淋浴水温调节器设计.docx

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淋浴水温调节器设计摘 要

目前淋浴热水器在家庭中运用越来越广泛，然而市面上存在的淋浴调节方式主要是通过手动调节开关量的大小来控制水温的高低。

这种调节方式不能够很好的控制水温的高低，有时由于调节开关距淋浴地点较远，给人们调节水温带来不便，因此，这种调节方式不能够满足人们追求生活舒适的要求。

本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型淋浴水温调节器。

它主要包括硬件电路的设计和软件设计。

硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机STC89C54RD+，温度传感器采用DS18B20，显示电路采用8位共阴极LED数码管动态扫描显示。

测温控制电路由温度传感器电路和预设温度电路组成，当实际测量温度值大于或小于预置温度值时，发出信号，从而单片机发出指令控制冷水口和热水口的阀门，使热水和冷水进入到一定大小的容器，保证容器的水温在一定范围内变化。

软件设计主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。

该设计能够实现精确控制水的温度，其中由于单片机的集成化，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。

关键词：

STC89C54RD+，DS18B20，显示电路，测温控制电路

II

Showerwatertemperatureregulatordesign

ABSTRACT

Showerwaterheateriscurrentlymorewidelyusedatfamily,however,thereisamainlywaytoregulateshowerwhichthroughmanualadjustmentswitchtocontrolthetemperatureinthemarket.Thisadjustmentisnotagoodwaytocontrolthetemperature,andsometimesregulatingswitchisfarawayfromtheshowerlocation,whichisnotconveniencetocontrolthetemperature.therefore,thisadjustmentmethodisnotabletosatisfythepeopletopursuelifecomfortablerequest.

Thispaperintroducesakindofnewshowerwatertemperatureregulator,whichusetheSinglechipasthemaincontroldeviceandDS18B20asthetemperature sensor.Itmainlyincludeshardware circuitdesignandsoftwaredesign. Hardware circuit mainlyincludes themaincontroller, temperaturecontrolcircuitanddisplaycircuit,themaincontrollerusestheSinglechipSTC89C54RD+,temperaturesensoradopts DS18B20,displaycircuituseseighttotalcathodetubedynamicscanningLEDdigitaldisplay.Temperaturecontrolcircuitisconsistoftemperaturesensorandthepresettemperaturecomparisoncircuit,andwhentheactualmeasured temperaturegreaterthanorlessthanthepresettemperaturevalue,asignaltosendcommandstocontrolthemouthofcold

waterandhotwatervalveport,sothathotandcoldwaterintothecontainertoa

certainsize,toensurethatthetemperatureofthecontainerchangesacertainrange.Softwaredesignmainlyincludemainprogram,temperature programanddisplayprogram.Thisdesigncanachieveprecisecontrolthetemperatureofthe

waterinwhichtheintegratedsinglechipmaketheproductminiaturizationandintelligent,notonlyimprovesthefunctionandqualityofproductsbutalsoreducesthecostandsimplifythedesign.

KEYWORDS:

STC89C54RD+，DS18B20，Displaycircuit,Temperaturecontrolcircuit

V

目 录

前 言 1

第1章设计任务及方案设计 2

§1.1设计任务及要求 2

§1.2设计总体方案及论证 2

§1.3设计总体框图及结构图 2

第2章硬件设计 4

§2.1单片机核心模块 4

§2.1.1单片机类型及接口的选择 4

§2.1.2时钟电路的设计 5

§2.1.3复位电路的设计 6

§2.2电源电路模块 6

§2.3按键模块 7

§2.4温度采集模块 8

§2.4.1温度传感器的选择 8

§2.4.2DS18B20芯片的特点 8

§2.4.3DS18B20芯片的内部结构及引脚 9

§2.4.4DS18B20与单片机接口电路 10

§2.5继电器模块 10

§2.6显示模块 11

§2.6.1LED指示灯显示电路 11

§2.6.2八位共阴极数码管显示电路 12

§2.7 PCB设计 13

第3章系统软件设计 15

§3.1各部分软件介绍 15

§3.1.1DS18B20温度采集程序 15

§3.1.2显示程序 17

§3.1.3按键程序 17

§3.2软件总程序 17

第四章系统调试 19

结 论 20

参考文献 21

致谢 22

附录 23

附录1：

整体电路原理图 23

附录2：

PCB印制版电路图 24

河南科技大学毕业设计（论文）

前 言

随着科技的进步，人们的生活水平日益提高，人们对家庭生活中的舒适要求也越来越高。

为此越来越多的电器进入了我们的生活，淋浴就是其中之一。

目前市面上存在的淋浴调节方式主要是通过手动调节开关量的大小来控制水温的高低。

这种调节方式不能够很好的控制水温的高低，有时由于调节开关距淋浴地点较远，给人们调节水温带来不便，因此，这种调节方式不能够满足人们追求生活舒适的要求。

目前人们得到温水的方法很多，其中之一就是混合法，用热水和冷水进行混合得到合适的温度。

热水指通过锅炉、热交换器等方法得到的约50－100度的热水，冷水指自然温度的地下水、自来水等。

两种不同温度的水在水箱内进行混合，主要通过控制进入水箱冷、热水的比例，使箱内的水温达到洗浴要求。

通过调节开关量的大小控制水温，但这种水温控制方法不能很好地控制水温，会出现水温忽冷忽热的现象。

为了更好地控制水温，我们设计了淋浴水温调节器。

按照系统设计功能的要求，确定系统有6个模块组成：

外围电源电路、主控制器、温度传感器

DS18B20、控制阀门电路、按键预置温度值电路及显示电路。

控制器使用STC89C54RD+，温度传感器使用DS18B20，用8位共阴极LED数码管以动态扫描法实现温度显示。

系统程序主要包括主程序、温度控制子程序及显示子程序等等。

淋浴水温调节器采用 STC89C54RD+单片机作为主控制器，将传感器DS18B20采集的温度数据进行处理，从而发出指令控制冷水口和热水口的阀门，使热水和冷水进入到一定大小的容器，保证容器的水温在一定范围内变化。

该设计能够实现精确控制水的温度，其中由于单片机的集成化，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。

综上所述，本设计以智能集成温度传感器DS18B20为例，介绍淋浴水温调节器的设计，该设计适用于人们的日常生活温度的检测及控制。

淋浴水温调节器的设计满足了人们追求生活舒适的要求，同时淋浴水温调节器还增加了一些新的功能如控制淋浴的时间等。

该设计能够弥补目前市场上淋浴水温调节的缺陷，具有很好的市场前景。

25

第1章设计任务及方案设计

§1.1设计任务及要求

设计一个以单片机为核心的淋浴水温调节器系统，可实现的功能为：

（1）能够设定淋浴出水口温度。

（2）具备当前温度和设定温度显示功能。

（3）能够通过温度传感器DS18B20检测水温。

（4）能够控制冷水口和热水口的阀门，使水温保持在设定温度。

§1.2设计总体方案及论证

本淋浴水温调节器设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为－55℃～

＋125℃，最大分辨率可达0.0625℃。

DS18B20可以直接读出被测量的温度值，而采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

按照系统设计功能的要求，确定系统由6个模块组成：

主控制器STC89C54RD+，温度传感器DS18B20，电源电路模块，控制冷水口和热水口的阀门电路，按键电路及显示电路。

§1.3设计总体框图及结构图

外围电源电路：

为各个器件提供稳定电源保障，电源电压为5V。

按键电路：

此设计共用3个按键，其功能为系统总开关、设定温度加键、设定温度减键。

主控制器：

此部分是该设计的核心部分，该部分采用单片机

STC89C54RD+作为主控制器，通过编程把按键电路、显示电路、DS18B20

电路、控制阀门电路串接起来实现系统设计要求。

河南科技大学毕业设计（论文）

显示电路：

该部分采用8位共阴极LED数码管显示，能够实现当前温度和设定温度显示功能。

控制阀门电路：

该部分是通过两个继电器的开关控制冷水口和热水口阀门，使水温保持在设定温度。

温度采集电路：

智能温度传感器DS18B20作为检测元件，能够方便、准确地采集温度。

总体电路框图如图1-1所示。

淋浴水温调节器控制热水和冷水进入到一定大小的容器，使容器内的水温恒定从而保证淋浴口的温度恒定，其结构图如图1-2所示。

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