基于单片机的智能饮水机15页文档格式.docx

1、此款单片机48个I/O口，4个16位定时器，可扩展AD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。（）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（交流电）单片机（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）（）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

2、水区总线反馈abc（温控模块流程图-5）【注：a, b, c均为温度传感探头】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 xxx xx常 保温 xxx xx （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

3、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） （）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 aa aa+/-xx预定

4、保温 bb bb+/-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 2 4 （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）（）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

5、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-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-PSG0

6、10R压力传感器1-12）（）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）（）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

7、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1DS18B20温度传感探头312864LCD显示屏2MD-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