、系统方案
系统设计将软件设计内容分为了六大模块，分别是蜂鸣器报警、水位检测、DS18B20模块、液晶显示、加热模块、按键模块，系统将其进行分别设计，接通电源之后，单片机分别向LCD1602液晶显示器、DS18B20模块、和按键发出初始化指令，初始化结束后，进行按键扫描，若检测到按键信号，处理按键对应操作，无论是否有按键信号，都会继续进行下一步，读取DS18B20转换值，在LCD1602液晶显示器上，根据水位大小，启动加水或停止加水，根据温度大小决定是加热还是停止加热，之后返回到LCD1602液晶显示器、DS18B20模块、和按键初始化，继续这个流程，直到断开电源结束。

二、硬件设计
原理图如下：

三、单片机软件设计
1、首先是系统初始化
/lcd1602初始化设置*/
void init_1602()
{
write_com(0x38); //显示模式设置：16×2显示，5×7点阵，8位数据接口 不检测忙信号
write_com(0x0c); //开显示 不显示光标
write_com(0x06); //当写一个字符是，地址指针加 1
write_string(1,0,“0 T: . 00:00 0”); //初始化1602显示
write_string(2,0,"H: . L: . "); //初始化1602显示
write_lcd3_18B20(2,2,t_high); //显示上限报警值
write_lcd3_18B20(2,10,t_low); //显示温度下限报警值
write_zifu(1,8,0xdf); //显示度
write_zifu(2,6, 0xdf); //显示度
write_zifu(2,14,0xdf); //显示度

}
2、液晶显示程序
void delay_uint(uint q)
{
while(q–);
}

/********************************************************************

• 名称 : write_com(uchar com)
• 功能 : 1602指令函数
• 输入 : 输入的指令值
• 输出 : 无
  ***********************************************************************/
  void write_com(uchar com)
  {
  rs=0; //写指令
  rw=0; //对1602写操作
  P0=com; //P0口对1602写指令数据
  delay_uint(25);
  e=1; //e=1使能信号
  delay_uint(100); //延时一下等1602完成操作
  e=0;
  }

/********************************************************************

• 名称 : write_data(uchar dat)
• 功能 : 1602写数据函数
• 输入 : 需要写入1602的数据
• 输出 : 无
  ***********************************************************************/
  void write_data(uchar dat)
  {
  rs=1; //写数据
  rw=0; //对1602写操作
  P0=dat; //P0口对1602写数据
  delay_uint(25);
  e=1; //e=1使能信号
  delay_uint(100); //延时一下等1602完成操作
  e=0;
  }
  3、按键程序
  /*按键显示函数/
  void key_with()
  {
  if(menu_1 == 0)
  {
  if(key_can == 2) //手动打开断电器
  relay1 = ~relay1; //打开关闭加热继电器
  if(key_can == 3)
  relay2 = ~relay2; //打开关闭抽水继电器
  }
  if(key_can == 1) //设置键
  {
  menu_1 ++;
  if(menu_1 > 4)
  {
  menu_1 = 0; //menu_1 = 0 退出设置了，在正常显示界面下
  init_1602(); //1602初始化
  }
  }
  if(menu_1 == 1) //设置温度上限报警值
  {
  if(key_can == 2) //加键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  t_high ++ ; //按键按下未松开加1 加三次
  else
  t_high += 10; //按键按下未松开加三次后加10
  if(t_high > 999)
  t_high = 999;
  }
  if(key_can == 3) //减键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  t_high – ; //按键按下未松开减1 减三次
  else
  t_high -= 10; //按键按下未松开减三次后减10
  if(t_high <= t_low)
  t_high = t_low + 1; //限制温度上限不能低于温度下限
  }
  write_lcd3_18B20(2,2,t_high); //显示上限报警值
  write_com(0x80+0x40+2); //将光标移动到第2行第2位
  write_com(0x0f); //显示光标并且闪烁
  }
  if(menu_1 == 2) //设置温度下限报警值
  {
  if(key_can == 2) //加键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  t_low ++ ; //按键按下未松开加1 加三次
  else
  t_low += 10; //按键按下未松开加三次后加10
  if(t_low >= t_high)
  t_low = t_high - 1; //限制温度下限不能高于温度上限
  }
  if(key_can == 3) //减键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  t_low – ; //按键按下未松开减1 减三次
  else
  t_low -= 10; //按键按下未松开减三次后减10
  if(t_low <= 10)
  t_low = 10;
  }
  write_lcd3_18B20(2,10,t_low); //显示温度下限报警值
  write_com(0x80+0x40+10); //将光标移动到第2行第10位
  write_com(0x0f); //显示光标并且闪烁
  }
  if(menu_1 == 3) //设置时钟
  {
  if(key_can == 2) //加键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  shi ++ ; //按键按下未松开加1 加三次
  else
  shi += 5; //按键按下未松开加三次后加5
  if(shi > 23)
  shi = 0;
  }
  if(key_can == 3) //减键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  {
  if(shi == 0)
  shi = 24;
  shi – ; //按键按下未松开减1 减三次
  }
  else
  {
  if(shi < 5)
  shi = 28;
  shi -= 5; //按键按下未松开减三次后减5
  }
  }
  write_lcd2(1,10,shi); //显示时
  write_com(0x80+10); //将光标移动到第1行第10位
  write_com(0x0f); //显示光标并且闪烁
  }
  if(menu_1 == 4) //设置分钟
  {
  if(key_can == 2) //加键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  fen ++ ; //按键按下未松开加1 加三次
  else
  fen += 5; //按键按下未松开加三次后加5
  if(fen > 60)
  fen = 0;
  }
  if(key_can == 3) //减键
  {
  if(flag_lj_en <= 3)
  {
  if(fen == 0)
  fen = 60;
  fen – ; //按键按下未松开减1 减三次
  }
  else
  {
  if(fen < 5)
  fen = 65;
  fen -= 5; //按键按下未松开减三次后减5
  }
  }
  write_lcd2(1,13,fen); //显示分钟
  write_com(0x80+13); //将光标移动到第1行第13位
  write_com(0x0f); //显示光标并且闪烁
  }
  delay_1ms(400);
  }

4、核心算法程序
/*主函数/
void main()
{
beep = 0; //蜂鸣器响一声
delay_1ms(150);
P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff; //所有单片机IO口输出高电平
init_1602(); //1602初始化
time_init(); //初始化定时器
temperature = read_temp(); //先读出温度的值
delay_1ms(750);
while(1)
{
if(flag_250ms == 1) //250ms 处理一次温度程序
{
flag_250ms = 0;
temperature = read_temp(); //先读出温度的值
shuiwei_dis() ; //水位显示
clock_h_l(); //报警函数
if(menu_1 == 0)
{
write_lcd3_18B20(1,4,temperature); //显示温度
dingshi_dis(); //定时控制
write_lcd1(1,0,dengji); //显示水位
}
}
key(); //按键程序
if(key_can > 0)
{
key_with(); //设置温度
}
}
}

四、 proteus仿真设计
Proteus软件是一款应用比较广泛的工具，它可以在没有硬件平台的基础上通过自身的软件仿真出硬件平台的运行情况，这样就可以通过软件仿真来验证我们设计的方案有没有问题，如果有问题，可以重新选择器件，连接器件，直到达到我们设定的目的，避免我们搭建实物的时候，如果当初选择的方案有问题，我们器件都已经焊接好了，再去卸载下去，再去焊接新的方案的器件，测试，这样会浪费人力和物力，也给开发者带来一定困惑，Proteus仿真软件就很好的解决这个问题，我们在设计之初，就使用该软件进行模拟仿真，测试，选择满足我们设计的最优方案。最后根据测试没问题的仿真图纸，焊接实物，调试，最终完成本设计的作品。