【正文】 取得故不作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)，而12V及5V電源的設(shè)計(jì)為采用220V交流點(diǎn)轉(zhuǎn)18V直流電高功率變壓器通過(guò)2A整流橋芯片，采用LM7812及LM7805穩(wěn)壓芯片，將18V直流電壓轉(zhuǎn)換為12V直流電及5V直流電。使得該芯片能適用于多種場(chǎng)合。用戶可以根據(jù)不同的需要進(jìn)行選擇性控制。2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)以STC89C52為主控芯片實(shí)現(xiàn)溫度采集及其溫度控制，溫度采集使用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，使用LCD12864實(shí)現(xiàn)用戶所需信息的顯示，可以構(gòu)成良好的人機(jī)信息交換界面。并且千滾水對(duì)人體的危害極大。而飲水機(jī)這種已經(jīng)在家庭、辦公室等地方普及的電器而言更加朝著智能化發(fā)展。本設(shè)計(jì)也為各種突發(fā)情況制定了應(yīng)對(duì)措施，比如在水箱缺水的情況下，用戶無(wú)法使用加熱功能，系統(tǒng)也會(huì)通過(guò)聲光報(bào)警，提醒用戶以保證用戶及其系統(tǒng)的安全性。中工信商2014JX16 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 智能飲水機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系 （部）信息工程系專(zhuān) 業(yè)測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué) 號(hào)201007064224學(xué)生姓名王珂指導(dǎo)教師劉秀敏提交日期年 月 日摘 要現(xiàn)代生活中，飲水機(jī)已經(jīng)成為了必不可少的日常電器。對(duì)于設(shè)計(jì)而言，在保證用戶使用安全的情況下，盡可能為用戶的使用提供方便是本設(shè)計(jì)的要求。由于現(xiàn)在水資源污染嚴(yán)重，而人們對(duì)健康水平的要求越來(lái)越高，飲用的安全問(wèn)題成了重中之重，人們?cè)谶x用飲水機(jī)時(shí)會(huì)選擇那些智能化程度高，同時(shí)能夠保證飲用水安全的飲水機(jī)。所以在國(guó)外甚至于我國(guó)生產(chǎn)的飲水機(jī)都會(huì)有防止千滾水的設(shè)計(jì)，并且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了溫度可調(diào)節(jié)控制，真正做到了安全健康。光電式液位傳感器監(jiān)測(cè)液位防止空燒情況的發(fā)生，當(dāng)缺水情況下蜂鳴器報(bào)警，LED指示燈點(diǎn)亮。該系統(tǒng)具有良好的人機(jī)信息交換界面，操作簡(jiǎn)單，十分穩(wěn)定。最小系統(tǒng)由復(fù)位電路以及晶振電路組成。LM7812是三端穩(wěn)壓芯片，它的適用范圍極廣，能夠?qū)?5V以下，12V以上的電壓穩(wěn)定到12V，輸出穩(wěn)定性較好，并且有過(guò)熱保護(hù)輸出過(guò)流保護(hù)功能。故使用DS18B20數(shù)字式溫度傳感器，該溫度傳感器不需要外接電路，通過(guò)編程即可完成對(duì)溫度的采集，A/D轉(zhuǎn)換供單片機(jī)讀取。滿足本設(shè)計(jì)的要求并且價(jià)格相對(duì)低廉，所以設(shè)計(jì)采用DS18B20作為溫度檢測(cè)部分的核心[4]。由于軟件設(shè)計(jì)使用的是外部中斷1作為按鍵程序的入口，所以按鍵公共端口為地端[5]。這樣就可以實(shí)現(xiàn)5V直流電壓控制12V泵機(jī)、電磁閥，甚至220V交流供電的高頻臭氧放生裝置和3000W的加熱電阻絲[6]。與控制電機(jī)相似，當(dāng)流經(jīng)水泵的電流較大時(shí)，水泵的功率較高時(shí)水流運(yùn)輸速度較快。 電磁閥控制當(dāng)熱水箱中的水加熱完畢后，如果系統(tǒng)檢測(cè)到出水口放有水杯時(shí)，電磁閥門(mén)就會(huì)打開(kāi)。這樣不僅可以節(jié)約成本也可以減少設(shè)計(jì)難度。所以加熱電阻的功率一般都較大，并且大多數(shù)都是220V交流電直接供電。雖然控制原理相同但是由于控制的是220V大功率電子裝置，所以必須選用大功率繼電器可以通過(guò)10A電流，這是為了防止事故的發(fā)生，也是為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性[8]。 高頻臭氧發(fā)生器控制飲水機(jī)所用水雖然都是純凈水，但是在使用過(guò)程中難免由于飲水機(jī)設(shè)備或飲用水更換時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成一定的污染，對(duì)人體造成傷害，所以需要對(duì)飲用水經(jīng)行消毒。如何產(chǎn)生臭氧是本設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)。這樣就可以產(chǎn)生臭氧。 顯示電路為了具有良好的人機(jī)交換界面， 并且可以將采集的信息顯示出來(lái)，故采用LCD12864液晶顯示屏?？梢圆捎么谧x寫(xiě)和并行讀寫(xiě)兩種工作方式。通過(guò)單片機(jī)控制RS、R/W、以及E端口即可實(shí)現(xiàn)對(duì)LCD12864控制。檢測(cè)液位的方法有很多，最簡(jiǎn)單的方法是采用兩個(gè)導(dǎo)線直接放在水箱中，當(dāng)水面浸沒(méi)住兩個(gè)導(dǎo)線的時(shí)候，水就如同導(dǎo)線，兩根導(dǎo)線導(dǎo)通I/0口就可以檢測(cè)到相應(yīng)的電信號(hào)。該液位傳感器主要是利用紅外光電效應(yīng)。傳感器紅線接5V電源，藍(lán)線接地實(shí)傳感器供電，保證傳感器正常工作。設(shè)計(jì)采用的S8550PNP型三極管，理論放大值為128倍容易實(shí)現(xiàn)深度飽和[12]。常用的電壓比較器多種多樣，由于就只用到一級(jí)運(yùn)算放大，故采用OP07單運(yùn)算放大器。18V[13]。 溫度子程設(shè)計(jì)溫度子程序是用來(lái)控制DS18B20的單總線，進(jìn)行DS18B20的初始化，以及溫度的讀取和溫度讀取后對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，以便其他子程序的調(diào)用。每次進(jìn)行溫度采集時(shí)均需要復(fù)位。 TempDelay(80)。 //delay 100 uS//14 if(D18B20==0) flag = 1。 _nop_()。兩個(gè)數(shù)據(jù)間隙應(yīng)當(dāng)在1us以上[15]。i++) { D18B20 = 0。 TempDelay(3)。 wr = 1。 for(i=0。 D18B20 = 1。 } return(u)。通過(guò)S2，S3，S4選擇系統(tǒng)三種不同的工作模式,分別為咖啡模式，固定水溫65℃；沏茶模式，固定水溫85℃；以及用戶想要自行設(shè)定溫度，可以通過(guò)按鍵進(jìn)行調(diào)節(jié)確定。 if(s2==0) { while(!s2)。 green=1。 if(Temperature30) { finish()。 } if(s5==0) { delay(5)。 yellow=1。 繼電器控制子程序設(shè)計(jì)本段程序?yàn)橄到y(tǒng)的主要控制程序，故在此詳細(xì)介紹。DS18B20工作采集水溫，當(dāng)水溫高于用戶設(shè)定時(shí)則控制加熱電阻絲的繼電器斷開(kāi)，系統(tǒng)停止加熱。用戶此時(shí)可以通過(guò)按鍵關(guān)閉電磁閥，或者在一定時(shí)間后電磁閥自動(dòng)關(guān)閉。顯示子程序使用的是LCD12864并行數(shù)據(jù)傳輸方式。 if (X==1) {X=0x80。} pos = X+Y 。數(shù)據(jù)寫(xiě)入后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間將RS拉高，R/W拉高，E端口拉低。 LCD_RW = 0。 LCD_EN = 1。 LCD_RS = 0。 delayNOP()。 }。原理圖為這個(gè)硬件設(shè)計(jì)的核心，如果原理圖有問(wèn)題那么整個(gè)設(shè)計(jì)極有可能出現(xiàn)無(wú)法工作需要后期在PCB板上改正，甚至導(dǎo)致重新印制PCB的危險(xiǎn)。當(dāng)PCB圖繪制完成后可以發(fā)至工廠進(jìn)行制作。然后將轉(zhuǎn)印好的銅板放在腐蝕液里腐蝕。如果出現(xiàn)則需要在PCB板上補(bǔ)線。檢測(cè)整個(gè)系統(tǒng)電路是否導(dǎo)通，通常設(shè)計(jì)都會(huì)存在電源指示燈，上電后指示燈正常點(diǎn)亮，并且各個(gè)部分芯片沒(méi)有出現(xiàn)發(fā)熱顯現(xiàn)則可以進(jìn)行軟件調(diào)試。軟件調(diào)試可以通過(guò)程序調(diào)試或者使用仿真軟件進(jìn)行調(diào)試。如果通過(guò)仿真軟件進(jìn)行調(diào)試，可以執(zhí)行所編寫(xiě)的程序通過(guò)單步運(yùn)行以及設(shè)立節(jié)點(diǎn)的方法觀察硬件電路的工作情況是否正常，如果出現(xiàn)問(wèn)題可以調(diào)用軟件相關(guān)功能查看I/O情況，以及MCU內(nèi)部寄存器情況。Keil軟件自帶仿真運(yùn)行，程序調(diào)試功能，程序運(yùn)行可以設(shè)立節(jié)點(diǎn)，單步運(yùn)行，也可以全速運(yùn)行。設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)上水，防止熱水箱空燒，定時(shí)消毒，防止千滾水產(chǎn)生，即時(shí)加熱，自動(dòng)出水，溫度智能化控制以及用戶自選加熱溫度等功能，可以說(shuō)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了飲水機(jī)智能化的要求，并且造價(jià)相對(duì)較低。同時(shí)該產(chǎn)品具有二次開(kāi)發(fā)的潛質(zhì)，可以利用電子制冷片增加功能，也可以增加時(shí)鐘芯片實(shí)現(xiàn)定時(shí)休眠待機(jī)功能等。但是系統(tǒng)在強(qiáng)電處理部分仍舊有所欠缺需要進(jìn)一步的改進(jìn)才能提高安全性能，本人也會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中加強(qiáng)關(guān)于電源方面的學(xué)習(xí)，讓自己的所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)更加完善。_nop_()。uchar code DIS1[]={歡迎使用WK飲水機(jī)}。uchar code DIS5[]={、}。uchar code DIS9[]={水箱穩(wěn)定}。uchar code DIS13[]={熱水！請(qǐng)注意安全}。//2,3調(diào)節(jié)uchar code DIS17[]={并按按鍵4 確認(rèn) }。 //用來(lái)存放讀出溫度后的值uchar temp_buff[9]。uchar line=40。sbit check=P2^1。sbit LCD_PSB=P2^7。sbit D18B20=P2^2。sbit s3=P3^5。sbit yellow=P1^6。/**************************************************函數(shù)：delay_ms()描述： 延遲x毫秒/**************************************************/void delay_ms(uchar x){ uchar i, j。 i++) { j = }}void TempDelay (uchar us){ while(us)。i++) { _nop_()。 } }} bit lcd_busy() { bit result。 delayNOP()。 return(result)。 LCD_EN = 0。 delayNOP()。 }void lcd_pos(uchar X,uchar Y){ uchar pos。} else if (X==4) {X=0x98。 LCD_RS = 1。 delayNOP()。 }void lcd_init(){ LCD_PSB = 1。 delay(3)。 //基本指令操作 delay(5)。 //清除LCD的顯示內(nèi)容 delay(5)。 delay(4)。 delay(4)。 delay(5)。 //擴(kuò)充指令操作 delay(5)。 //清屏 delay(5)。i16。 for(i=0。 } lcd_pos(3,0)。 delay(5)。i++) { lcd_wdat(DIS9[i])。 //設(shè)置顯示位置為第一行 for(i=0。 } lcd_pos(2,0)。 delay(5)。i++) //用戶自定義 { lcd_wdat(DIS6[i])。i8。 lcd_pos(1,0)。 delay(5)。i++) //咖啡沖茶 { lcd_wdat(DIS11[i])。 //設(shè)置顯示位置為第一行 for(i=0。 } lcd_pos(2,0)。 delay(5)。i16。 for(i=0。 } lcd_pos(3,0)。 delay(5)。 TempDelay(80)。 //delay 100 uS//14 if(D18B20==0) flag = 1。 _nop_()。i8。0x01。 D18B20=1。i8。 if(D18B20==1) u |= 0x80。}void read_bytes (uchar j){ unsigned char idata i。 p++。}void disp_temp(void){ shi=Temperature/10+0x30。 lcd_wdat(ge)。 lcd_wdat(shi)。 //skip rom WriteByte(0x44)。 //read Temperature p = temp_buff。 yflag=0。 green=0。i++) //加熱完 { lcd_wdat(D