时间转化为测量的距离值，又可以使测量达到所需要的精度。
超声波测距仪的软件设计主要由主程序、定时子程序、计算子程序及显示子程序组成。设计中单片机内的程序开了定时器0中断和外部中断0，使定时器工作在方式1状态，使THO=00H，TL0=00H，每过294us（超声波传播0.1m所需要的时间）中断一次,到到对测量距离计数,外部中断0接受到超声波回波时。外部中断0产生中断,使定时器0停止计时。电气参数如表2.2所示。
表2.2 HC-SR04超声波模块的电气参数
电气参数 工作电压 工作电流 工作频率 最远射程 最近射程 测量角度 输入触发信号 输出回想信号 规格尺寸
HC-SR04超声波模块 DC5V 15mA 40Hz 4m 2cm 15度
10μS的TTL脉冲
输出TTL电平信号，与射程成正比 45*20*15mm
2.1.5 键盘
键盘选用轻触开关，只用三个键来输入，它们的功能分别为“加一”，“减一”和“设定”三个功能按键，详细电路和程序见后面章节。
2.2 硬件电路设计
2.2.1 温度采集电路
DS18B20为单总线器件，接口电路简单，如下图2.5所示。
图2.5 温度采集电路
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2.2.2 温度控制电路
本设计由于考虑到了系统工作时的安全性，故使用功率较小的电阻来实现水温的加热。并用IRF640来驱动电路工作，其mos管开关电路中要用到MOS场效应管来代替开关，场效应管有三个极：源极S、漏极 D和控制极G.当在给源极和漏极之间加上正确极性和大小的电压（因为管型而异）后，再给G极和源极之间加上控制电压，就会有相应大小的电流从源极流向漏极 ，如果信号电压够大，这个电路就能瞬间饱和而成为一个开关了。GS间加电压，DS间就可以导通，从而电阻丝的工作电路导通。来实现加热的效果。 其接线如图2.6所示。
图2.6 温度控制电路
2.2.3 LCD1602液晶显示电路
将L1602的RS端和P2.5，R/W端和P2.6, E 端和P2.7相连，当RS=0时，对LCD1602写入指令；当RS=1时，对LCD1602写入数据。当R/W端接高电平时芯片处于读数据状态，反之处于写数据状态，E端为使能信号端。当R/W为高电平,E端也为高电平，RS为低电平时，液晶显示屏显示需要显示的示数。图2.7为1602液晶显示屏与单片机的硬件连接图。
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图2.7 LCD1602显示电路
2.2.4水位监测电路
HC--SR04 超声波测距模块可提供 2CM--44000CM 的非接触式距离感测功能，测距精度 可达 3MM;模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。 基本工作原理：
（1）采用 IO 口 TRIG 触发测距，给至少 10US 的高电平信号； （2）模块自动发送 8 个 40KHz 的方波，自动检测是否有信号返回；
（3）有信号返回，通过 IO 口 ECH0 输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。
由通过发射信号到收到的回响信号时间间隔可以计算得到距离。公式：距离=高电平时间*声速（340m/s）/2，其硬件连接图如图2.8所示。
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图2.8 水位监测电路
2.2.5键盘电路
本键盘电路采用独立键设计，三个键接到单片机的三个中断源上。当按下时为低电平。 其中S2为“确认”键、S3为“减一”键、S4为“加一”键。接线图如图2.9所示。
图2.9 键盘电路
2.2.6水位控制电路
本设计的水位控制模块采用由L9110芯片驱动的齿轮泵来实现抽水，注水动作。L9110是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。该芯片有两个TTL/CMOS兼容电平的输入，具有良好的抗干扰性；两个输出端能直接驱动电机的正反向运动，它具有较大的电流驱动能力，每通道能通过800mA的持续电流，峰值电流能力可达1.5A；同时它具有较低的输出饱和压降；内置的钳位二极管能释放感性负载的反向冲击电流，使它在驱动继电器、直流电机、步进电机或开关功率管的使用上安全可靠。管脚定义如表2.3所示。
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表2.3 L9110管脚定义
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
符号 OA VCC VCC OB GND IA IB GND
功能 A路输出管脚 电源电压 电源电压 B路输出管脚 地线 A路输入管脚 B路输入管脚 地线
芯片L9110的IB引脚连接单片机的P3.1引脚。IA接P3.2。并通过判断IA,IB两处极性来控制电机的转动，当IA,IB极性相同的时候电动机不转，反之则反转；若A路电平高于B，则电机正转，反之则反转。从而实现抽水、注水的过程，达到自动控制液位的目的。其原理图如图2.10所示。
图2.10 水位控制电路
2.2.7语音播报电路
NY3P035是一款具有 PWM 输出的 OTP 语音标准芯片。共有 3 个 IO 口，外围 最低仅需要一个 104 电容就可以稳定的工作。 性能优点：
工作电压 2.2-5.5V，适用范围很宽。输出方式：PWM有 8PIN，DIP8 或者 SOP8 封
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