个舱位进行精确控制，实现水位、温度等参数的自动监测与调节，确保开水炉的安全、高效运行。

一、系统概述

该控制系统采用单片机作为核心控制器，结合水位传感器、温度传感器等外围设备，对电开水炉的各个舱位进行实时监测与控制。通过精确控制加热元件的工作状态，实现水温的自动调节和水位的自动维持，提高开水炉的工作效率和使用寿命。

二、硬件设计

单片机选型：选用性能稳定、功能强大的单片机，如STM32系列，以满足系统对数据处理和控制的需求。
水位传感器：选用高精度、高可靠性的水位传感器，实时监测各个舱位的水位变化，确保水位信息的准确性。
温度传感器：采用温度传感器实时监测水温，为单片机提供准确的温度数据，以便进行温度控制。
加热元件：选用合适的加热元件，如电热管或加热片等，根据单片机的控制指令进行加热或停止加热。
三、软件设计

初始化设置：对单片机进行初始化设置，包括I/O口配置、中断设置等，确保系统能够正常工作。
数据采集与处理：通过单片机读取水位传感器和温度传感器的数据，进行数据处理和分析，判断当前的水位和温度状态。
控制算法实现：根据水位和温度状态，实现相应的控制算法，如PID算法等，计算出加热元件的工作状态。
指令发送与执行：将计算出的加热元件工作状态转换为控制指令，通过单片机发送给加热元件，实现加热或停止加热的操作。
四、系统功能

水位控制：系统能够实时监测各个舱位的水位变化，当水位低于设定值时，自动启动加水程序，确保水位维持在安全范围内。
温度控制：系统能够根据设定的温度值，自动调节加热元件的工作状态，实现水温的精确控制。当水温达到设定值时，自动停止加热，防止水温过高。
故障报警：系统具备故障检测和报警功能，当出现水位异常、温度异常或加热元件故障等情况时，能够自动发出报警信号，提醒用户及时处理。
五、总结与展望

基于单片机分舱式电开水炉位控制系统通过单片机对电开水炉的各个舱位进行精确控制，实现了水位和温度的自动监测与调节。该系统具有结构简单、控制精确、安全可靠等优点，可广泛应用于学校、医院、工厂等场所的开水供应系统。未来，随着物联网技术的发展，该系统还可以与智能设备连接，实现远程监控和管理，提高开水炉的智能化水平。

二、功能设计

说明：K1设置按键，用来设置设定报警水位和加热目标水温。K2增加，K3减少。K4确定，只有确定后设置的报警值才有用。
设定报警水位和目标水温后，当温度小于目标温度则加热，当水位小于设定水位时则报警，当温度大于目标温度时，停
止加热并打开电磁阀，沸水进入保温腔。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25