基于单片机的智能饮水机15页文档格式.docx
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此款单片机48个I/O口，4个16位定时器，可扩展A\D模块、温度采集DS18B20模块、LCD模块、红外模块、蓝牙模块等符合本产品的应用。
（２）实现民用220V家用电源转换成5伏电压供单片机使用：
外部家用电源接入
（２２０Ｖ交流电）
单
片
机
（５Ｖ直流）
整流滤波稳压模块
连接供电
滤后供电
（整流滤波稳压模块流程示意图1-3）
单片机的正常工作电压是5V直流电压，而普通家庭电压却是220V交流电压，因此必须设计一个整流滤波稳压电路来实现对电压的转换，其基本电路图如下：
（单向整流滤波稳压电路1-4）
（３）对饮水机水温的控制，实现冷、热、常温三种水，并时时显示饮水机工作状态和水温：
12864LCD显示
（核心）
加热区
热水保温区
冷水区
总线反馈
a
b
c
（温控模块流程图１-5）
【注：
a,b,c均为ＤＳ１８Ｂ２０温度传感探头】
这个模块可考虑采用防水型DS18B20温度传感探头设计一个温控系统，其实物图如下：
（（DS18B20温度传感探头1-6）
由于饮水机有热、常、冷三种水温，因此必须考虑设计一个多点温度采集系统，以便对不同水温的时时采集，并将采集来的水温通过LCD显示屏时时显示出来，由于需要显示的时时信息较多，因此可考虑采用12864型显示屏，预期显示屏主菜单显示状态如下：
胆囊区工作状态目前水温水量
热加热/保温xxxxx
常保温xxxxx
（LCD主菜单显示图1-7）
通过软件在加热胆囊区设置温度的上限和下限，当温度高于设定上限时，减小加热管的功率，直至水温恢复设定范围，加热管恢复正常工作；
当温度低于设定下限时，增大加热管功率，直至水温恢复设定范围，加热管恢复正常工作。
（12864LCD硬件连接图1-8）
（４）按键控制功能，实现人机交互和手动控制等相关功能：
根据所需实现的功能，约需要以下几个按键：
（a.）开/关按键（可启动或关闭饮水机）
【此处可选择自锁式小按键】；
（b.）LCD菜单切换键（可实现在LCD主菜单与辅助菜单间的切换，在主菜单界面，按下一次，跳转至辅助菜单，再按一次，返回主菜单）
【此处可选择弹性小按键】{注：
预期LCD辅助菜单显示界面如下图1-4}
功能默认水温预定水温
预定加热aaaa+/-xx
预定保温bbbb+/-xx
（LCD辅助菜单显示界面1-9）
（c.）LCD辅助菜单功能选择兼预定水温加减键，共两个，分为上下选择键（在辅助菜单下，通过上下选择键选择预定加热或预定制冷功能，在确定键按下后，上下选择键可以在默认水温的基础上设定预定水温，上键为加，下键为减，每按一次温度改变5℃）
【此处可选择弹性小按键】
（d.）确定键（确定功能选择和预定水温的设定）
预计按键分布图如下1-10：
13
5
24
（按键分布图1-10）
（注：
1、开/关按键；
2、LCD菜单切换键；
3、上键；
4、下键；
5、确定键）
（５）水位采集和故障报警，时时采集饮水机水位，并对常见的饮水机故障进行报警：
蜂鸣器接收信号后报警
压力传感器
总线
反馈
水桶与水
的总重量
获取
数据
（压力故障报警流程示意图1-11）
由于一般饮水机都采用桶装水，而桶装水的质量是确定的，因此在水位采集模块，可考虑选择压力传感器，并设定特定的压强对应特定的水位，由此设定一个水位下限，当饮水机水位低于设定水位下限时，蜂鸣器开始报警，并且第一个红色LED灯亮，考虑到压力传感器种类繁多，对于本模块，可考虑使用MD-ＰＳＧ０１０Ｒ压力传感器，该类型压力传感器不仅价格便宜，而且性能也非常适合本模块。
在故障报警模块，还可对水温检测进行报警，当水温高于设定水温时，蜂鸣器报警，并且第二个黄色LED灯亮；
当水温低于设定水温时，蜂鸣器报警，并且第三个绿色LED灯亮。
（MD-PSG010R压力传感器1-12）
（６）检测水杯是否放入取水槽：
红外模块
杯子放入（红外信号被挡）
（红外检测模块流程示意图1-13）
这个模块可采用红外技术实现，将红外接收器安装在水龙头处，与之对应的将红外发射器放在其正下方的取水槽处，正常情况下，红外接收器能接受到红外信号，当放入水杯时，由于水杯阻挡了红外信号的发射，接收器无法接受到红外信号，以此可判定水杯是否放入取水槽。
（红外接收发射模块1-14）
（红外接收器、发射器原理图1-15）
（７）实现无线遥控开关控制饮水机：
蓝牙模块
包含蓝
牙及相
应按键
的遥控
器
相应信
号传递
（蓝牙遥控模块流程示意图1-16）
除了可以用一般按键实现与饮水机的交互，还可以设计一个无线遥控器，进行短距离操控饮水机。
由于遥控饮水机的距离较短（10m左右），因此可采用蓝牙技术（蓝牙更短，只有8米），通过单片机的串口，建立遥控器与饮水机的联系，从而实现无线遥控饮水机，遥控器的各按键功能与饮水机上的普通按键功能大致相同，也分为开/关键、LCD菜单切换、上下键、确定键。
（蓝牙模块1-17）
（蓝牙数据串口模块原理图1-18）
（8）利用直流电机实现加热驱动
你在逗我嘛
这个模块的直流电机驱动可选择L298n,其实物图如下：
（L298N实物图1-19）
（L298N电机驱动原理图1-20）
附录：
预计需要的零器件清单：
名称
数量
合泰HT85F2280单片机
1
DS18B20温度传感探头
3
12864LCD显示屏
2
MD-PSR010R压力传感器
红外发射器、接收器
自锁式小按键
直流电机
L298n电机驱动
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