我国的水资源情况并不乐观，对于节省水资源方面的问题已经引起了社会各界的广泛关注。基于这一现状，本课题设计对家用水流量进行实时的监测。硬件部分，采用STM32作为主控芯片，用DS18B20数字式温度传感器采集水温，选用霍尔式水流量传感器采集水流量，显示屏选取的是LCD12864液晶屏，把测量到的温度、水流量以及价格显示在LCD液晶屏上。软件部分，使用C语言，在KEIL5上编写，主要可分为四个模块温度采集模块、 水流量采集模块、水价调整模块、液晶屏显示模块。通过本设计，可以让用户可以清楚地知道即时的水温，以及当前的用水情况，为之后的用水做出一定的规划。既提高了用户的生活质量，也增强了用户的节约用水的意识。
Keywords: STM32；The sensor；design目录
1. 绪论 5
1.1研究背景 5
1.2主要工作 5
2. 设计方案 6
2.1主控芯片单片机的选择 6
2.2温度传感器的选择 8
2.3水流量传感器的选择 9
2.4显示模块的选择 10
2.5方案确定 11
3. 系统硬部分设计 12
3.1单片机 12
3.2温度传感器 12
3.3水流量传感器 14
3.4液晶显示 16
4. 软件部分设计 19
4.1概论 19
4.2系统总程序流程图 19
4.3温度采集模块 20
4.4水流量采集模块 21
4.5水价调整模块 22
4.6 液晶显示模块 23
5. 系统调试 24
6. 结语 27
参考文献 28
致谢 29
绪论
1.1研究背景
随着人民生活水平、条件持续优化提高，人们对于生活品质的需求也逐步变高。而另一方面，水资源是让人类生存发展的重要物质保证，对于维持区域的经济发展、社会稳定和生态安全起着无法代替的作用[1]。我国的水资源情况并不乐观[2]，对于节省水资源方面的问题已经引起了社会各界广泛的关注。本课题就是基于这一现状，通过使 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
用单片机来实现对于家庭用水情况的监测。首先是使用温度传感器来对家庭用水的温度进行采集，让人们可以清楚地知道实时的水温，通过家里的水龙头来调节到自己想要的温度，提高人们的生活质量。另一方面，通过水流量传感器采集水流量状况，然后通过计算得出水价，让人们能清晰地认识到自己的用水情况，方便人们对自己之后用水量做出一个规划，提高人们的节约用水的意识。
1.2主要工作
本课题设计的目的是完成可以实时监测家庭用水的温度、用水量以及对应用水量的水价的系统，主要由软件部分和硬件部分这两个部分组成。
本次设计选用STM32芯片作为主芯片，然后软件部分分为两块，一块是温度采集的程序设计，另一块则是对于家用水流量采集的程序设计，然后通过单片机对于水的单格和水流量进行乘法计算，得出水价。最后再通过LCD显示出水的实时温度、单价、实时水流量、使用水的总量以及水价。
本文首先对所需要的芯片、传感器等进行一些介绍和对比，挑选出符合本设计的芯片以及传感器。然后是对硬件部分进行介绍，贴出原理图，写出相关的工作参数。之后是对软件部分进行介绍，画出相应的框图。最后则是对于整个系统进行调试，测试相关的参数，查看它的完成效果。
设计方案
2.1主控芯片单片机的选择
单片机是出货量最大的一类计算机[3]。近些年来，它在众多领域之中得到了普遍的使用[4]。现在，它与人们的生产活动已经产生了不可分割的联系，对于人们的生产和生活起到了非常重大的影响，让生活变得更加的便利。从信号的采集、信号的处理到信号的传输都可以通过单片机来实现。伴随着网络的普及，现在很多的电子设备都需要与网络连接来使用，如电脑、手机等。并且它们对于计算方面以及对于智能化方面的要求也是越来越高。单片机的性能逐渐不能与产品日趋变高的要求相匹配，对于设备的研发工作也变得逐渐复杂。微电子技术在不断的发展，由此，芯片变得越来越便宜，功能则变得越来越强，对于嵌入式处理器来说，其中16位和32位慢慢成为该系统开发设计的主要方向。
（1）51系列单片机：作为应用最广泛的8位单片机[5]，它十分的容易上手，有位处理器，具有乘法和除法功能。但是它没有集成A/D转换功能，如果需要用A/D转换的话，还需要外接一个A/D转换芯片，这样才能将采集到的模拟信号转变为数字输出信号。它的输入引脚和输出引脚比较容易用，但它在电平为1时没有输出的能力。它的内存也不高，不能容纳过大、复杂的程序，并且由于它的CPU是8位的。与如今的芯片相比，8位CPU的运行处理速度要慢上许多。它的自我保护的功能也不强，一不小心就会造成芯片的损毁。
STM32系列单片机：由意法半导体推出的32位单片机[6]，它的功能十分强大。它具备非常高的即时性能和非常合理的功率损耗以及价格。拥有充足且出色的外设，开发工具和资料也非常多。可以选用的型号也非常的多，对于主流的嵌入式操作系统兼容性非常好，覆盖的范围很广。应用的领域很广泛，如工业上使用的PLC、断路器、安全防护上使用的报警系统，家电上使用的电机控制，各类低功耗测试仪器等。
通过以上对于STM32系列和51系列单片机的对比，可以发现STM32的性能相比51来说要强的多。所以本课题采用32系列的单片机。市面上的主要分为两类，一种是101的基础型，另一种则是103的增强型。与101相比，103性能要更好，也是被广泛使用的，所以本设计选择增强型。本课题选用芯片的具体型号为STM32F103C8T6。
ARM主流内核架构分类说明如表2.1。
表2.1 ARM主流内核架构分类说明
系列
架构
应用领域
ARM7
ARMv4T
主要适用于对于成本和功率损耗都有一定要求的领域，如Internet设备、网络和调制解调器设备、移动电话和多种多媒体和嵌入式应用。
ARM9
ARMv4T
下一代无线设备、仪器仪表、安全系统、机顶盒、高端打印机、数字照相机、数字摄像机、音频、视频多媒体设备等

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