论文基于单片机的饮水机定稿.doc

论文基于单片机的饮水机定稿.doc基于单片机控制的饮水机设计
侯昭广(容县职业中等专业学校，广西容县537500)
2009-9-14
摘要：为了避免饮水机的开水有反复烧开的二次污染、冷开水混合、开水容器不容易 清洗等问题，该设计利用水位传感器和AT89C52单片机芯片对水量进行智能控制，为 了对开水容器方便打开清洗采用活动盖式，并设置有自动断电和防干烧功能。饮用该 种饮水机的水更为安全和卫生。经反复试验证明加水控制、自动断电、防干烧功能的 效果和细菌杀灭率都很好。
关键词：单片机控制；水位传感器；AT89C52单片机芯片；活动盖；饮水机设计 中图分类号：TU991 文献标识码：A 文章编号：1009-2374
(2009) 19-0031-02
医学专家已证实人们长期饮用二次污染和含氧化镉的开水对人体健康有害。普通 饮水机是难以避免的。因此，设计出开与生水完全隔离，防止没有取出的开水冷后再 反复再烧，下一次饮的水可能是重烧的二次污染的水，喝这样的水对人的健康是有害 的。另外，以往的饮水机用来装加热水的容器是连体密闭的，内部很不利于清洗，时 间长了，水有沉污物，电热管有氧化镉，饮用这样的水也是有害健康的。因此，该设 计的饮水机对加热器不但方便清洗，而且采用开、冷水彻底隔离法，保证饮用水安全 和卫生。
一、硬件组成
本设计基于AT89C52单片机芯片控制饮水机,在储水容器与加热容器之间设置有 进水电磁阀控制，进水电磁阀门接12V电压，开启时间由AT89C52单片机按照用户 实际需求控制。开水容器到达预定水位后，水位传感器把信息送给AT89C52单片机芯 片P11-P17端输入，经内部逻辑运算后从P30输出接通加热开关，使加热器获得220V 电压加热，开水容器的水温不断上升，当达到100°C后它立即断电，表示加热结束， 指示灯由红色变为绿色。单片机控制饮水机硬件是由储水容器、进水电磁阀、开水容 器、加热开关、加热容器、温度传感器、水位传感器、AT89C52单片机芯片、12V与 5V稳压电源、指示灯、手动出水阀、水杯平台和机体等组成。饮水机控制系统硬件组 成框图如图1所示：
图1智能控制饮水机组成框图
二、水位传感器的设计
（一）水位传感器的设计
水位传感器有接触型和非接触型之分。由于该饮水机的水位测定的环境温度较高
（100°C）,如果采用接触型的水位传感器对测量的器件寿命和准确度都受影响。所以, 本设计采用非接触型水位传感器，其工作原理为：根据连通器原理在小管内安装一个 浮标，浮标上端连接一个V型反射镜，红外激光二极管发出激光光束垂直射到V型反 射镜面上进行90。角变换，光束分别对应地射到光敏二极管D1〜D7上，有光束射到 光敏二极管导通，输出为高电平（），相反的为低电平（0V） o该电压加到AT89C52 单片机芯用接触型的水位传感器对测量的器件寿命和准确度都产生影响。所以，本设 计采用非接触型水位传感器，其中用接触型的水位传感器对测量的器件寿命和准确度 都受影响。所以，本设计采用非接触型水位传感器，其工作原理为：根据连通器原理 在小管内安装一个浮标，浮标上端连接一个V型反射镜，红外激光二极管发出激光光 束垂直射到V型反射镜面上进行90。角变换，光束分别对应地射到光敏二极管D1〜 D7上，有光束射到光敏二极管导通，输出为高电平（）,相反的为低电平（0V）。 该电压加到AT89C52单片机芯片P11-P17端输入，水位传感器电路如图2所示：
图2光反射式水位高度测定电路原理图
（二）键盘阵列电路
键盘阵列S1〜S7为用户所需开水量的地址码按键。当选择S1〜S7中的某一按键按下, 信号从P10-P16端加入AT89C52单片机芯片内进行寻址，于是把原来存储在 AT89C52单片机芯片寄存器的存储一单元上的对应数据调出。从I/O端口 P22输出加 水信号，键盘阵列电路如图3所示：
图3开水量确定电路原理图
（三） 加水控制电路工作原理
当用户需要烧开水时，只在键盘上选择一个相应数字键按下，从AT89C52单片机芯片 的P10-P15端输入一个地址码（001）、（010）、...、（111）,根据地址码由P22
端输出高电平（）,经R11和R12分压后使Q1三极管基极（）为 高电平而导通，使集电极有电流通过，加水开关闭合，开始对开水容器加水。加水量 单片机内按下式确定：
（1）
其中，DI、D2 D7为水位传感器对应刻度值，AO、Al、A2为用户所需开 水量的对应码。由（1）式可知加水量控制是由水位传感器和地址码共同决定的。当满 足（1）式后AT89C52单片机芯片I/O端口的P22由高电平输出变为为低电平（） 输出，, Q1截止，