淋浴水温调节器设计.docx

1、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

2、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IIShower water temperature regulator designABSTRACTShower wate

3、r heater is currently more widely used at family, however, there is a mainly way to regulate shower which through manual adjustment switch to control the temperature in the market . This adjustment is not a good way to control the temperature , and sometimes regulating switch is far away from the sh

4、ower location, which is not convenience to control the temperature. therefore, this adjustment method is not able to satisfy the people to pursue life comfortable request.This paper introduces a kind of new shower water temperature regulator, which use the Single chip as the main control device and

5、DS18B20 as the temperaturesensor. It mainly includes hardwarecircuit design and software design.Hardwarecircuitmainly includesthe main controller,temperature control circuit and display circuit , the main controller uses the Single chip STC89C54RD +, temperature sensor adoptsDS18B20,display circuit

6、uses eight total cathode tube dynamic scanning LED digital display. Temperature control circuit is consist of temperature sensor and the preset temperature comparison circuit, and when the actual measuredtemperature greater than or less than the preset temperature value, a signal to send commands to

7、 control the mouth of coldwater and hot water valve port, so that hot and cold water into the container to acertain size, to ensure that the temperature of the container changes a certain range. Software design mainly include main program, temperatureprogram and display program. This design can achi

8、eve precise control the temperature of thewater in which the integrated single chip make the product miniaturization and intelligent, not only improves the function and quality of products but also reduces the cost and simplify the design.KEY WORDS: STC89C54RD + ，DS18B20 ，Display circuit, Temperatur

9、e control circuitV目录前言1第 1 章 设计任务及方案设计21.1 设计任务及要求21.2 设计总体方案及论证21.3 设计总体框图及结构图2第 2 章 硬件设计42.1 单片机核心模块42.1.1 单片机类型及接口的选择42.1.2 时钟电路的设计52.1.3 复位电路的设计62.2 电源电路模块62.3 按键模块72.4 温度采集模块82.4.1 温度传感器的选择82.4.2 DS18B20 芯片的特点82.4.3 DS18B20 芯片的内部结构及引脚92.4.4 DS18B20 与单片机接口电路102.5 继电器模块102.6 显示模块112.6.1 LED 指示灯显示

10、电路112.6.2 八位共阴极数码管显示电路122.7PCB 设计13第 3 章 系统软件设计153.1 各部分软件介绍153.1.1 DS18B20 温度采集程序153.1.2 显示程序173.1.3 按键程序173.2 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。

11、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

12、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

13、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）

14、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

15、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。显示