XX学
毕 业 设 计
专 业：通信工程
班级学号：通信
学生姓名：
指导教师：
二〇XX年X月
XX学科生毕业设计
鱼缸环境控系统设计
Aquarium environment Automatic Control System
专业班级：通信班
学生姓名：
指导教师：
学 院：电子工程学院
20XX 年X 月
摘
收入增加家追求舒适生活成种新趋势家中饲养花鸟鱼虫方面充分体现居室中饲养观赏鱼够心情放松消学工作中疲劳压力处果想养鱼需购买鱼缸现市场存着诸弊端饲养鱼数传统鱼缸需工换水控制光类问题鱼饲养说定困难智鱼缸数体积庞价格昂贵普鱼缸进行智化设计帮助降低价格进行推广需解决问题
针情况课题设计基51单片机智鱼缸系统作品STC89C52模块相互配合进行协调工作够检测鱼缸水位水温控制喂食加氧时间等够满足饲养鱼生存条件够成集装饰欣赏身鱼缸
关键词：51单片机智鱼缸动调整
ABSTRACT
People's income increases so people to pursue a comfortable life will become a new trend Raising flower at home is fully reflected in this regard Breeding and ornamental fish in the bedroom can make people's mood to relax to eliminate fatigue and pressure of study and work is good If you want to breed fish will need to buy fish tank but now the market there are a lot of disadvantages Feeding fish most are using traditional fish tank It requires human change water and control some issues such as illumination it is difficult for fish breeding And the most intelligent tank is bulky and expensive price can't get a good popularity As a result the fish tank in the design of the intelligent to help lower the price it is also a need to solve the problem
Aiming at this situation this topic has designed a intelligent tank system based on 51 single chip microcomputer This work USES STC89C52 make the various modules together to coordinate the work It can detect the tank water level water temperature and oxygen feeding and con
trol time etc Thus can satisfy the conditions of existence of feeding the fish and can be set decoration appreciation use in a fish tank
Key Words：51 single chip microcomputer Intelligent fish tank Automatically adjust
1 引言
11 智鱼缸市场竞争力分析
新世纪科技发展极迅猛物质生活水极提高周围环境舒适程度求变越越着智性化目标发展花鸟鱼虫饲养观赏方面更全面显现够心情放松时学工作中身体心理疲劳着缓解释放作饲养观赏鱼类需鱼缸数饲养者着传统鱼缸种老式鱼缸需工换水加氧补光鱼进行饲养时候存着问题然现市场智化鱼缸价格数较高者没办法接受高昂价格占面积较利搬运价格高昂时外观漂亮性稳定款外观性功品质较错价格符合普通民众需智化鱼缸拥更加广阔市场前景
鱼缸段时间会存定问题市场中类似鱼缸温度控制更换水加氧气鱼缸明等设备说：滤水设备够滤掉水中异物加热设备够水进行加热加氧设备够提高水中含氧量等然种产品种类讲种样功讲种产品效果相产品中数鱼缸智化产品简化需做工作
数鱼缸类产品单独立工方式者电源开关闭键功切换等方式进行操控远远达者设想需求果者购买设备进行独立安装果没系统够全面控制温度加氧气鱼缸明换水等功集合起法性完全相反会导致灵活便利效果达求等情况发生整体性法增强提高目前饲养鱼等水族品行业市场相较功齐全智化鱼缸系统研究制造然属初阶段产品处供应满足需求阶段
12 智鱼缸实现
现国国外水族行业发展情况技术甚鱼缸观赏鱼类种类饲养需求情况需进行分析然行业鱼缸类控制设备研究制造优缺点进行总结进行设计研发制作款拥低廉价格简单操作功齐全鱼缸智控制系统够具节约源调控温度动加氧控制水位调控光食物数量等基功
然界中光水万物生长源变化够改变动物生活性生理变化骆驼环境变化中慢慢适应着没水情况外光光强鱼类影响国外专家直研究数证实光光强鱼类繁殖新陈代谢等活动会重辅助作正光重程度鱼缸设计中成缺考虑素前研究表明光够促进植物光合作吸收二氧化碳然排出氧气点热带鱼身体现非常明显果光线减弱者消失热带鱼法生存
氧气鱼类生长生存必需条件鱼类够非常敏锐感受水中含氧量变化水中缺少氧气时候鱼会浮水面时果时增加水中氧气含量鱼浮水面久鱼会窒息死
智化鱼缸够必需条件满足鱼生存条件需求检测参数实时情况提供饲养者饲养根参数增加者减少光温度氧气传统型鱼缸具备智化鱼缸实现程度够减轻饲养者饲养难度2 整体系统选择方案分析
21整体系统分析
智鱼缸系统设计够满足功：第高低水位检测LM393较器达水位时候较器输出高电第二温度输入够检测鱼缸水温温度进行控制第三加氧功继电器控制气泵实现功通两继电器控制变换相实现正转反转第四喂食功单片机舵机进行操控舵机控制喂食机械装置进行相应运转第五显示功1602液晶够温度预置时间喂食时间充氧时间参数显示屏幕中供者参考
控制系统需完成功求需具备单片机系统键模块电机模块显示模块温度模块红外模块较器模块等等设计控制系统总框图图21示：
图21 系统总框图
22硬件电路模块分析
设计中需显示参数需添加显示模块显示类元件种类
数码成讲相显示模块低焊接较复杂编写程序时候较麻烦够显示数字简单字母设计中
LCD12864液晶屏带字库显示汉字时够显示图片字符然成高体积鱼缸需显示参数减占面积选
LCD1602显示16×2字符控制起较简便够达预想设计效果设计中1602液晶屏作显示元件
外设计中需数数需传感器进行实时监测选DS18B20作温度传感器芯片光敏电阻传感器模块作光强检测元件红外接收器接收红外信号等
3 系统硬件设计
31 STC89C52RC控制模块设计
单片机块微处理器存储器种输入输出接口组合起芯片设计STC89C52芯片STC公司生产芯片该芯片8051核部含Flash E2PROM存储器该元件CMOS器件部程序存储空间8KB部RAM（机读写存储器）512B设计中40脚DIP（双列直插）封装单片机系统原理图图31示：
图31 系统原理图
单片机中两种时钟电路：部者外部时钟电路P30P31两脚连接定时元件部时钟电路方式外接晶振然通分频电路进行分频外部时钟电路方式通常讲制作51单片机硬件电路时候部时钟方式较简洁明然部时钟电路产生
时钟信号稳定相反然外部时钟电路硬件电路部方式显较复杂外部时钟电路产生信号更加稳定性更加外部时钟电路直制作者广泛STC89C52单片机XTAL1XTAL2两引脚外接晶振晶振两端连接电容功帮助晶振起振维持震荡信号稳定
单片机复位电复位手动复位程序动复位三种情况简单电复位通外部复位电路电容进行充电实现键手动复位电复位方式通RST端电阻电源VCC接通实现键脉复位利RC微分电路产生正脉实现
32 温度模块设计
温度传感器温度计核心器件代体感受外界温度变化单片机控制中般DS18B20温度传感器性较稳定占输入输出（IO）口资源少够读温度转成二进制格式然发送单片机进行处理单片机二进制数转变成十进制进行显示设计中需检测水温度变化选择带防水型水温探头DS18B20引脚图图32示：
图32 DS18B20实物图
需单线够单片机进行通信检测温度范围零55度零125度间完全满足正常生物生存温度范围DS18B203引脚引脚功介绍表31示：
表31 DS18B20引脚功介绍
实际中够直接读出测量温度时够根实际求通简单编程实现912位数字值读数方式STC89C52单片机会根DS18B20时序图进行程序初始化数写入数读取工作访问序样：首先DS18B20芯片进行初始化次ROM进行操作存储器数进行访问DS18B20步操作必须严格工作时序通信协议完成例：程序控制DS18B20完成温度转换程通信协议求会三步骤首先次读取者写入数前芯片进行复位操作然复位成功情况发送条ROM指令发送RAM指令样DS18B20完成预定操作DS18B20接收温度转换指令开始启动转换转换完成温度值会16位带符号二进制补码形式存储高速暂存存储器第二字节单片机够通单线接口读取该数读取时候高位面低位前面表32应部分温度值
表32 部分温度值
硬件连接DS18B2051单片机两种连接方法第种VCC外接电源GND接IO接口单片机某IO口相连接第二种寄生电源进行供电时候VDDGND接IO口连接单片机某IO口设计中第种连接方式电路原理图图33示：
图33温度模块电路原理图
实际控制时单片机温度传感器约定代码需温度进行控制时代码44H启动DS18B20进行温度转换需读取暂存器时候需程序中写入BEH代码读取暂存器9字节容暂存器写入数利4EH代码进行表示够数写入暂存器THTL字节读取写入数初始化相通改变数输入输出状态进行相协议需遵守写程序正常进行工作
33 键模块设计
设计中独立键形式键电路种4条输入线连接IO口端键SET0时候VCC电源通R10电阻通键SET0进入GND形成完整通路通路电压完全电阻SET0引脚低电键松开线路会断开电流会通SET0VCC应该等电位相高电通检测该引脚否低电刻知道键
单片机IO口部拉电阻存键连接P1口P1口准双IO口IO口部高电时候反相器变低电MOS会导通部拉电阻存高电果外部没键VCC5V电压然电路中两电阻没压差没电流存位置均高电部低电时候反相器变高电MOS导通单片机IO口低电外部然拉电阻两电阻联关系键单片机IO口输入部状态低电电路原理图图34示：
图34 键电路原理图
34 显示模块设计
设计中液晶屏幕1602液晶屏背光背光两种形式名称中出显示容量两行行16字符工作电压4555V设计中单片机完全满足电压求16引脚引脚介绍表33示：
表33 1602液晶引脚介绍
第脚接电源第二脚接+5V电源第三脚液晶屏幕度调节端接时候度高接正电源时候度低时候添加10K电位器度进行调节第四脚RS寄存器该脚高电时候选择数寄存器相反低电时候选择指令寄存器第十五脚背光源正极十六脚负极第714脚D0D78位数线第六脚端脚高电变低电时候液晶模块执行相应指令引脚中复杂第五脚RW读写信号线端引脚高电进行读操作引脚低电进行写操作
控制器部带80BRAM缓区000F404F址中意址写入显示数时候液晶立显示出写1027者5067址时候必须通移动屏幕指令移入显示区域够进行正常显示原讲次爱控制器进行读取者写入操作前必须进行读写测试确保状态字高位（STA7）0通常实际中51单片机处理数速度快速会慢液晶控制器反应速度STC89C52单片机时候需进行测试程者进行短暂延时分析1602液晶屏时序图解首先需通RS寄存器确定写数写命令写命令包含液晶屏幕光标否显示否闪烁否需移屏什址显示等操作写数需确定需显示什容读写控制端设置写数模式低电然需显示数写入数线中端高电数写入液晶控制器中完成写数操作硬件连接图图35示：
图35 1602液晶模块硬件原理图
35 LED显示模块
设计中加温指示灯加氧指示灯换水指示灯喂食指示灯设置指示灯指示灯利LED发光二极作显示器件发光二极电转变成光简写LED发光二极中PN结具单导电特质般情况LED正额定电流果超额定电流会造成发光二极损坏定电路中串联电阻限制电路中电流硬件原理图图36示：
图36 LED显示模块硬件原理图
硬件原理图知发光二极正极连接起连接VCC（+5V）负极分连接五IO口现Green灯举例灯控制原理相VCC端电压5V果想导通支路需IO口端置低电IO口端低电支路压降电流发光二极正常导通时候假设电压17V电阻电压33V发光二极导通电压17V24V间根欧姆定律知道电阻范围需保证发光二极导通
36 余模块
设计中较器模块光敏模块红外接收模块
设计中光敏电阻传感器模块作检测亮度变化着亮度变化阻值会相应发生变化电阻成光敏电阻阻值般两种变化：第种入射光强时候电阻减入射光弱时候电阻增种正相反入射光强电阻增加入射光弱电阻减灵敏度越高光敏电阻光亮度发生变化时候够感知阻值会相应发生变化
光敏电阻模块环境光线敏感般检测周围环境光线亮度然利单片机进行相应操作模块环境中光线亮度达设定额定值时候DO端会输出高电外界环境光线亮度超设定额定值时候DO端会输出低电DO输出端直接单片机相连接通单片机检测D0端高电者低电判断环境中光强度否发生变化
设计中红外接收目接收红外信号三引脚VCCGNDOUT红外接收头部接收红外发射发射出光信号转换成微弱电信号然信号IC部放器进行放通接收头信号输出引脚输入电器编码识电路中红外编码关键识01红外接收头般接收放解调结合起体头般红外信号接收头解调数01区通常体现高低电时间长短者信号周期原理图图37示：
图37 红外接收原理图
设计LM393较器达水位较器会输出1果水位没达求较器输出0工作电源电压范围宽消耗电流部框图图38示：
图38 LM393部框图
引脚介绍表33示：
表33 LM393引脚介绍
电路中端口需接电路中需较水位高低占两IO口硬件原理图图39示：
图39 较器硬件原理图
4 系统软件设计
41程序设计
首先需设定程序初始状态开中断开关设定基础参数例：温度充氧时间喂食时间等参数显示1602液晶显示屏中然传感器进行初始化设置红外传感器液晶屏幕设定实时扫描状态实时状态进行扫描果扫描程中发现变化参数中断产生变化参数显示屏幕程序流程图图41示：
42 中断子程序设计
中断系统存程度提高51单片机外部者部突发事件进行处理力部5种中断源相五种情况发生时候单片机会停时正操作工作转进行中断程序运行写51单片机定时器程序时候需程序开始定时器中断寄存器做初始化设置通常说初始化程样完成：首先需确定TMOD寄存器值确定T0者T1中断计数器计数器设计中中断计时器0工作方式1初值进行计算IE寄存器进行赋值开放中断TR1者TR0置高电启动定时器设计中参数改变时候中断会启动直解决参数更改问题中断会关闭中断子程序流程图图42示：
图42 中断子程序流程图
43 显示子程序设计
首先屏幕参数进行初始化设定例设定1602液晶显示模式显示开关光标设定确定写命令写数等需设定传感器充氧喂食时间等参数初始值者选择某功时候1602液晶屏进行相应显示参数产生变化时候液晶显示屏会步显示出显示子程序流程图图43示：
图43 显示子程序流程图
5 系统整体调试
51 测试方法
第步连接电源开开关液晶显示功否正常正常屏幕中显示着温度光水位等参数初始值然分改变种传感器设置状态相应数值否出现变化第二步设定定时喂食时间时间喂食设备会工作设定温度衡值传感器检测温度值值时候需开加热装置检测温度值高设定衡值时候加热装置需停止工作第三步水泵开关键水泵会开始鱼缸外面抽水作业鱼缸水位低设定某衡值时候水泵会停止外抽水工作
52 系统调试程
首先需连接电源开开关进入界面时候选择预先设置参数够设定时间定时时间温度系数等参数然通键进行相应选择设置完成实现初始设置目标水泵抽水接鱼缸外水通道
开始键水泵开始鱼缸中外进行抽水缸传感器动检测水位低整体鱼缸某点时候水泵会停止外抽水工作时候关闭抽水开关键鱼缸中注入新水样做完成鱼缸进行换水工作水循环滤功实现水泵抽水连接鱼缸中然水泵开关键进行水循环工作实物图图51示：
图51 智鱼缸系统实物图
结
课题控制芯片51单片机STC89C52作控制器充分发挥部资源制作款智鱼缸系统设计功做出创新：首先检测水位高低次检测温度控制水温相恒定范围第三利继电器控制气泵鱼缸进行换水工作利红外线控制加热量加氧气时间时间显示出
编写程序程中51单片机进步更加充分解更加清晰认识硬件结构指令系统通51单片机学够培养更加迁移性灵活性学知识时够锻炼学新事物力
编写程序时候出现法编译情况通认真分析问题应该语法误初步认定解决办法重新分析程序Keil软件够概显示出错误语句范围相邻行找出现错误通样解决完善处理发生问题
通实际程中出现问题逐解决仅锻炼面问题时处理力积累解决问题办法次智鱼缸课题整体系统调试认识实践理应层面存着距离学目标
参考文献
[1]余发山王福忠单片机原理应技术[M]北京中国矿业学2003
[2]余发山王福忠单片机原理应技术[M]北京中国矿业学2003
[3]张义陈敌北例说8051[M] 民邮电出版社 2006
[4]希传感器应电路[M]北京：电子工业出版社2001
[5]立民CS51系列单片机应系统设计[M]北京：北京航空航天学出版社1990年
[6]陈勇程月波荆蕾单片机原理应：基汇编C51混合编程[M]北京：高等教育出版社2014年
[7]赵炯Linux核完全剖析：基012核[M]北京：机械工业出版社2009年
[8][美]史蒂文斯等UNIX网络编程（卷1）：套接字联网API3版[M]北京：民邮电出版社2010年
[9][美]克尼汉里奇C程序设计语言2版徐宝文李志译[M]北京：机械工业出版社2004年
[10]徐维样刘旭敏单片微型机原理应[M]连理工学出版社1997
[11]赵佩华单片机接口技术应[M]北京机械工业出版社2003
[12]吴义彬继电器户实手册[J]国防工业出版社19926
[13]Simplicity Synthesis Reference Manual Version 60 Simplicity Inc May 2000
[14]IEEE Design Automation Standard Committee EEE Standard Hardware
Description Language based on Verilog Hardware Description Language IEEE 1996
[15]Sealed Lead Acid Handbook [M] Panasonic 1998
致 谢
智鱼缸课题够实现预想功完成课题文工作需感谢指导教师XX教授直进行着孜孜倦教诲厌烦
XX老师蔼亲教学严谨失风趣幽默教信号系统课程留深刻印象作班班老师时毕业设计指导教师偿提供相关资料时提供学设施环境会常繁忙中抽空
课题进行指点里真诚表达感谢情外样指出足宝贵指导意见学校工程实训中心XXXX两位老师表达感谢
时感谢XX学学校四年学时间中里留回忆雄伟教学楼完善实验室留深刻印象尤现——离开学校际课题提供锻炼认真学机遇够前学知识更深刻理解知识结构发展知识综合应力相应提高
里祝福母校拥辉煌未成独具特色国家培养更职教师资学鼓励帮助学老师表达真挚感谢诚挚祝愿
附录：原理图
附录二：程序
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define ulong unsigned long
bit FLAG_DS18B20_Timer 温度转换时间标致
uchar T0TL0T0TH0
uchar Temp_BUFF 实际温度变量
uchar SET_Data[4] 预设数 0预设温度 1预设充氧时间 2：预设喂食时间
uchar Function 功选择数
*配置中断T2时间*
void fligTime(uchar ms)
{
ulong tmp
TMOD 0X01
tmp 1105920012 周期频率
tmp (tmp * ms)1000 计算0001S机器周期
tmp 65536tmp 计算基准周期
tmp tmp +12 消误差
T0TH0 (uchar)(tmp >> 8) 发送基准高八位
T0TL0 (uchar)tmp 低八位
TH0 T0TH0
TL0 T0TL0
ET0 1
TR0 1
}
*LCD数赋值显示*
void LCD_show()
{
uchar LCD_S_Temp[3] 设置温度变量
uchar LCD_Temp[3] 实际温度变量
uchar LCD_Oxygen[4] 充氧时间变量
uchar LCD_Eat[4] 喂食时间变量
*预设温度显示*
LCD_S_Temp[0] (SET_Data[0]10)+'0'
LCD_S_Temp[1] (SET_Data[0]10)+'0'
LCD_S_Temp[2] '\0'
LCD1602_ShowStr(70LCD_S_Temp)
*实际温度显示*
LCD_Temp[0] (Temp_BUFF10)+'0'
LCD_Temp[1] (Temp_BUFF10)+'0'
LCD_Temp[2] '\0'
LCD1602_ShowStr(140LCD_Temp)
*预设充氧时间显示*
LCD_Oxygen[0] (SET_Data[1]10)+'0'
LCD_Oxygen[1] (SET_Data[1]10)+'0'
LCD_Oxygen[2] '\0'
LCD1602_ShowStr(141LCD_Oxygen)
*预设喂食时间显示*
LCD_Eat[0] (SET_Data[2]100)+'0'
LCD_Eat[1] (SET_Data[2]1010)+'0'
LCD_Eat[2] (SET_Data[2]10)+'0'
LCD_Eat[3] '\0'
LCD1602_ShowStr(41LCD_Eat)
}
*器件初始化*
void Drive_Init()
{
fligTime(1) T2初始化
HS0038_Init() 红外初始化
LCD1602_Init() 液晶初始
LCD1602_ShowStr(00S_Temp Temp )初始液晶显示
LCD1602_ShowStr(01Eat Oxygen )
}
void main()
{
Drive_Init()
EA 1
PX1 1
while(1)
{
Get_Tempareture(&Temp_BUFF) 扫描温度
Heating_OUT(Temp_BUFF SET_Data[0]) 扫描输出
Water_level() 扫描换水
KEY_Scan(SET_Data 25 0&Function) 扫描键
Infrared_Handling(SET_Data&Function250)扫描红外
ADD_Oxygen(&SET_Data[1]) 扫描充氧
ADD_Eat(&SET_Data[2]) 扫描喂食
Intelligent_Light() 扫描关
LCD_show() 扫描显示
}
}
void Timer2() interrupt 1
{
static uchar abc
TH0 T0TH0
TL0 T0TL0
a++
if(a>100) 1s
{
a 0
c++
if(c>10)
{
c 0
FLAG_DS18B20_Timer 1 1S 启动次温度转换
FLAG_KEY_Time 1 1S
b++
if(b>60) 1分钟
{
b 0
FLAG_Oxygen_Time 1 加氧1分钟计时
FLAG_Eat_Time 1 喂食1分钟计时
}
}
}
}
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毕 业 设 计
专 业：通信工程
班级学号：通信
学生姓名：
指导教师：
二〇XX年X月
XX学科生毕业设计
鱼缸环境控系统设计
Aquarium environment Automatic Control System
专业班级：通信班
学生姓名：
指导教师：
学 院：电子工程学院
20XX 年X 月
摘
收入增加家追求舒适生活成种新趋势家中饲养花鸟鱼虫方面充分体现居室中饲养观赏鱼够心情放松消学工作中疲劳压力处果想养鱼需购买鱼缸现市场存着诸弊端饲养鱼数传统鱼缸需工换水控制光类问题鱼饲养说定困难智鱼缸数体积庞价格昂贵普鱼缸进行智化设计帮助降低价格进行推广需解决问题
针情况课题设计基51单片机智鱼缸系统作品STC89C52模块相互配合进行协调工作够检测鱼缸水位水温控制喂食加氧时间等够满足饲养鱼生存条件够成集装饰欣赏身鱼缸
关键词：51单片机智鱼缸动调整
ABSTRACT
People's income increases so people to pursue a comfortable life will become a new trend Raising flower at home is fully reflected in this regard Breeding and ornamental fish in the bedroom can make people's mood to relax to eliminate fatigue and pressure of study and work is good If you want to breed fish will need to buy fish tank but now the market there are a lot of disadvantages Feeding fish most are using traditional fish tank It requires human change water and control some issues such as illumination it is difficult for fish breeding And the most intelligent tank is bulky and expensive price can't get a good popularity As a result the fish tank in the design of the intelligent to help lower the price it is also a need to solve the problem
Aiming at this situation this topic has designed a intelligent tank system based on 51 single chip microcomputer This work USES STC89C52 make the various modules together to coordinate the work It can detect the tank water level water temperature and oxygen feeding and con
trol time etc Thus can satisfy the conditions of existence of feeding the fish and can be set decoration appreciation use in a fish tank
Key Words：51 single chip microcomputer Intelligent fish tank Automatically adjust
1 引言
11 智鱼缸市场竞争力分析
新世纪科技发展极迅猛物质生活水极提高周围环境舒适程度求变越越着智性化目标发展花鸟鱼虫饲养观赏方面更全面显现够心情放松时学工作中身体心理疲劳着缓解释放作饲养观赏鱼类需鱼缸数饲养者着传统鱼缸种老式鱼缸需工换水加氧补光鱼进行饲养时候存着问题然现市场智化鱼缸价格数较高者没办法接受高昂价格占面积较利搬运价格高昂时外观漂亮性稳定款外观性功品质较错价格符合普通民众需智化鱼缸拥更加广阔市场前景
鱼缸段时间会存定问题市场中类似鱼缸温度控制更换水加氧气鱼缸明等设备说：滤水设备够滤掉水中异物加热设备够水进行加热加氧设备够提高水中含氧量等然种产品种类讲种样功讲种产品效果相产品中数鱼缸智化产品简化需做工作
数鱼缸类产品单独立工方式者电源开关闭键功切换等方式进行操控远远达者设想需求果者购买设备进行独立安装果没系统够全面控制温度加氧气鱼缸明换水等功集合起法性完全相反会导致灵活便利效果达求等情况发生整体性法增强提高目前饲养鱼等水族品行业市场相较功齐全智化鱼缸系统研究制造然属初阶段产品处供应满足需求阶段
12 智鱼缸实现
现国国外水族行业发展情况技术甚鱼缸观赏鱼类种类饲养需求情况需进行分析然行业鱼缸类控制设备研究制造优缺点进行总结进行设计研发制作款拥低廉价格简单操作功齐全鱼缸智控制系统够具节约源调控温度动加氧控制水位调控光食物数量等基功
然界中光水万物生长源变化够改变动物生活性生理变化骆驼环境变化中慢慢适应着没水情况外光光强鱼类影响国外专家直研究数证实光光强鱼类繁殖新陈代谢等活动会重辅助作正光重程度鱼缸设计中成缺考虑素前研究表明光够促进植物光合作吸收二氧化碳然排出氧气点热带鱼身体现非常明显果光线减弱者消失热带鱼法生存
氧气鱼类生长生存必需条件鱼类够非常敏锐感受水中含氧量变化水中缺少氧气时候鱼会浮水面时果时增加水中氧气含量鱼浮水面久鱼会窒息死
智化鱼缸够必需条件满足鱼生存条件需求检测参数实时情况提供饲养者饲养根参数增加者减少光温度氧气传统型鱼缸具备智化鱼缸实现程度够减轻饲养者饲养难度2 整体系统选择方案分析
21整体系统分析
智鱼缸系统设计够满足功：第高低水位检测LM393较器达水位时候较器输出高电第二温度输入够检测鱼缸水温温度进行控制第三加氧功继电器控制气泵实现功通两继电器控制变换相实现正转反转第四喂食功单片机舵机进行操控舵机控制喂食机械装置进行相应运转第五显示功1602液晶够温度预置时间喂食时间充氧时间参数显示屏幕中供者参考
控制系统需完成功求需具备单片机系统键模块电机模块显示模块温度模块红外模块较器模块等等设计控制系统总框图图21示：
图21 系统总框图
22硬件电路模块分析
设计中需显示参数需添加显示模块显示类元件种类
数码成讲相显示模块低焊接较复杂编写程序时候较麻烦够显示数字简单字母设计中
LCD12864液晶屏带字库显示汉字时够显示图片字符然成高体积鱼缸需显示参数减占面积选
LCD1602显示16×2字符控制起较简便够达预想设计效果设计中1602液晶屏作显示元件
外设计中需数数需传感器进行实时监测选DS18B20作温度传感器芯片光敏电阻传感器模块作光强检测元件红外接收器接收红外信号等
3 系统硬件设计
31 STC89C52RC控制模块设计
单片机块微处理器存储器种输入输出接口组合起芯片设计STC89C52芯片STC公司生产芯片该芯片8051核部含Flash E2PROM存储器该元件CMOS器件部程序存储空间8KB部RAM（机读写存储器）512B设计中40脚DIP（双列直插）封装单片机系统原理图图31示：
图31 系统原理图
单片机中两种时钟电路：部者外部时钟电路P30P31两脚连接定时元件部时钟电路方式外接晶振然通分频电路进行分频外部时钟电路方式通常讲制作51单片机硬件电路时候部时钟方式较简洁明然部时钟电路产生
时钟信号稳定相反然外部时钟电路硬件电路部方式显较复杂外部时钟电路产生信号更加稳定性更加外部时钟电路直制作者广泛STC89C52单片机XTAL1XTAL2两引脚外接晶振晶振两端连接电容功帮助晶振起振维持震荡信号稳定
单片机复位电复位手动复位程序动复位三种情况简单电复位通外部复位电路电容进行充电实现键手动复位电复位方式通RST端电阻电源VCC接通实现键脉复位利RC微分电路产生正脉实现
32 温度模块设计
温度传感器温度计核心器件代体感受外界温度变化单片机控制中般DS18B20温度传感器性较稳定占输入输出（IO）口资源少够读温度转成二进制格式然发送单片机进行处理单片机二进制数转变成十进制进行显示设计中需检测水温度变化选择带防水型水温探头DS18B20引脚图图32示：
图32 DS18B20实物图
需单线够单片机进行通信检测温度范围零55度零125度间完全满足正常生物生存温度范围DS18B203引脚引脚功介绍表31示：
表31 DS18B20引脚功介绍
实际中够直接读出测量温度时够根实际求通简单编程实现912位数字值读数方式STC89C52单片机会根DS18B20时序图进行程序初始化数写入数读取工作访问序样：首先DS18B20芯片进行初始化次ROM进行操作存储器数进行访问DS18B20步操作必须严格工作时序通信协议完成例：程序控制DS18B20完成温度转换程通信协议求会三步骤首先次读取者写入数前芯片进行复位操作然复位成功情况发送条ROM指令发送RAM指令样DS18B20完成预定操作DS18B20接收温度转换指令开始启动转换转换完成温度值会16位带符号二进制补码形式存储高速暂存存储器第二字节单片机够通单线接口读取该数读取时候高位面低位前面表32应部分温度值
表32 部分温度值
硬件连接DS18B2051单片机两种连接方法第种VCC外接电源GND接IO接口单片机某IO口相连接第二种寄生电源进行供电时候VDDGND接IO口连接单片机某IO口设计中第种连接方式电路原理图图33示：
图33温度模块电路原理图
实际控制时单片机温度传感器约定代码需温度进行控制时代码44H启动DS18B20进行温度转换需读取暂存器时候需程序中写入BEH代码读取暂存器9字节容暂存器写入数利4EH代码进行表示够数写入暂存器THTL字节读取写入数初始化相通改变数输入输出状态进行相协议需遵守写程序正常进行工作
33 键模块设计
设计中独立键形式键电路种4条输入线连接IO口端键SET0时候VCC电源通R10电阻通键SET0进入GND形成完整通路通路电压完全电阻SET0引脚低电键松开线路会断开电流会通SET0VCC应该等电位相高电通检测该引脚否低电刻知道键
单片机IO口部拉电阻存键连接P1口P1口准双IO口IO口部高电时候反相器变低电MOS会导通部拉电阻存高电果外部没键VCC5V电压然电路中两电阻没压差没电流存位置均高电部低电时候反相器变高电MOS导通单片机IO口低电外部然拉电阻两电阻联关系键单片机IO口输入部状态低电电路原理图图34示：
图34 键电路原理图
34 显示模块设计
设计中液晶屏幕1602液晶屏背光背光两种形式名称中出显示容量两行行16字符工作电压4555V设计中单片机完全满足电压求16引脚引脚介绍表33示：
表33 1602液晶引脚介绍
第脚接电源第二脚接+5V电源第三脚液晶屏幕度调节端接时候度高接正电源时候度低时候添加10K电位器度进行调节第四脚RS寄存器该脚高电时候选择数寄存器相反低电时候选择指令寄存器第十五脚背光源正极十六脚负极第714脚D0D78位数线第六脚端脚高电变低电时候液晶模块执行相应指令引脚中复杂第五脚RW读写信号线端引脚高电进行读操作引脚低电进行写操作
控制器部带80BRAM缓区000F404F址中意址写入显示数时候液晶立显示出写1027者5067址时候必须通移动屏幕指令移入显示区域够进行正常显示原讲次爱控制器进行读取者写入操作前必须进行读写测试确保状态字高位（STA7）0通常实际中51单片机处理数速度快速会慢液晶控制器反应速度STC89C52单片机时候需进行测试程者进行短暂延时分析1602液晶屏时序图解首先需通RS寄存器确定写数写命令写命令包含液晶屏幕光标否显示否闪烁否需移屏什址显示等操作写数需确定需显示什容读写控制端设置写数模式低电然需显示数写入数线中端高电数写入液晶控制器中完成写数操作硬件连接图图35示：
图35 1602液晶模块硬件原理图
35 LED显示模块
设计中加温指示灯加氧指示灯换水指示灯喂食指示灯设置指示灯指示灯利LED发光二极作显示器件发光二极电转变成光简写LED发光二极中PN结具单导电特质般情况LED正额定电流果超额定电流会造成发光二极损坏定电路中串联电阻限制电路中电流硬件原理图图36示：
图36 LED显示模块硬件原理图
硬件原理图知发光二极正极连接起连接VCC（+5V）负极分连接五IO口现Green灯举例灯控制原理相VCC端电压5V果想导通支路需IO口端置低电IO口端低电支路压降电流发光二极正常导通时候假设电压17V电阻电压33V发光二极导通电压17V24V间根欧姆定律知道电阻范围需保证发光二极导通
36 余模块
设计中较器模块光敏模块红外接收模块
设计中光敏电阻传感器模块作检测亮度变化着亮度变化阻值会相应发生变化电阻成光敏电阻阻值般两种变化：第种入射光强时候电阻减入射光弱时候电阻增种正相反入射光强电阻增加入射光弱电阻减灵敏度越高光敏电阻光亮度发生变化时候够感知阻值会相应发生变化
光敏电阻模块环境光线敏感般检测周围环境光线亮度然利单片机进行相应操作模块环境中光线亮度达设定额定值时候DO端会输出高电外界环境光线亮度超设定额定值时候DO端会输出低电DO输出端直接单片机相连接通单片机检测D0端高电者低电判断环境中光强度否发生变化
设计中红外接收目接收红外信号三引脚VCCGNDOUT红外接收头部接收红外发射发射出光信号转换成微弱电信号然信号IC部放器进行放通接收头信号输出引脚输入电器编码识电路中红外编码关键识01红外接收头般接收放解调结合起体头般红外信号接收头解调数01区通常体现高低电时间长短者信号周期原理图图37示：
图37 红外接收原理图
设计LM393较器达水位较器会输出1果水位没达求较器输出0工作电源电压范围宽消耗电流部框图图38示：
图38 LM393部框图
引脚介绍表33示：
表33 LM393引脚介绍
电路中端口需接电路中需较水位高低占两IO口硬件原理图图39示：
图39 较器硬件原理图
4 系统软件设计
41程序设计
首先需设定程序初始状态开中断开关设定基础参数例：温度充氧时间喂食时间等参数显示1602液晶显示屏中然传感器进行初始化设置红外传感器液晶屏幕设定实时扫描状态实时状态进行扫描果扫描程中发现变化参数中断产生变化参数显示屏幕程序流程图图41示：
42 中断子程序设计
中断系统存程度提高51单片机外部者部突发事件进行处理力部5种中断源相五种情况发生时候单片机会停时正操作工作转进行中断程序运行写51单片机定时器程序时候需程序开始定时器中断寄存器做初始化设置通常说初始化程样完成：首先需确定TMOD寄存器值确定T0者T1中断计数器计数器设计中中断计时器0工作方式1初值进行计算IE寄存器进行赋值开放中断TR1者TR0置高电启动定时器设计中参数改变时候中断会启动直解决参数更改问题中断会关闭中断子程序流程图图42示：
图42 中断子程序流程图
43 显示子程序设计
首先屏幕参数进行初始化设定例设定1602液晶显示模式显示开关光标设定确定写命令写数等需设定传感器充氧喂食时间等参数初始值者选择某功时候1602液晶屏进行相应显示参数产生变化时候液晶显示屏会步显示出显示子程序流程图图43示：
图43 显示子程序流程图
5 系统整体调试
51 测试方法
第步连接电源开开关液晶显示功否正常正常屏幕中显示着温度光水位等参数初始值然分改变种传感器设置状态相应数值否出现变化第二步设定定时喂食时间时间喂食设备会工作设定温度衡值传感器检测温度值值时候需开加热装置检测温度值高设定衡值时候加热装置需停止工作第三步水泵开关键水泵会开始鱼缸外面抽水作业鱼缸水位低设定某衡值时候水泵会停止外抽水工作
52 系统调试程
首先需连接电源开开关进入界面时候选择预先设置参数够设定时间定时时间温度系数等参数然通键进行相应选择设置完成实现初始设置目标水泵抽水接鱼缸外水通道
开始键水泵开始鱼缸中外进行抽水缸传感器动检测水位低整体鱼缸某点时候水泵会停止外抽水工作时候关闭抽水开关键鱼缸中注入新水样做完成鱼缸进行换水工作水循环滤功实现水泵抽水连接鱼缸中然水泵开关键进行水循环工作实物图图51示：
图51 智鱼缸系统实物图
结
课题控制芯片51单片机STC89C52作控制器充分发挥部资源制作款智鱼缸系统设计功做出创新：首先检测水位高低次检测温度控制水温相恒定范围第三利继电器控制气泵鱼缸进行换水工作利红外线控制加热量加氧气时间时间显示出
编写程序程中51单片机进步更加充分解更加清晰认识硬件结构指令系统通51单片机学够培养更加迁移性灵活性学知识时够锻炼学新事物力
编写程序时候出现法编译情况通认真分析问题应该语法误初步认定解决办法重新分析程序Keil软件够概显示出错误语句范围相邻行找出现错误通样解决完善处理发生问题
通实际程中出现问题逐解决仅锻炼面问题时处理力积累解决问题办法次智鱼缸课题整体系统调试认识实践理应层面存着距离学目标
参考文献
[1]余发山王福忠单片机原理应技术[M]北京中国矿业学2003
[2]余发山王福忠单片机原理应技术[M]北京中国矿业学2003
[3]张义陈敌北例说8051[M] 民邮电出版社 2006
[4]希传感器应电路[M]北京：电子工业出版社2001
[5]立民CS51系列单片机应系统设计[M]北京：北京航空航天学出版社1990年
[6]陈勇程月波荆蕾单片机原理应：基汇编C51混合编程[M]北京：高等教育出版社2014年
[7]赵炯Linux核完全剖析：基012核[M]北京：机械工业出版社2009年
[8][美]史蒂文斯等UNIX网络编程（卷1）：套接字联网API3版[M]北京：民邮电出版社2010年
[9][美]克尼汉里奇C程序设计语言2版徐宝文李志译[M]北京：机械工业出版社2004年
[10]徐维样刘旭敏单片微型机原理应[M]连理工学出版社1997
[11]赵佩华单片机接口技术应[M]北京机械工业出版社2003
[12]吴义彬继电器户实手册[J]国防工业出版社19926
[13]Simplicity Synthesis Reference Manual Version 60 Simplicity Inc May 2000
[14]IEEE Design Automation Standard Committee EEE Standard Hardware
Description Language based on Verilog Hardware Description Language IEEE 1996
[15]Sealed Lead Acid Handbook [M] Panasonic 1998
致 谢
智鱼缸课题够实现预想功完成课题文工作需感谢指导教师XX教授直进行着孜孜倦教诲厌烦
XX老师蔼亲教学严谨失风趣幽默教信号系统课程留深刻印象作班班老师时毕业设计指导教师偿提供相关资料时提供学设施环境会常繁忙中抽空
课题进行指点里真诚表达感谢情外样指出足宝贵指导意见学校工程实训中心XXXX两位老师表达感谢
时感谢XX学学校四年学时间中里留回忆雄伟教学楼完善实验室留深刻印象尤现——离开学校际课题提供锻炼认真学机遇够前学知识更深刻理解知识结构发展知识综合应力相应提高
里祝福母校拥辉煌未成独具特色国家培养更职教师资学鼓励帮助学老师表达真挚感谢诚挚祝愿
附录：原理图
附录二：程序
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define ulong unsigned long
bit FLAG_DS18B20_Timer 温度转换时间标致
uchar T0TL0T0TH0
uchar Temp_BUFF 实际温度变量
uchar SET_Data[4] 预设数 0预设温度 1预设充氧时间 2：预设喂食时间
uchar Function 功选择数
*配置中断T2时间*
void fligTime(uchar ms)
{
ulong tmp
TMOD 0X01
tmp 1105920012 周期频率
tmp (tmp * ms)1000 计算0001S机器周期
tmp 65536tmp 计算基准周期
tmp tmp +12 消误差
T0TH0 (uchar)(tmp >> 8) 发送基准高八位
T0TL0 (uchar)tmp 低八位
TH0 T0TH0
TL0 T0TL0
ET0 1
TR0 1
}
*LCD数赋值显示*
void LCD_show()
{
uchar LCD_S_Temp[3] 设置温度变量
uchar LCD_Temp[3] 实际温度变量
uchar LCD_Oxygen[4] 充氧时间变量
uchar LCD_Eat[4] 喂食时间变量
*预设温度显示*
LCD_S_Temp[0] (SET_Data[0]10)+'0'
LCD_S_Temp[1] (SET_Data[0]10)+'0'
LCD_S_Temp[2] '\0'
LCD1602_ShowStr(70LCD_S_Temp)
*实际温度显示*
LCD_Temp[0] (Temp_BUFF10)+'0'
LCD_Temp[1] (Temp_BUFF10)+'0'
LCD_Temp[2] '\0'
LCD1602_ShowStr(140LCD_Temp)
*预设充氧时间显示*
LCD_Oxygen[0] (SET_Data[1]10)+'0'
LCD_Oxygen[1] (SET_Data[1]10)+'0'
LCD_Oxygen[2] '\0'
LCD1602_ShowStr(141LCD_Oxygen)
*预设喂食时间显示*
LCD_Eat[0] (SET_Data[2]100)+'0'
LCD_Eat[1] (SET_Data[2]1010)+'0'
LCD_Eat[2] (SET_Data[2]10)+'0'
LCD_Eat[3] '\0'
LCD1602_ShowStr(41LCD_Eat)
}
*器件初始化*
void Drive_Init()
{
fligTime(1) T2初始化
HS0038_Init() 红外初始化
LCD1602_Init() 液晶初始
LCD1602_ShowStr(00S_Temp Temp )初始液晶显示
LCD1602_ShowStr(01Eat Oxygen )
}
void main()
{
Drive_Init()
EA 1
PX1 1
while(1)
{
Get_Tempareture(&Temp_BUFF) 扫描温度
Heating_OUT(Temp_BUFF SET_Data[0]) 扫描输出
Water_level() 扫描换水
KEY_Scan(SET_Data 25 0&Function) 扫描键
Infrared_Handling(SET_Data&Function250)扫描红外
ADD_Oxygen(&SET_Data[1]) 扫描充氧
ADD_Eat(&SET_Data[2]) 扫描喂食
Intelligent_Light() 扫描关
LCD_show() 扫描显示
}
}
void Timer2() interrupt 1
{
static uchar abc
TH0 T0TH0
TL0 T0TL0
a++
if(a>100) 1s
{
a 0
c++
if(c>10)
{
c 0
FLAG_DS18B20_Timer 1 1S 启动次温度转换
FLAG_KEY_Time 1 1S
b++
if(b>60) 1分钟
{
b 0
FLAG_Oxygen_Time 1 加氧1分钟计时
FLAG_Eat_Time 1 喂食1分钟计时
}
}
}
}
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