【正文】 況 如下：?jiǎn)纹瑱C(jī)的 引腳不斷地發(fā)出時(shí)鐘脈沖，存在數(shù)據(jù)緩沖區(qū) SBUF 里的數(shù)據(jù)從 口一位一位的移出，只要來(lái)一個(gè)脈沖，就輸出一位數(shù)據(jù)，并且對(duì)于單片機(jī)，串行移位輸出的方式是從低位開(kāi)始，即先移出低位數(shù)據(jù) D0，最后移出高位數(shù)據(jù) D7。顯示位的亮度跟導(dǎo)通電流有關(guān)，也和點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。 所謂動(dòng)態(tài)顯示，就是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。 點(diǎn)亮 LED 顯示器有兩種方法：靜 態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。 LED 顯示原理 LED 顯示器由 7條發(fā)光二極管組成顯示字段，有的還帶有一個(gè)小數(shù)點(diǎn) Dp。為此我們選擇動(dòng)態(tài)顯示模式， LED 選擇共陽(yáng)的 7段數(shù)碼管，并且使用單片機(jī)的串口 （ RXD）和 （ TXD）進(jìn)行顯示。其工作過(guò)程如下：當(dāng)無(wú)鍵按下時(shí)， CPU 處理自己的工作，當(dāng)有鍵按下時(shí)，產(chǎn)生中斷請(qǐng)求， CPU 轉(zhuǎn)去執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序，并識(shí)別鍵號(hào)。 2） 定時(shí)掃描方式 : 定時(shí)掃描方式就是每隔一段時(shí)間對(duì)鍵盤(pán)掃描一次，它利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器產(chǎn)生一定時(shí)間 （例如 10ms）的定時(shí)，當(dāng)定時(shí)時(shí)間到就產(chǎn)生定時(shí)器溢出中斷， CPU 響應(yīng)中斷后對(duì)鍵盤(pán)進(jìn)行掃描，并在有鍵按下時(shí)識(shí)別出該鍵，再執(zhí)行該鍵的功能程序。 （ 4）判斷閉合鍵是否釋放，如沒(méi)釋放則繼續(xù)等待。 （ 2）鍵盤(pán)掃描取得閉合鍵的行、列值。在執(zhí)行鍵功能程序時(shí)， CPU 不再響應(yīng)鍵輸入要求，直到 CPU 重新掃描鍵盤(pán)為止。通常，鍵盤(pán)的工作方式有三種，即編程掃描、定時(shí)掃描和中斷掃描。 鍵盤(pán)的工作方式 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，鍵盤(pán)掃描只是 CPU 的工作內(nèi)容之一。在確定某根行線位置為低電平后，再逐行檢測(cè)各列線的電平狀態(tài)。 12 判斷閉合 鍵所在 的位置 在確認(rèn)有鍵按下后，即可進(jìn)入確定具體閉合鍵的過(guò)程。只要有一列的電平為低，則表示鍵盤(pán)中有鍵被按下，而且閉合的鍵位于低電平線與 4 根行線相交叉的 4 個(gè)按鍵之中。 行掃描法 行掃描法又稱(chēng)為逐行（或列）掃描查詢(xún)法，是一種最常用的按鍵識(shí)別方法 ，介紹過(guò)程如下。數(shù)字鍵用于輸入設(shè)定的淋浴溫度，功能鍵用于系統(tǒng)的輸入設(shè)定溫度后的確認(rèn)和 關(guān) 閉 。不但節(jié)省單片機(jī)的 I/O口資源，而且價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用美觀，其具體接線如圖 8所示。 P3口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8 位準(zhǔn) 雙向 I/O 口，能驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )四個(gè) LSTTL 負(fù)載 [3]。 P2口（ ）是一個(gè)帶有內(nèi)部提升電阻的 8位準(zhǔn)雙向 I/O 口，在訪問(wèn)外部存 11 儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高 8位地址。 I/O 口介紹： P0、 P P P3 P0口（ ）是一個(gè) 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 口，在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，它是分時(shí)傳送的低字節(jié)地址和數(shù)據(jù)總線， P0 口能以吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)八個(gè) LSTTL 負(fù)載。 圖 6 晶振電路 80C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 該單片機(jī)是在一塊芯片中集成了 CPU、 RAM、 ROM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和多功能 I/O 口等一臺(tái)計(jì)算機(jī)所需要的基本功 能部件。在本系統(tǒng)中使用的晶振頻率為 12MHz，這對(duì)于處理的數(shù)據(jù)不是太多的系統(tǒng)來(lái)講，已經(jīng)夠用了。外部時(shí)鐘方式用得很少，當(dāng)要使用時(shí)，將 XTAL1 接地， XTAL2 接外部振蕩器就行。單片機(jī)的晶振輸入端可以有兩種輸入方式：內(nèi)部時(shí)鐘 方式和外部時(shí)鐘方式。 復(fù)位電路 復(fù)位電路是當(dāng)系統(tǒng)需要重新啟動(dòng)時(shí)，使程序從頭開(kāi)始執(zhí)行。當(dāng)EA =1 時(shí)， CPU 從片內(nèi) ROM 讀取指令； EA =0 時(shí)， CPU 從片外 ROM 讀取指令。 PSEN （ 29） ：外接程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。當(dāng) CPU 訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 用來(lái)鎖存 P0 輸出的地址信號(hào)的低 8 位。當(dāng)引腳為掉電保護(hù)后備電源之輸入引腳。 XTAL2（ 18） ：片內(nèi)振蕩器反相器的輸出端，也是內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。具體功能見(jiàn)表 1。 系統(tǒng)硬件框圖如圖 3所示： 圖 3 系統(tǒng)硬件框圖 7 第三章 硬件電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 80C51 簡(jiǎn)介 80C51 的引腳圖如圖 4 所示 圖 4 80C51引腳圖 現(xiàn)就各個(gè)引腳功能簡(jiǎn)要介紹如下： (1)電源引腳 ： ccV (40):接 +5V 電源； ssV （ 20）：接地。 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 在系統(tǒng)中，控制對(duì)象為冷水管和熱水管的進(jìn)水量，為了準(zhǔn)確的控制進(jìn)水量，使用步進(jìn)電機(jī)，這種電機(jī)是一步一步轉(zhuǎn)動(dòng)的，不同型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角不同，但它們都能精確定位。這個(gè)傳感器可以直接讀出被測(cè)溫度值，而且采用三線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有成本低和易使用的特點(diǎn)。 最高分辨率可達(dá) 176。AD590 作為模擬量溫度傳感器，需要 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，將增大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度，而且其價(jià)格貴。在溫度采集器件中，有熱電偶、熱敏電阻、 AD590、DS18B20 等等溫度傳感器。在本設(shè)計(jì)中就采用 7段共陽(yáng)數(shù)碼管作為顯示器件。 LCD 和 VGA 顯示器件價(jià)格都比較昂貴，并且驅(qū)動(dòng)程序復(fù)雜，而 7段數(shù)碼管具有價(jià)格便宜、原理簡(jiǎn)單、顯示數(shù)字清晰等諸多優(yōu)點(diǎn)，在大型報(bào)時(shí)屏幕、銀行利率顯示、城市霓虹燈建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。 溫度顯示模塊 該模塊主要是對(duì)出水口的溫水溫度和鍵盤(pán)設(shè)定的溫度進(jìn)行顯示，溫度由兩位數(shù)據(jù)組成。 方法二：使用 多個(gè)鍵對(duì)應(yīng)輸入數(shù)據(jù)，此方法輸入簡(jiǎn)單。 此次設(shè)計(jì)需要用鍵盤(pán)進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的輸入有兩種方法： 方法一：使用兩個(gè)按鍵，每次按下自動(dòng)累計(jì)加一，進(jìn)行溫度設(shè)定。這樣，一個(gè)端口（如 P1 口）就可以構(gòu)成 4*4=16中央處理單元 （單片機(jī)） 鍵盤(pán)輸入模塊 溫度顯示模塊 溫度采集模塊 執(zhí)行單元模塊 電源模塊 5 個(gè)按鍵，比之直接將端口線用于鍵盤(pán)多出了一倍，而且線數(shù)越多，區(qū)別越明顯，比如再多加一條線就可以構(gòu)成 20鍵的鍵盤(pán)，而直接用端口線則只能多出一鍵（ 9鍵）。 在鍵盤(pán)中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形 式。 鍵盤(pán)輸入模塊 鍵盤(pán)作為數(shù)據(jù)輸入接口，是大部分自動(dòng)控制系統(tǒng)不可或缺的一部分。主流的生產(chǎn)廠家主要有： Intel 公司、 Atmel 公司、 Maxim 公司等等。現(xiàn)對(duì)其選型做簡(jiǎn)要說(shuō)明。 4 第二章 系統(tǒng)方案的選擇及論證 系統(tǒng)的功能要求 （ 1）從鍵盤(pán)輸入設(shè)定溫度值并顯示； （ 2）通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)三個(gè)水管的溫度，并顯示出水口的溫水溫度； （ 3）控制器比較設(shè)定溫度和出口溫度是否一致，不一致就控制電機(jī)調(diào)節(jié)冷熱水的進(jìn)水量。 3 研究?jī)?nèi)容 智能型浴室混水閥控制器的設(shè)計(jì)要達(dá)到一些相關(guān)的指標(biāo)： 第一： 每個(gè) 人對(duì)洗浴水溫 都會(huì) 有一個(gè) 想要的 范圍，設(shè)計(jì)時(shí)要達(dá)到一個(gè)合適的水溫； 第二：設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮系統(tǒng)所要達(dá)到的功能要求，力爭(zhēng)做到硬件和軟件劃分合理； 第三：在硬件設(shè)計(jì)時(shí)要從 器件的性能、價(jià)格、可擴(kuò)展性、實(shí)用性、編程簡(jiǎn)單等一些方面綜合考慮。 系統(tǒng)運(yùn)行中由溫水出水管處的溫度傳感器檢測(cè)到的溫度反饋到控制芯片，然后和設(shè)定的溫度值進(jìn)行比較來(lái)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)量，進(jìn)而動(dòng)態(tài)的控 制冷熱水進(jìn)水管的進(jìn)水量，以此來(lái)達(dá)到溫度平衡。總控制電路由溫 度采集模塊、溫度顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、主控制芯片和電源模塊六部分組成。這是由于通過(guò)機(jī)械式混水閥需要手動(dòng)調(diào)節(jié)并嘗試水溫，隨著冷熱水溫差的波動(dòng)以及冷熱水管道各自的壓力不同（壓力的不同將導(dǎo)致水流速度的變化），需要不斷的調(diào)試水溫，將給洗浴帶來(lái)極大的不便。 式 機(jī)械混水閥 傳統(tǒng)式機(jī)械混水閥的工作原理 在傳統(tǒng)的浴室供水系統(tǒng)中，機(jī)械式混水閥在一般情況下由一個(gè)冷水進(jìn)水口、一個(gè)熱水進(jìn)水口和一個(gè)溫水出水口 構(gòu)成 ，而冷、熱水的進(jìn)水管道都是各自獨(dú)立的，通過(guò)一個(gè)混水閥或兩個(gè)混水閥來(lái)調(diào)節(jié)水溫，使用者通過(guò)調(diào)節(jié)混水閥旋鈕來(lái)選擇適合自己 洗浴的水溫。其操作過(guò)程往往需要操作者通過(guò)肢體觸覺(jué)來(lái)反映混合后水溫是否合適， 不僅 使用很不方便，而 且容易導(dǎo)致混水閥門(mén)的使用壽命縮短 ， 出水忽冷忽熱、 不容易調(diào)節(jié)。 21世紀(jì)是信息 的 社會(huì)，更是現(xiàn)代化 的 社會(huì)。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，以計(jì)算機(jī)和軟件為核心的數(shù)字化技術(shù)取得了迅猛發(fā)展，不僅廣泛滲透到社會(huì)經(jīng)濟(jì)、軍事、交通、通信等相關(guān)行業(yè)，而且也深入到家電、娛樂(lè)、藝術(shù)、社會(huì)文化等各個(gè)領(lǐng)域，并掀起了一場(chǎng)數(shù)字化技術(shù)革命。 關(guān)鍵字： DS18B20；矩陣鍵盤(pán)； 80C51； 步進(jìn)電機(jī) ； Proteus； C語(yǔ)言 The Design of Intelligent Bathroom Mixing Water Valve Controller ABSTRACT New technology has entered the house gradually and make household intelligent in new era. In people39。 使用 C語(yǔ)言進(jìn)行程序的編寫(xiě)，通過(guò)使用 Proteus 進(jìn)行仿真 ,經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求。因此設(shè)計(jì)出能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)水溫的家居用品 來(lái)滿足人們的需求 、 推進(jìn)人們的健康生活以實(shí)現(xiàn)家居智能化具有重要意義，基于此點(diǎn)，課題設(shè)計(jì)了 智能型浴室混水閥控制器 來(lái)滿足這一要求。 學(xué)校代碼： 11059 學(xué) 號(hào)： 0410203049 本科畢業(yè)論文 BA C H E LO R D I S S E R TAT I O N 論文題目： 智能型浴室混水閥控制器的設(shè)計(jì) 學(xué)位類(lèi)別： 工 學(xué) 學(xué) 士 學(xué)科專(zhuān)業(yè)： 自 動(dòng) 化 作者姓名： 導(dǎo)師姓名： 完成時(shí)間： 2021年 6 月 智能型浴室混水閥控制器的設(shè)計(jì) 中文摘要 隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，高新技術(shù)正在逐漸改變著人們的生活習(xí)慣，其中重要的一個(gè)方面就是 ，使家居呈現(xiàn)智能化。 目前 的家居生活中，大 部分人 仍 使用著傳統(tǒng)的機(jī)械式淋浴系統(tǒng)，這種系統(tǒng) 不僅 易 于 損壞 ，而且由于手動(dòng)調(diào)溫的不準(zhǔn)確性，還易使皮膚燙傷 。 在此次設(shè)計(jì)中， 系統(tǒng)以 80C51 單片機(jī)為核心控制器件 ，由溫度采集模塊、鍵盤(pán)模塊、數(shù)碼顯示模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊和主控制芯片 5 個(gè)部分組成。 當(dāng) 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，由單 片機(jī)對(duì)溫度采集模塊的輸出量進(jìn)行收集， 按下啟動(dòng)鍵，單片機(jī) 通過(guò)讀取變量和設(shè)定量進(jìn)行比較，然后把輸出量轉(zhuǎn)換成 控制信號(hào)，控制步進(jìn)電機(jī) 并通過(guò)數(shù)碼管 顯示 設(shè)定水溫和出口水溫 。s home life, most people still use traditional mechanical shower systems that easily be damaged and temperature can not be regulated accurately and also easily burn the user’s skin. In a bid to enable the bathroom intelligent, we design the intelligent bathroom mixing water valve to meet people’s need. This design has much practical significance in pushing forward people’s healthy life and household intelligence. The system of which the singlechip 80C51 is used as centre control part, consists of temperature collection module, keyboard module, digital display module, stepping motor module and main control chip five parts. C language used in the preparation process, through the use of simulation Proteus, after a number of experiments designed to meet the basic requirements for graduation. When the system is running, the temperature acquisition by the SCM module output for the collection, press the start b