【正文】 1 基于 AT80C51 單片機(jī)的車載自動(dòng)飲水機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 ................................................................ 1 關(guān)鍵詞 ............................................................... 1 1 前言 ............................................................... 2 研究的目的及意義 ................................................. 2 車載飲水機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) ............................................. 2 主要研究的內(nèi)容 ................................................... 3 2 系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì) ..................................................... 3 硬件總體的設(shè)計(jì) ................................................... 3 軟件總體的設(shè)計(jì) ................................................... 4 3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................................................... 5 硬件電路分析和設(shè)計(jì)報(bào)告 ........................................... 5 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 ............................................. 5 水位檢測(cè)電路 ................................................... 7 鍵盤電路 ....................................................... 7 數(shù)碼管及指示燈顯示電路 ......................................... 8 溫度采集電路 ................................................... 9 電源電路 ...................................................... 14 報(bào)警電路設(shè)計(jì) .................................................. 15 加熱管控制電路設(shè)計(jì) ............................................ 16 系統(tǒng)硬件總圖 .................................................... 17 4 系統(tǒng)總設(shè)計(jì) ........................................................ 18 主程序流程圖 .................................................... 18 各個(gè)模塊的流程圖 ................................................ 19 讀取溫度 DS18B20 模塊的流程 .................................... 19 鍵盤掃描處理流程 .............................................. 22 2 報(bào)警處理流程 .................................................. 22 系統(tǒng)源代碼 ...................................................... 23 5 系統(tǒng)調(diào)試 .......................................................... 31 軟件調(diào)試 ........................................................ 31 系統(tǒng)操作說明 .................................................... 32 數(shù)據(jù)測(cè)試 ........................................................ 32 社會(huì)效益 ........................................................ 33 6 結(jié)論 .............................................................. 33 參考文獻(xiàn) ............................................................ 34 致謝 ................................................................ 34 附錄 ................................................................ 35 3 基于 AT80C51單片機(jī)的車載自動(dòng)飲水機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要： 溫度控制 系統(tǒng)可以說是無所不在，熱水器系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冰箱、電飯煲、電風(fēng)扇等家電產(chǎn)品以至手持式高速高效的計(jì)算機(jī)和電子設(shè)備，均需要提供溫度控制功能。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可以用于熱水器溫度控制系統(tǒng)和飲水機(jī)等各種電器電路中。它以單片機(jī) AT80C51為核心，通過 3個(gè)數(shù)碼管顯示溫度和 4個(gè)按鍵實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，使用單總線溫度轉(zhuǎn)換芯片 DS18B20實(shí)時(shí)采集溫度并通過數(shù)碼管顯示，并提供各種運(yùn)行指示燈用來指示系統(tǒng)現(xiàn)在所處狀態(tài)，如：溫度設(shè)置、加熱、停止加熱等，整個(gè)系統(tǒng)通過四個(gè)按鍵來設(shè)置加熱溫度和控制運(yùn)行模式。 關(guān)鍵詞 : 單片機(jī) ； 數(shù)碼管顯示 ； 單總線 ； DS18B20 4 The Design of Automatic Drinking Machine Control System Based On Single Chip Microputer Onboard Abstract:Temperature control system can be said to be ubiquitous, water heaters system, air conditioning systems, refrigerators, rice cookers, electric fans and other home appliances as well as highspeed and efficient handheld puters and electronic equipment are required to provide temperature control. The system design can be used for drinking water heater temperature control systems and other electrical circuits. AT80C51 microcontroller as the core of it, through the three temperature digital display and 4 keys to achieve manmachine dialogue, the use of singlechip bus temperature conversion temperature DS18B20 realtime acquisition and through the digital display and offers a variety of operating light to indicate system now live in the state, such as: temperature setting, heating, and stop heating, the entire system through the four buttons to set the heating temperature and control the operating mode. Key words:Microcontroller； Digital Display； Single Bus； DS18B20 5 1 前言 研究的目的及意義 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的車載自動(dòng)飲水機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)主要是要求采用單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)車載自動(dòng)飲水機(jī)電控系統(tǒng)，并對(duì)飲水機(jī)的溫度控制，使其在工作中達(dá)到預(yù)期的目的效果。 而車載飲水機(jī)的溫度控制， 無論是在工業(yè)生產(chǎn)過程中，還是在日常生活中都起著非常重要的作用，過低的溫度或過高的溫度都會(huì)使水資源失去應(yīng)有的作用，從而造成水資 源的巨大浪費(fèi)。特別是在當(dāng)前全球水資源極度缺乏的情況下，我們更應(yīng)該掌握好對(duì)水溫的控制，把身邊的水資源好好地利用起來。 本次設(shè)計(jì)為一個(gè)基于單片機(jī)的車載飲水機(jī)的溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測(cè)飲水機(jī)水箱的水溫，并且可以通過數(shù)碼管顯示飲水機(jī)水箱水溫度數(shù)，可以通過鍵盤或開關(guān)選擇制冷或加熱，可以人為設(shè)置水的溫度的上下限，如加熱，當(dāng)溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)時(shí)正常工作，當(dāng)?shù)陀谒疁叵孪迺r(shí)控制加熱器加熱；如制冷，當(dāng)溫度高于水溫上限時(shí)控制壓縮機(jī)制冷，溫度檢測(cè)范圍 0~95℃ ，精度 177。1 ℃ ，當(dāng)溫度超過設(shè)定值時(shí)具有示警功能。 車載飲 水機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 從 1992年安吉爾生產(chǎn)出中國(guó)第一臺(tái)飲水機(jī)開始，飲水機(jī)加桶裝水的方便，快捷，健康的飲水方式便在中國(guó)興起，到了 1999年，飲水機(jī)市場(chǎng)逐漸成熟，美的， 沁園 ，浪木等企業(yè)也開始生產(chǎn)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的飲水機(jī)。 2022 年以后，研究發(fā)現(xiàn)，有內(nèi)膽飲水機(jī)的水垢和節(jié)能問題漸漸暴露。所以安吉爾和美的推出了外置加熱的沸騰膽飲水機(jī)產(chǎn)品，以獨(dú)特的熱膽外置方式加熱飲用水，現(xiàn)喝現(xiàn)燒更節(jié)能，更易清潔加熱內(nèi)壁。 沁園 推出了無熱膽系列產(chǎn)品，由于宣傳角度和內(nèi)部造型新穎，曾熱賣一時(shí)，但是火爆之后，大量的問題暴露，水垢，二次污染，節(jié)能，安全這 些問題都沒有解決，導(dǎo)致顧客投訴增多，身敗名列。所以飲水機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)近 10年左右還會(huì)以外形優(yōu)美的外熱飲水機(jī)為主，傳統(tǒng)飲水機(jī)為輔。 中國(guó)水家電行業(yè)發(fā)展十余年， 2022 年以前少數(shù)有規(guī)模的企業(yè)在做全國(guó)市場(chǎng)，并進(jìn)行了一些宣傳推廣工作，雖然是獨(dú)步難行，可也很好的推動(dòng)了市場(chǎng)的發(fā)展。在 2022年前后，更多企業(yè)認(rèn)識(shí)到了中國(guó)水處理市場(chǎng)的巨大商機(jī)，進(jìn)來的企業(yè)多了。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)中國(guó)在國(guó)家有關(guān)部門登記在冊(cè)的水家電企業(yè)有 2022余家，還有一些未在統(tǒng)計(jì)范圍之內(nèi)，這些企業(yè)多半在從事水家電的 OEM 生產(chǎn)。規(guī)模不足給中國(guó)家電中小企業(yè)形成幾大風(fēng) 險(xiǎn)：一是規(guī)模成本不經(jīng)濟(jì)，產(chǎn)品在市場(chǎng)最終還是缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。二是規(guī)模不足導(dǎo)致 6 企業(yè)在產(chǎn)業(yè)環(huán)境即上下游的博弈能力不強(qiáng)，一旦產(chǎn)業(yè)環(huán)境發(fā)生變化，企業(yè)的應(yīng)變力不足。三是規(guī)模不足導(dǎo)致企業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力差，尤其是難以抗拒大品牌大資本企業(yè)的進(jìn)入。在未來中國(guó)飲水機(jī)結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生了二極分化：一極為末流品牌（或稱為弱勢(shì)品牌）的產(chǎn)品陣營(yíng)。一極為主流品牌未來的市場(chǎng)份額也將由他們主宰。 本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)車載自動(dòng)飲水機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，單片機(jī)對(duì)對(duì)溫度的控制是工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常使用的控制方法。單片機(jī)主要用于控制，它的應(yīng)用領(lǐng)域遍及各行各業(yè)，大到航天飛機(jī)，小至日常 生活中的冰箱、彩電，單片機(jī)都可以大顯其能。采用單片機(jī)對(duì)整個(gè)測(cè)量電路進(jìn)行管理和控制，使得整個(gè)系統(tǒng)智能化、功耗低、使用電子元件較少、內(nèi)部配線少、成本低，制造、安裝、調(diào)試及維修方便。我相信此設(shè)計(jì)是非常有前景的。 主要研究的內(nèi)容 (1)本系統(tǒng)上電后數(shù)碼管顯示當(dāng)前測(cè)量溫度，此時(shí)加熱指示燈和保溫指示燈均不點(diǎn)亮；若此時(shí)按“自動(dòng)加熱”鍵，則單片機(jī)自動(dòng)將預(yù)加熱溫度設(shè)置為 80℃ 并開始加熱，送出一個(gè)加熱信號(hào)，并點(diǎn)亮加熱指示燈；若按“溫度設(shè)置”鍵，則進(jìn)入預(yù)加熱溫度設(shè)置界面，此時(shí)數(shù)碼管閃爍顯示預(yù)設(shè)置溫度，此時(shí)通過按鍵“＋ ”和“－”進(jìn)行設(shè)置溫度，預(yù)設(shè)置溫度按“ 5”遞增或遞減，設(shè)置好溫度后再按一次“溫度設(shè)置”鍵確定，單片機(jī)保 存預(yù)設(shè)置溫度，并開始加熱； (2)如果實(shí)測(cè)溫度大于或等于預(yù)設(shè)置溫度，則單片機(jī)發(fā)出停止加熱信號(hào)并熄滅加熱指示燈，點(diǎn)亮保溫指示燈，且當(dāng)超過預(yù)設(shè)溫度時(shí)發(fā)出報(bào)警； (3)當(dāng)溫度下降到預(yù)設(shè)置溫度以下 5度時(shí)，單片機(jī)再次發(fā)出加熱信號(hào)，同時(shí)熄滅保溫指示燈，點(diǎn)亮加熱指示燈，依次循環(huán)控制； (4)完成加熱管控制電路、報(bào)警電路設(shè)計(jì)，重點(diǎn)設(shè)計(jì)好臨界點(diǎn)問題； (5)必要時(shí)有防凍功能，當(dāng)冬天氣溫太低，要有防止管內(nèi)結(jié)冰裝置，有人工可以選擇語(yǔ)音是否播放的功能。 2 系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì) 硬件整體的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)并制作一個(gè)基于單片機(jī)的熱水器溫度控制系統(tǒng)的電路，其結(jié)構(gòu)框圖如圖 1： 7 圖 1 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)框圖 F