智能飲水機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計-在線瀏覽
2024-08-24 13:40本頁面
【正文】 操作可以根據(jù)用戶自己來實現(xiàn)。向飲水機(jī)已經(jīng)在所有家庭、辦公室許多地方普遍使用的電器而言也朝著自動化、智能化發(fā)展方向。這個就是這個課題研究的意義所在，怎么樣才能使飲水機(jī)更加智能化呢？還有實現(xiàn)對飲用水消毒呢？傳統(tǒng)的飲水機(jī)在國外已經(jīng)被淘汰了，傳統(tǒng)飲水機(jī)只擁有普通的加熱功能，而加熱過程總會導(dǎo)致水的礦物質(zhì)流失，喝這種水不利于人體健康。[1]還有些功能更加強(qiáng)大的飲水機(jī)擁有制冷效果，智能化水平也相對來說比較高。第一章 系統(tǒng)功能設(shè)計 本設(shè)計由單片機(jī)本模塊、傳感器模塊、用戶按鍵模塊、LCS12864顯示模塊、電磁閥模塊構(gòu)成。液位檢測部分采用光電液位傳感器監(jiān)測液位，當(dāng)飲水機(jī)的水位過低時，蜂鳴器發(fā)出報警，LED指示燈亮。用戶可以根據(jù)不同的需要選擇性地設(shè)置不同的參數(shù)。圖1系統(tǒng)框圖第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 51單片機(jī)最小系統(tǒng)STC89C52是一種相對來說比較高性能、低功耗CMOS 8位微控制器，它擁有8K在系統(tǒng)中可以編程FLASH存儲器,而且它在單芯片上，擁有在系統(tǒng)FLASH可編程、靈巧的CPU 8位、定時器、三十二位I/O 口線、512字節(jié)R A M，內(nèi)置M A X84 K B EEP R O M復(fù)位電路、外部中斷四個、一個4級7向量中斷結(jié)構(gòu)全雙工串行口、3個十六位計數(shù)器/定時器。[2]最小系統(tǒng)由晶振電路和復(fù)位電路組成，復(fù)位電路如圖2所示?；旧隙际怯?1 M晶振作為系統(tǒng)時鐘。圖3 晶振電路原理圖 溫度檢測部分飲水機(jī)經(jīng)常被用作溫度開關(guān)的溫度控制裝置，當(dāng)溫度達(dá)到溫度時鎖定開關(guān)的溫度，溫度開關(guān)會使適當(dāng)?shù)拈]幕式和開幕式。所以，D S18 B20數(shù)字溫度傳感器的使用，傳感器并不需求外部電路通過程序在完成對溫度的采集工作，A/，有6個臨時存儲單元存儲器單元49字節(jié)，和單片機(jī)溫度采集所需的值存儲在9個字節(jié)的零字節(jié)，第一個字節(jié)。~125176。因為該傳感器的輸出電路較小。圖4 溫度檢測電路原理圖KEY1為進(jìn)入外部中斷的按鍵，KEY4，KEY3，KEY2三個按鍵的工作模式工作模式為：沏茶模式，固定的水溫85℃；咖啡模式，固定的水溫65℃；還有用戶想要自己設(shè)置的溫度，也可以通過按鍵進(jìn)行選擇確定。設(shè)計原理如圖5所示。[ 6 ]這個設(shè)計使用的繼電器是電磁式繼電器，這種類型的繼電器是用觸點和由線圈兩部分組合而成的，當(dāng)電流流過這個線圈他將會產(chǎn)生磁力因此使觸電吸和，而它就會使常閉觸點所斷開，常開觸點所導(dǎo)通達(dá)到控制的功能。繼電器的型號一定要選擇準(zhǔn)確，選擇能通過電流金額正確的如最大承受功率，如果選擇錯誤會使繼電器的破損, 電磁閥控制等到熱水箱中的水加熱完成之后，當(dāng)系統(tǒng)檢測到出水口放有水杯時，系統(tǒng)電磁閥門將會開啟。因為電磁閥門是一個通過電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用來控制流體的元器件之一。這個系統(tǒng)所采用也是12V供電，還是單向電磁閥。使用電磁式繼電器可以實現(xiàn)小的電流對大的電流的控制。圖6 閥門控制電路 加熱電阻控制一般的加熱電阻基本上都是依靠焦耳定理的。因此加熱電阻的功率一般都是比較大，而且基本上都是220V交流電直接通電。如果要繼續(xù)用電磁式繼電器使弱電和強(qiáng)電兩個的控制，就必須慎重選擇繼電器的型號。這個也是這個設(shè)計的重點難關(guān)，使用弱電控制強(qiáng)電必須通過不斷的測試。[8]而且使用軟件編程控制熱水箱中的水將不會進(jìn)行多次煮沸，預(yù)防千滾水對于人體的潛在危害。圖7 電阻絲的控制電路為了實現(xiàn)具有良好穩(wěn)定的人機(jī)交換界面， 而且也能夠?qū)⒉杉男畔⑼耆@示出來，所以采用的液晶顯示屏是LCD12864。并且屏幕顯示較大方便直觀如圖8所示。[ 11 ]可以適用于并行讀和讀寫串行寫兩種工作方式。檢測液位最重要的就是為了預(yù)防熱水箱無水空燒的危險。檢測液位的方法有很多種，最簡單方便的辦法就是利用兩個導(dǎo)線直接放入水箱之中，如果兩個導(dǎo)線完全浸沒在水平表面上的時候，水就會像導(dǎo)線，兩根導(dǎo)線導(dǎo)通I/0口就可以檢測到相對應(yīng)的電信號。因此利用穩(wěn)定性更好而且用起來也非常方便的光電式液位傳感器。這個液位傳感器特點功能有，可以用紅外光電效應(yīng)，只要這個傳感器上電之后，就會使傳感器當(dāng)中的紅外發(fā)射頭發(fā)出紅外線，如果沒有遇到液體時，紅外線就不會發(fā)生任何效應(yīng)。輸出端口的傳感器，就是黃線可以直接和單片機(jī)I/0相連接，因為輸出信號的電流不夠，所以必須在傳感器黃線和白線之間加入10K拉電阻放大電流信號，確保信號傳輸?shù)目煽啃?。如圖9所示圖9液位傳感器典型接線圖 報警電路報警電路通常是采用無源蜂鳴器作為報警的電路主器件。而且如果頻率不固定還能夠利用編程控制，為了確保流經(jīng)蜂鳴器的電流，所以必須要利用三極管使電流放大。[ 12 ]利用1 K電阻當(dāng)作限流電阻預(yù)防三極管燒壞如圖10所示。通過放大器和一個用于外圍設(shè)備的電壓比較器的外部設(shè)備的出口檢測容器。[ 13]電源供應(yīng)范圍F +3 ~ + 18v 。原理圖顯示，紅外發(fā)射器和紅外發(fā)射頭與RPR220，和設(shè)計簡單，R16是電位器。系統(tǒng)主流圖如圖12所示。[ 14 ]總線從開始到的時候就已經(jīng)開始準(zhǔn)備發(fā)出一個480us的較短短復(fù)位脈沖，它會在T1時釋放，總線在等待中，只要復(fù)位成功，就會在15 ~ 60us之后讓DS18B20 DS18B20發(fā)射出這個高脈沖到主機(jī)上面，接著它復(fù)位成功T2時刻就會發(fā)出長60 ~ 240us的低脈沖，但是每一次進(jìn)行溫度采集時都將需要復(fù)位。在根據(jù)時序圖的芯片手工編程就可以完全控制。 圖13復(fù)位時序圖主機(jī)總線剛開始發(fā)出短480us的復(fù)位脈沖，T1時在等待釋放的總線，只要復(fù)位成功，它就會在15 ~ 60us到DS18B20發(fā)送出高P后信號反映給主機(jī)，然后在時間T2脈沖60 ~ 240usD S18B20是一個低溫度采集每一次成功復(fù)位。該程序如下；void Init18b20 (void)//初始化DS18B20子程序{D18B20=1。//空操作 延時1US左右D18B20=0。 //delay 530 uS//80 大概延時530US_nop_()。 // 拉高輸出1TempDelay(14)。 //detect 1820 success! //傳感器反饋正常 則讓flag=1flag = 0。 //20 //延時20US樣子_nop_()。 D18B20 = 1。[15]讀取每個位數(shù)據(jù)之間的間隔一定大于1us。//定義變量 i for (i=0。i++)//循環(huán)8次寫8位數(shù)據(jù) { D18B20 = 0。//稍作延時 D18B20=wramp。// 數(shù)據(jù)最低位給到總線上 TempDelay(3)。//稍作延時 _nop_()。// 拉高數(shù)據(jù) wr = 1。讀取每個位數(shù)據(jù)之間間隔一定大于1us。//聲明變量for(i=0。i++)//循環(huán)8次讀取8位數(shù)據(jù){D18B20 = 0。//數(shù)據(jù)左移一位D18B20 = 1。//保存數(shù)據(jù)TempDelay (2)。//稍作延時}
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