编号：
CP-51-2021-055-LW
设计摘要：
本论文以STC89C52单片机为核心控制器，结合其他模块，设计了一种智能水表系统。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，用于获取输入数据并进行处理，控制输出部分。输入部分包括YF-S401流量检测模块、独立按键和供电电路，用于检测瞬时流量、设置累计流量最大值和提供系统供电。输出部分包括LCD1602显示模块、继电器控制水泵和蜂鸣器，用于显示瞬时流量、总计流量和累计流量最大值，并实现对水泵的控制和报警功能。通过该智能水表系统，用户可以方便地监测和控制水流量。系统具有准确的流量检测、灵活的操作方式和直观的数据展示功能。当总计流量超过设定的最大值时，系统会自动停止水泵工作并发出报警，提醒用户注意。该系统的设计和实现为校园生活中的水资源管理提供了一种智能化的解决方案。
关键词：单片机；水流量检测；继电器
字数：9000+
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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 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 水流量检测实物测试
5.3 设置水流量阈值实物测试
5.4 按键关闭报警实物测试
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律。因此，其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。从实际情况看，流量计计量控制存在着一些问题，如精度不高，准确度不稳定，操作工操作不规范等。主要原因是，人们很重视流量计的选择及使用，而不把计量控制当作一个系统来统盘考虑，往往忽视了影响准确计量的一些因素，如误差随流量大小变化而变化、校验方法不当、不规范操作。施工中，管道部分由工艺设备部门负责，计量控制部分由计量部门负责，全部安装完毕，由校验人员到现场摸索着校验，这样就很难达到预期效果。本文设计了一款水流量系统，主要实现了利用流量检测模块来检测水流量，并通过LCD1602显示当前水流量和总的水流量，同时，可通过按键设置总的水流量的大小，当总计流量大于累计流量最大值时，蜂鸣器报警等功能，本次水流量检测的研究具有重要的现实意义。
1.2 国内外研究现状
2018年赵伟，于芳芳，孙哲，韩冰，白鹤公开发明了一种基于水流量监测的智能水开关控制系统,包括水管,水槽,水流计,红外热释电传感器,光敏传感器,压力传感器,电磁阀,单片机控制电路,显示屏,电源模块;所述水流计一端与水管相连,所述水流计另一端与单片机控制电路相连,所述红外热释电传感器与水管相固定,所述红外释热电传感器一端与单片机控制电路连接,所述压力传感器与光敏传感器与水槽相固定,所述压力传感器与光敏传感器一端与单片机控制电路相连,所述显示屏与单片机控制电路连接,所述电源模块依次与单片机控制电路和电磁阀连接.本实用新型实现水位检测,自动水开关,智能控制,自行监测的功能,具有结构简单,操作方便的特点,同时达到了节能减排,智能控制的目的[1]。
2019年王小红，罗芳，张志亮设计一个以STC89C52单片机为核心的水流量检测系统,利用检测管道流量的涡轮流量计来采集流量控制信息,然后将与流量成正比的脉冲信号传给单片机,经过单片机转换为流量数据,在液晶屏幕LCD12864中显示出来,并提供可以调节的高,低流量报警功能,同时通过485通讯端口将流量数据传输到上位机[2]。
2011年小威廉·萨维尔，WF该隐，VL 班加罗尔发明旨在实现一种智能水管理灌溉系统，用于监控计费站点的总用水量，并通过调整用于灌溉的水量来防止累计用水量超过水预算。为每个灌溉区选择灌溉区优先级值，这些灌溉区指定区域中的树叶可以存活并保存在智能水管理灌溉 （IWMI） 控制器中的全水需求百分比。IWMI控制器接收来自物业水表的用水量信息，并将测量的用水量与允许的用水预算进行比较。家庭用水和景观用水（灌溉）分别跟踪。在每个灌溉周期之前，IWMI控制器估计景观和家庭使用在计费周期的剩余时间内所需的水量;家庭使用优先于景观使用。如果水预算将支持两者，灌溉可以正常进行。如果预算不支持两者，则 IWMI 控制器将估计计费周期剩余时间内所需的水量（如果只为每个景观区域分配了优先浇水量）。如果水预算将支持优先灌溉，景观浇水可以以优先灌溉模式进行。如果水预算不支持优先灌溉浇水，则跳过灌溉周期，并在下一个灌溉周期之前重新计算用水量估算值[3]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计以STC89C52单片机为核心控制器，结合其他模块，设计了一种智能水表系统。通过YF-S401流量检测模块、独立按键和供电电路，系统能够实时检测瞬时流量、设置累计流量最大值，并提供稳定的电源供应。通过LCD1602显示模块、继电器控制水泵和蜂鸣器，系统能够直观地显示瞬时流量、总计流量和累计流量最大值，并实现对水泵的控制和报警功能。通过该智能水表系统，用户可以方便地监测和控制水流量，为校园生活中的水资源管理提供了一种智能化的解决方案。
