基于單片機(jī)的智能飲水機(jī)設(shè)計(jì)-畢業(yè)論文

1、隨著嵌入式的應(yīng)用變得愈來愈廣泛錯(cuò)誤!未找到引用 源?；詈透咝?，單片機(jī)的應(yīng)用開發(fā)在很多方面也有著廣泛的應(yīng)用， 用于智能家居方面可以提高人們生活的自動(dòng)化水平， 在這些應(yīng)用中很多都需要測(cè)量當(dāng)前系統(tǒng)的 我們可以利用芯片設(shè)置溫度的上、下采集區(qū)間，并且它的采樣精度很高。在很久之前飲水機(jī)就存在于中國的家庭中了， 飲水機(jī)的出現(xiàn)讓生活變得更方便，以前的飲水機(jī)僅僅用于飲水，沒有別的功能，后來隨著時(shí)代的發(fā)展，飲水機(jī)實(shí)現(xiàn)了加熱的功能，但是也僅僅只是加熱，別的功能都是沒有的，隨著人們對(duì)于生活質(zhì)量要求的提高，使得科技變得越來越進(jìn)步，現(xiàn)在很多錯(cuò)誤!未找到引用 源。的發(fā)明都是為了使人們的生活變得更方便和簡(jiǎn)單， 讓人們可以盡情

2、的享受生活便捷化帶來的幸福感，這些智能化的出現(xiàn)讓很多人都有時(shí)間和精力去做自己想做的事。智能飲水機(jī)也是在這種時(shí)代背景下出現(xiàn)的， 智能化的飲水機(jī)應(yīng)該不僅限于加熱，還應(yīng)當(dāng)結(jié)合人們的需求和創(chuàng)新去完成， 飲水機(jī)一直循環(huán)的加熱會(huì)導(dǎo)致很多的問題產(chǎn)生，比如人們的健康問題和飲水機(jī)的壽命問題等，錯(cuò)誤!未找到引用源。圍繞著這個(gè)，我們提出了給智能飲水機(jī)加入定時(shí)加熱功能、 自動(dòng)清洗功能以及缺水報(bào)警并加水功能， 在飲水機(jī)中加入了時(shí)鐘芯片， 使得飲水機(jī)不會(huì)在夜間無人飲用時(shí)也會(huì)自動(dòng)加熱的問題，加入了蜂鳴器報(bào)警模塊和模擬自動(dòng)加水模塊，飲水機(jī)缺水或在設(shè)定時(shí)間范圍內(nèi)自動(dòng)加水、 自動(dòng)清洗，智能飲水機(jī)的各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)都是一步步慢慢實(shí)現(xiàn)

3、的，電路的設(shè)計(jì)、軟件的設(shè)計(jì)是息息相關(guān)的。這次的設(shè)計(jì)是把 STC89C52 作為核心元件錯(cuò)誤!未找 到引用源。DS18B20 利用獨(dú)立按鍵和顯示屏來實(shí)現(xiàn)對(duì)智能飲水機(jī)的控制，這個(gè)系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單、實(shí)用等特點(diǎn)，論文中對(duì)每個(gè)模塊要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行介紹，對(duì)水的溫度進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。1 1.1 研究背景隨著時(shí)代的發(fā)展，幾乎在每家每戶都能看到飲水機(jī)的身影， 飲水機(jī)被使用的量變得很大，飲水機(jī)能滿足人們隨時(shí)喝熱水的需求， 由于飲水機(jī)自身擁有的機(jī)身小巧、操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)可變性等一系列的特點(diǎn)，因此被放于于家庭、工作以及其他場(chǎng)合，慢慢的很多人開始逐漸依賴于飲水機(jī)而生活， 帶動(dòng)了飲水機(jī)的市場(chǎng)需求。然而人們的需求也不斷的在提高，

4、大家的審美和對(duì)飲水機(jī)功能的要求漸漸地變得很多，隨著生活水平的提升人們逐漸重視身體的健康， 大家對(duì)飲水機(jī)的要求不僅限于外觀和價(jià)格， 還有更多的功能需求， 市場(chǎng)上普通飲水機(jī)開始變得不能滿足人們的需求， 他們的眼光開始向著更高的標(biāo)準(zhǔn)去看。 慢慢的市面上的飲水機(jī)開始不被很多有遠(yuǎn)見的商家所看好， 然后設(shè)計(jì)師們就開始去給飲水機(jī)加上一些附加產(chǎn)品去吸引人們的眼球，有些商家只是為了利益而去制作飲水機(jī)，沒有考慮到消費(fèi)者群體的經(jīng)濟(jì)情況以及對(duì)環(huán)境的影響， 他們制作的東西可能會(huì)使得價(jià)格上漲幅度太大， 或者材料的不規(guī)范導(dǎo)致飲水機(jī)的壽命不是很長， 人們也漸漸對(duì)普通的飲水機(jī)變得沒有那么高的期待， 飲水機(jī)往智能化的發(fā)展雖然是一

5、定會(huì)存在的，它技術(shù)的成熟在未來肯定會(huì)的， 只是現(xiàn)在還需要各個(gè)設(shè)計(jì)師門一起努力制作出價(jià)格親民， 質(zhì)量良好的產(chǎn)品， 使得消費(fèi)者們對(duì)智能飲水機(jī)的滿意度增加，讓智能飲水機(jī)的身影存在于家家戶戶， 這是要很多人的努力才能夠成功的，由于當(dāng)前的形式當(dāng)然會(huì)使得飲水機(jī)的發(fā)展開始向著智能化發(fā)展， 并且會(huì)更好更完善。雖然現(xiàn)如今的飲水機(jī)廠家都趨向于制作智能飲水機(jī)， 但是更加完美的智能飲水機(jī)需求是大眾的期待，如今的智能飲水機(jī)已然變成了飲水機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)。1.2 研究目的和意義一般的飲水機(jī)都只有加熱和保溫的功能， 功能是比較少的， 也是很容易被 飲水機(jī)經(jīng)常在水溫變低時(shí)對(duì)水會(huì)反復(fù)進(jìn)行加熱，水如果經(jīng)常反復(fù)進(jìn)行加熱會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生不好

6、的影響，近些年來，也是由于它具有局限性， 普通飲水機(jī)雖然被人們買去放在家里， 大多數(shù)人都不會(huì)插上電源，而是選擇放置，很多商家看中這一點(diǎn)，制作出各式各樣的飲水機(jī)，但大多都是很貴的，動(dòng)輒上千元，如果想追求更好的生活質(zhì)量價(jià)格會(huì)上幾個(gè)臺(tái)階，所以基本都沒有普及到家家戶戶。對(duì)于這些現(xiàn)狀，本次的設(shè)計(jì)就是為讓飲水機(jī)智能化，使之變得經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)大多數(shù)人的基本要求， 盡量去滿足消費(fèi)者的需求， 這次的設(shè)計(jì)采用了 STC89C52 作芯片，結(jié)合 DS18B20 溫度傳感器，讓飲水機(jī)的溫度變得可 解決了在夜間沒有人使用飲水機(jī)，飲水機(jī)卻反復(fù)進(jìn)行加熱的問題， 我們的設(shè)計(jì)中還有防燒干警報(bào)裝置， 在檢測(cè)到水位變得較低

7、時(shí)開啟自動(dòng)注水裝置， 還可在某一時(shí)間點(diǎn)設(shè)置飲水機(jī)自動(dòng)清洗功能，加入的顯示屏可看見時(shí)間和水的溫度。1.3 預(yù)期目標(biāo)這次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要是要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度信息的采集， 要把飲水機(jī)的自動(dòng)清洗功能、自動(dòng)加水功能添加進(jìn)去，缺水時(shí)的警報(bào)裝置，人可以實(shí)時(shí)的從顯示器上看見當(dāng)前溫度、時(shí)間等，還可以通過按鍵功能去設(shè)置最高溫度和時(shí)間。1.硬件、軟件的設(shè)計(jì)：原理圖、電路圖的設(shè)計(jì)完成，有關(guān)串口的安裝，軟件的安裝，軟件在電腦上能否運(yùn)行等。在硬件上的選擇，比如溫度傳感器的有關(guān)傳感器的選擇，這些都是要考慮到的。2.程序流程的設(shè)計(jì)：整個(gè)系統(tǒng)的總體流程圖的設(shè)計(jì)和各個(gè)模塊流程的設(shè)計(jì)。3.調(diào)試部分的設(shè)計(jì)：軟件部分和硬件部分設(shè)計(jì)完成后，要進(jìn)

8、行焊接，用軟件進(jìn)行燒錄，才能使系統(tǒng)能夠正常工作。1.4 本文的主要研究工作這次的論文主要是介紹了本次設(shè)計(jì)的研究的背景， 在什么樣的環(huán)境中去把智能飲水機(jī)設(shè)計(jì)出來， 智能飲水機(jī)的各個(gè)模塊進(jìn)行了介紹， 把重要的部分進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，這個(gè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容有六個(gè)章節(jié)，每個(gè)部分都是不可缺少的，在每個(gè)章節(jié)的后面都會(huì)有一個(gè)本章小結(jié)，對(duì)這個(gè)章節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)單的總結(jié)。第一章緒論部分主要對(duì)這次研究的背景、 預(yù)期的目標(biāo)進(jìn)行了敘述， 作為這次的論文的開頭，起到了承上啟下的作用。第二章的設(shè)計(jì)主體內(nèi)容，有一個(gè)總體的設(shè)計(jì)，列出幾個(gè)方案進(jìn)行選擇，把最好的方案拿出來去完成下一步， 設(shè)計(jì)的目標(biāo)、元器件要怎么選擇都是這個(gè)章節(jié)要完成的。第三章就是

9、硬件部分電路的設(shè)計(jì)， 比如單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、 電源電路的設(shè)計(jì)以及蜂鳴器報(bào)警電路的設(shè)計(jì)等，在這個(gè)章節(jié)中這個(gè)設(shè)計(jì)才算真正的開始，這個(gè)部分要仔細(xì)、認(rèn)真，不能出錯(cuò)。第四章就是對(duì)軟件程序部分進(jìn)行設(shè)計(jì)， 主要的流程圖設(shè)計(jì)和各個(gè)小模塊的流程圖設(shè)計(jì)，把軟件的地方進(jìn)行編程，有一個(gè)特定的想法，在這個(gè)部分不懂的要好好研究，也是很重要的。第五章是軟件和硬件的調(diào)試部分， 就是對(duì)前面的設(shè)計(jì)完成， 進(jìn)行一步步的調(diào)試，最后把程序和硬件部分連接起來，做出實(shí)物。第六章是結(jié)論部分， 是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)的總結(jié)， 把在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中遇到的問題進(jìn)行總結(jié)，其中要有學(xué)到了什么以及心得體會(huì)等。2 2.1 系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)這次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容主要包括

10、以下幾點(diǎn)：選擇設(shè)計(jì)的方向、題目的選擇、設(shè)計(jì)方法的方案和比對(duì)，然后去選擇相對(duì)較好的設(shè)計(jì)來進(jìn)行最后的設(shè)計(jì)!錯(cuò)誤 未找，就可以開始設(shè)計(jì)硬件部分和軟件部分了。這次設(shè)計(jì)的硬件部分包括對(duì)到引用源。元器件的選擇，把各個(gè)模塊要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)， 最后把這些部分和單片機(jī)連接起來組成一個(gè)系統(tǒng)，去完成本次設(shè)計(jì)的目標(biāo)；接下來是軟件部分，軟件的設(shè)計(jì)用的是 C 語言程序的編寫，用 Keil uVision4 編譯軟件去寫正確的程序，編譯好了之后運(yùn)用軟件，把單片機(jī)連接到電腦上去進(jìn)行調(diào)試，以達(dá)到最終的目的，也就是完成整個(gè)智能飲水機(jī)的設(shè)計(jì)。2.2 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至少要滿足能夠?qū)λM(jìn)行加熱以及能在水溫較低時(shí)

11、進(jìn)行 設(shè)計(jì)肯定還要是簡(jiǎn)單易懂的，這個(gè)設(shè)計(jì)的過程直接影響著后面的每一步，如果這一步?jīng)]有做好，這個(gè)設(shè)計(jì)就是失敗的，所以要十分的仔細(xì)，每一步都要好好考慮。這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)如圖所示， 使用的主要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要包括這幾個(gè)部分：按鍵部分、單片機(jī)最小系統(tǒng)、溫度測(cè)量、水位感應(yīng)、蜂鳴器、顯示、繼電器輸出控制以及其它部分電路組成。主要功能如圖1 所示。單片機(jī)圖 1 2.3設(shè)計(jì)方案論證方案一：把 PIC 單片機(jī)當(dāng)作這次設(shè)計(jì)系統(tǒng)的控制芯片，PIC 單錯(cuò)誤!未找 到引用源。片機(jī)是一種精簡(jiǎn)指令型單片機(jī)，它具有低工作電壓，低功耗，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。方案二：STM32 單片機(jī)作為這次設(shè)計(jì)的控制芯片，這種單片機(jī)的特點(diǎn)是：

12、功能強(qiáng)大，體積小，并且超低功耗。錯(cuò)誤!未找到引用 源。方案三：系統(tǒng)的控制芯片用 51 系列的單片機(jī)，51 系列的單片錯(cuò)誤!未找到引用源。機(jī)編程比較方便，適用范圍廣，功能完備等特點(diǎn)，是大多數(shù)人的選擇。方案比較：方案一中的 PIC 芯片的專用寄存器并不是集中在一個(gè)固定的地址區(qū)間內(nèi)，所以在編寫程序是會(huì)比較麻煩；方案二中的STM32 是三種芯片中執(zhí)行速度最快，功能最為強(qiáng)大的的芯片，但較于其他兩者價(jià)格較高，如果使用該芯片就加大了系統(tǒng)的成本。方案三中的 51 系列單片機(jī)的程序編寫較方案一中的 PIC 芯片簡(jiǎn)單很多，價(jià)格也是比較合適的，并且也能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所需功能，綜上所述，方案三更加適合本設(shè)計(jì)。2.4智能飲水

13、機(jī)功能智能飲水機(jī)的功能要滿足人們對(duì)飲水機(jī)的基本需求， 在市面上普通飲水機(jī)具有的功能的基礎(chǔ)下去增加幾個(gè)或幾個(gè)以上的功能。1.智能飲水機(jī)的主要功能：飲水機(jī)的智能化要把這個(gè)家用電器以后能為我們做什么而去設(shè)計(jì)， 人性化的處理是必須的， 美觀也是必要的， 所以說智能飲水機(jī)的主要功能需要包含下面這些：具有防燒干裝置、液位感應(yīng)裝置、缺水自動(dòng)加水裝置、清洗裝置、可設(shè)置時(shí)間段進(jìn)行溫度加熱等功能。2.飲水機(jī)的按鍵：選擇按鍵：進(jìn)入選擇界面，可設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)間、加熱定時(shí)時(shí)間段以及水溫范圍；加/減鍵：對(duì)被選擇的目標(biāo)進(jìn)行增加或減少；確定鍵：設(shè)置完成后按下表示確定。3.飲水機(jī)的顯示功能： 缺水之后響起；顯示屏：顯示實(shí)時(shí)時(shí)間、年

14、月日、溫度。2.5 STC89C52 簡(jiǎn)介STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)，它很多的改變是普通 51 單片機(jī)沒有的， STC89C52 單片機(jī)在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用 。錯(cuò)誤!未找 到引用源。STC89C52 有 40 個(gè)引腳， 32 個(gè)外部雙向輸入 /輸出(I/O)端口，同時(shí)內(nèi)含 2個(gè)外中斷口，3 個(gè) 16 位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器 ,2 個(gè)全雙工串行通信口， 2 個(gè)讀寫口線，STC89C52 可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也

15、可以在線編程。其將通用的微處理器和 Flash 存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的 Flash 存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)成本。錯(cuò)誤!未找到 引用源。2.6 DS18B20 簡(jiǎn)介DS18B20 它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有四個(gè)部分： 64 位的光刻 ROM非發(fā)揮的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。它有兩種供電方式，即為數(shù)據(jù)總線供電方式和外部供電方式，采取數(shù)據(jù)總線供電方式可以節(jié)省一根導(dǎo)線，但完成溫度測(cè)量的時(shí)間較長，采取外部供電方式則多用一根導(dǎo)線，但測(cè)量速度較快，它的特點(diǎn)是測(cè)溫系統(tǒng)簡(jiǎn)單、測(cè)量的精度高、連接方便以及占用口線少等特點(diǎn)，是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。錯(cuò)誤!未找到引用源 。2.7本章小結(jié)在本章中對(duì)主要的

16、單片機(jī)和溫度檢測(cè)芯片進(jìn)行了選擇，制作的方案對(duì)比，拿出最優(yōu)良的一個(gè)方案去設(shè)計(jì)， 這一步對(duì)將來設(shè)計(jì)出的成品質(zhì)量和價(jià)格有著很重要的價(jià)值，并且在最后對(duì)這些元件的特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。3 完整的系統(tǒng)電路圖如圖 2 所示：圖 2 這些模塊的電路設(shè)計(jì)是基于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的之下完成的， 分成幾個(gè)部分去設(shè)計(jì)，然后整合成一個(gè)完整的電路，每一個(gè)部分都是很重要的，這些都關(guān)系著下一步是否能夠成功的進(jìn)行下去， 所以設(shè)計(jì)的過程都是小心翼翼的， 必須每一步都要認(rèn)真，對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)，遇到問題和電路設(shè)計(jì)的難點(diǎn)都要去解決，這個(gè)部分的重要性可見一斑，每完成一步就會(huì)離完成設(shè)計(jì)任務(wù)更近一步。整體電路的設(shè)計(jì)出來就可以進(jìn)行下一步的設(shè)計(jì)，

17、接下來是對(duì)重要模塊的介紹，這些部分也是經(jīng)過反復(fù)的考慮好好設(shè)計(jì)出來的。3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)又叫作最小應(yīng)用系統(tǒng)，它是用最少的元件組成!錯(cuò)誤 未找到 引用源。單片機(jī)可以工作的系統(tǒng)。在這次設(shè)計(jì)中， STC89C52 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路包括四個(gè)部分：晶振電路、復(fù)位電路、排阻以及單片機(jī)。單片機(jī)最小系統(tǒng)在這個(gè)系統(tǒng)中的作用是很大的，起到了控制系統(tǒng)的作用，能完成對(duì)各個(gè)部分的控制，使得這個(gè)系統(tǒng)能完成當(dāng)初設(shè)計(jì)的目的。 這次設(shè)計(jì)的單片機(jī)最小系統(tǒng)的電路如圖 3所示：圖 3 晶振是晶體振蕩器的簡(jiǎn)稱， 在電氣上它可以等效成一個(gè)電容和一個(gè)電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個(gè)電容的二端網(wǎng)絡(luò)， 電工學(xué)上這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)諧振點(diǎn)，

18、以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振， 較高的頻率是并聯(lián)諧振， 由于晶體自身的特性致使這兩個(gè)頻率的距離相當(dāng)?shù)慕咏?在這個(gè)極窄的頻率范圍內(nèi)， 晶振等效為一個(gè)電感，所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會(huì)組成并聯(lián)諧振電路，這個(gè)并聯(lián)諧振電路加到一個(gè)負(fù)反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路， 由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄， 所以即使其他元件的參數(shù)變化很大， 這個(gè)振蕩器的頻率也不會(huì)有很大的變化，晶振有一個(gè)重要的參數(shù)，那就是負(fù)載電容值，選擇與負(fù)載電容值相等的并聯(lián)電容，就可以得到晶振標(biāo)稱的諧振頻率錯(cuò)誤!未找到引。用源。晶振電路給單片機(jī)提供一個(gè)振蕩信號(hào)， 然后單片機(jī)才能運(yùn)行程序， 晶振電路是單片機(jī)最小系統(tǒng)

19、的重要組成部分。單片機(jī)復(fù)位電路就好比電腦的重啟部分， 當(dāng)電腦在使用中出現(xiàn)死機(jī)， 按下重啟按鈕電腦內(nèi)部的程序從頭開始執(zhí)行。 單片機(jī)也一樣，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行 按下復(fù)位按鈕內(nèi)部的程序自動(dòng)從頭開始執(zhí)行。排阻在這次設(shè)計(jì)中也是比較重要的， 它是液晶屏的上拉電阻， 如果沒有連接它的話就會(huì)呈現(xiàn)高阻態(tài)，無法得到高電平，液晶顯示屏就會(huì)顯示異常，導(dǎo)致得不到要顯示的數(shù)據(jù) 錯(cuò)誤!未找到引用源。錯(cuò)誤!3.2 電源電路電源電路的作用就是電源的接入，它有一個(gè)開關(guān)，按下可接通電源（接通2-3 和 5-4 104）濾高頻，另一個(gè)電容（ 100 F 電解電容）濾低頻穩(wěn)壓，它的容值越大的話穩(wěn)壓的效果越好，接下來就可以得到這個(gè)系統(tǒng)的

20、電源 +5V。然后在 LED 燈上接一個(gè)限流電阻作為電源燈來用，如果打開開關(guān)通電的情況下燈就會(huì)亮。電源電路設(shè)計(jì)如圖 4 圖 4 電源電路在系統(tǒng)中起到了供電的作用，這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)也是比較重要的，電源電路中的按鍵被按下時(shí)別的模塊就可以運(yùn)行了。3.3 清洗及水泵電路J7 是一個(gè) USB 的接口，它可以在外部接入一個(gè)清洗的裝置、自動(dòng)加水裝置，還可以接入一個(gè)燈等等，經(jīng)過 ADD 輸出低電平，然后通過電阻把三極管打開，連接至 USB 接口的正極，這個(gè) USB 就接入了 +5V 的電源。C9 是一個(gè)穩(wěn)壓的電容，可以讓電源的 +5V 更穩(wěn)定，C10 是一個(gè)濾波的電容可以抑制負(fù)載產(chǎn)生的干擾，最后這個(gè) USB 裝

21、置就可以正常工作了。 J6 也是相同的工作原理。電路圖如圖 5 所示：圖 5 在這個(gè)設(shè)計(jì)的過程中，用的是 USB 接口來接兩個(gè)風(fēng)扇，用于模擬自動(dòng)清洗裝置和自動(dòng)加水裝置，這個(gè)部分的設(shè)計(jì)也是很重要的。3.4 蜂鳴器報(bào)警電路用的還是單片機(jī)來控制電平的高低來使蜂鳴器工作， Q1 是一個(gè) NPN 型的三極管，電阻 R1 就是讓電流在高電平時(shí)放大，能夠讓蜂鳴器正常工作，電阻R2 對(duì)三極管起到一定的保護(hù)作用。當(dāng)電路獲得電并且為高電平時(shí)，三極管通電，蜂鳴器就可以正常工作，如果通過的是低電平，三極管就會(huì)截?cái)嚯娏?，這個(gè)蜂鳴器就不會(huì)工作。蜂鳴器報(bào)警的電路如圖 6 所示：圖 6 3.5 溫度部分電路這個(gè)部分的電路使用

22、了 DS18B20 溫度芯片，單片機(jī)通過協(xié)議讀取芯片傳送的數(shù)據(jù)并進(jìn)行運(yùn)算，芯片能夠提高溫度測(cè)量的精準(zhǔn)度電阻 R8 可以增強(qiáng)這里的抗干擾能力，讓數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確些。溫度部分電路的設(shè)計(jì)如圖 7 所示：，電路中的!錯(cuò)誤 未找到引用 源。圖 7 3.6 其它部分電路3.6.1 繼電器部分電路圖Q4 是一個(gè) PNP 型的三極管，所以是通過低電平時(shí)才能正常工作， R15 起到的是保護(hù)三極管的作用， D4 是一個(gè)續(xù)流二極管，繼電器在斷電的情況下還是會(huì)有電流存在，而這個(gè)二極管就可以把電流用完。單片機(jī)操控通過控制高低電平使得接線通電之后，來控制三極管能否工作，當(dāng)通過的是一個(gè)低電平時(shí)，三極管就可以開通了從而讓繼電器得電

23、，J8就是閉合狀態(tài)，然而如果通過的是一個(gè)高電平，三極管就呈現(xiàn)的是攔截狀態(tài)，繼電器在沒有通電的情況下就是斷開的。繼電器部分的電路圖如圖8 所示：圖 8 3.6.2 時(shí)鐘部分電路這里的時(shí)鐘芯片使用的是 DS1320 芯片，它可以用于對(duì)顯示年、月、日、周日、時(shí)、分、秒的計(jì)時(shí)，還可以有閏年補(bǔ)償?shù)雀鞣N功能個(gè)芯片可以解決單片機(jī)的資源被占用的問題。時(shí)鐘部分的電路圖如圖 9 所示：。使用這!錯(cuò)誤 未找到 引用源。圖 9 U3 是一個(gè)時(shí)鐘芯片，它是通過引腳 5/6/7 和單片機(jī)進(jìn)行連接，通過程序來獲得這個(gè)芯片發(fā)送過來的時(shí)間， 進(jìn)而使顯示器能顯示時(shí)間。 時(shí)鐘芯片在整個(gè)系統(tǒng)中起到一定的作用。J1 是一個(gè) CR203

24、2 紐扣電池，屬于備用的電源， 當(dāng)外部的電源關(guān)閉或者停電的時(shí)候就可以啟用這個(gè)電池用于給時(shí)鐘提供電源， 不讓時(shí)間停止或者時(shí)間發(fā)生錯(cuò)誤，這里面連接的電阻 R12/R13/R14 是起到提高抗干擾能力的作用， Y1晶振給時(shí)鐘芯片提供振蕩信號(hào)， 然后時(shí)鐘芯片才能正常工作， 就可以給單片機(jī)發(fā)送時(shí)間的信息。3.6.3 顯示電路部分電路在這里用的是液晶顯示屏（ LCD1602的模塊，每個(gè)字符位之間有一個(gè)間隔，每個(gè)字符之間就有了一個(gè)距離，更方便看，這個(gè)模塊不能用來顯示一個(gè)圖形或是別的，只能用來看一些符錯(cuò)誤!未找 到引 用源。號(hào)等字符。在這個(gè)部分的電路設(shè)計(jì)中連接的滑動(dòng)變阻器屏的對(duì)比度。R3 可以調(diào)節(jié)液晶顯示顯示

25、電路部分的電路圖如圖 10 所示：圖 3.6.4 按鍵電路這個(gè)部分通過單片機(jī)進(jìn)行判斷按鍵的狀態(tài)來完成相應(yīng)的操作， 當(dāng)按下按鍵的時(shí)候，單片機(jī)判斷連接的端口如果是低電平按鍵被按下了。，那么單片機(jī)就知道錯(cuò)誤!未找 到引 用源。按鍵電路如圖 11 所示：圖 3.7 本章小結(jié)在本章中完成了各個(gè)部分電路的設(shè)計(jì)， 在這章中介紹了各個(gè)部分的工作原理和電路的結(jié)構(gòu)， 把這些部分電路連接起來就是一個(gè)完整的系統(tǒng)電路， 硬件部分的電路設(shè)計(jì)就完成了， 接下來就是軟件部分的設(shè)計(jì)了， 也是非常重要的一部分。水的功能，停止下一步，反之則進(jìn)行下一步，檢測(cè)是否是實(shí)時(shí)時(shí)間，如果不在則停止下一步終止加熱，反之進(jìn)行下一步檢測(cè)溫度是否過低

26、，如果是則開始加熱，反之則停止加熱，然后再進(jìn)行循環(huán)。4.2 各個(gè)部分的程序設(shè)計(jì)4.2.1溫度部分程序設(shè)計(jì)這個(gè)設(shè)計(jì)使用的是測(cè)量精確度高的溫度芯片 DS18B20，這個(gè)可以滿足設(shè)計(jì)的需求，并且這個(gè)芯片在整個(gè)系統(tǒng)中是很重要的部分。水溫信息傳遞給單片機(jī)作出相應(yīng)的顯示和操作。溫度部分的程序流程圖如圖 13 所示：圖 4.2.2顯示部分程序設(shè)計(jì)顯示出來。當(dāng)打開電源時(shí)，顯示部分可被操作，會(huì)顯示一個(gè)光標(biāo)，設(shè)置一個(gè)方式，可以據(jù)，顯示部分的流程就完成了。顯示部分的流程圖如圖 14 所示：NY圖 4.2.3水位感應(yīng)開關(guān)部分程序設(shè)計(jì)也就是高水位，那么水位開關(guān)就呈現(xiàn)的是高電平，不需要作出相應(yīng)的反應(yīng)，反之，如果是沒有水源

27、就給單片機(jī)反饋的是低電平，需要啟動(dòng)自動(dòng)加水的裝置，同時(shí)蜂鳴器得到信息，上升到一定的值后停止加水。水位感應(yīng)部分的程序流程圖如圖 15 所示：YN圖 4.2.4按鍵部分程序去設(shè)置自己想要的東西。按鍵部分程序流程圖如圖 16 所示：YN圖 4.3 本章小結(jié)個(gè)部分的編程程序均附在附錄中。軟件去繪制原理圖，畫電路圖，然后制作PCB板子在 Keil uVision4中新建一個(gè)工程，如圖 17 所示：圖 在 Keil uVision4中新建一個(gè)文本并保存，擴(kuò)展名為，如圖 18 所示：圖圖圖 5.2.2所需的器件不能保證每個(gè)元器件都是好的，在選擇元件的過程一定要仔細(xì)、認(rèn)真的去比較，所需主要的器件的清單如下：9cm*15cm的萬用板一塊，STC89C52 單片機(jī)一個(gè)，DS1302 的時(shí)鐘芯片一個(gè)，CR2302 紐扣電池一個(gè)，LCD1602的液晶屏一塊，RELAY-SPDT的繼電器一個(gè)，蜂鳴器一個(gè)，LED燈四個(gè)等元器件。要結(jié)合元器件的價(jià)錢和材料的屬性去決定材料選擇什么樣的。5.3 性能分析 DS18B20溫度芯片對(duì)溫度信息的