饮水机定时功能怎么用 [智能饮水机设计]

　　摘 要:本文介绍了一个基于AT89S52和DS18B20的智能饮水机设计,采用AT89S52作为核心控制芯片,DS12C887作为时钟芯片,通过液晶12864实时显示温度和时间,并显示预加热时间。可通过按键调节年、月、日、星期、时、分,并可通过上调键和下调键进行双向调节,设定每天早七点四十五分为系统启动时间,晚六点为系统关闭时间,系统的开水提示采用传统的蜂鸣器震动发声。
　　关键词:DS18B20 AT89S52 DS12C887 液晶12864
　　中图分类号:TB47 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(b)-0011-02传统的饮水机智能化程度很低,使用疏忽还会造成电能的浪费,甚至造成用电的安全隐患。为了避免这一问题,本文设计了定时通断电的功能,这样,可大大节约电资源,积极推动绿色低碳增长,顺应国家制定的绿色经济政策,而且安全可靠。
　　1 系统概述
　　由于系统的运算量不是很大,涉及的浮点运算很少,考虑到成本因素,AT89S52已经能基本满足要求。系统框图如图1所示。
　　本系统时钟电路主要由DS12C887专用时钟芯片来实现。DS12C887能够自动产生世纪、年、月、日、时、分、秒等时间信息。自带锂电池,即使外部掉电的情况下,还可以继续走时10年,作为时钟芯片具有极高的稳定性。温度实行分时采集制,即每1分钟采集一次温度的变化,输出刷新。因为水温加热系统是个大延时系统,不必要对温度进行实时的检测。单片机对采集回来的温度和预设值进行比较,给出固态继电器控制信号,从而控制水温在一定的范围内浮动。
　　2 各功能模块简介
　　2.1?时钟模块
　　该模块核心是DS12C887芯片,自带晶振和电源,地址和数据总线分时复用,提供多种可编程中断。芯片的中断输出可以作为单片机的外部中断源,轻松实现系统的定时开机关机功能。每天早上七点四十分DS12C887发出中断信号给单片机,饮水机执行一天的第一次加热。每晚六点DS12C887发送中断信号给单片机,结束饮水机一天的工作。在每天的早七点四十至晚的六点间,所有模块均工作。该时间段以外,只有时钟模块工作。
　　芯片寄存器可以读出、写入数据。芯片初次使用需要进行初始化设置。通过对芯片内部寄存器地址操作(秒对应地址0,分对应地址2,小时对应地址4,星期对应地址6,日期对应地址7,月份对应地址8,年份对应地址9),结合相应的控制时序写入初始数据。此后,单片机只要读取相应寄存器的数值并送到液晶显示即可。电路图如图2所示。
　　2.2?温度检测模块
　　传统方法是用热电偶或是热电阻。测出的表征量一般是电压,由近似的线性关系转换成对应的温度值。ADC质量的好坏、工作环境的变化等对传感器的线性度都有影响,不能保证精确度,而且电参量到电量的转换复杂。其次,传统的热电阻传感器也有反应速度慢的问题。DS18B20使用不需调理电路,全部检测元件及转换电路集成在一起。输出信号送到AT89S52进行数据的分析处理,将结果显示在液晶屏上。
　　为了保证温度的正常测量,要专门为传感器设置防水防潮防腐耐热外壳。外壳采用金属垫膜工艺让DS18B20与外壳紧密接触,同时采用具有良好导热性和耐热性的塑封胶塑封,保证温度传感器的高精度。导线采用防水的RVV线。DS18B20是独特的单总线温度传感器,采用独立电源供电或是二级电源供电,工作电压范围为3.0V～5.5V。测温范围－55℃～+125℃,固有测温分辨率0.5℃。测量结果以9～12位数字串行发送数据。这里采用外接电源供电方式。电路图如图3所示。
　　2.3?显示模块
　　显示当前的水温、当前时间、加热到95℃所需的时间。为清楚明白的告知用户当前的信息,要求显示媒介能够显示少量汉字和数字。数码管只能显示数字,而且数码管占用较多的占用单片机较多的硬件资源,不宜采用。液晶1602只能显示只能显示16个字符*2行,无法到达显示要求。液晶12864能显示汉字、字符、数字,最大可以显示64个字符,完全可以满足要求。该系统温度采集是分时采集,不需要很高速度的数据传输。为了节省单片机硬件资源,采用串口通信。电路图如图4所示。
　　2.4?加热模块
　　加热模块的执行原件为饮水机原本的加热原件,不做更改。传感器采集的温度值在单片机中与预设值做出比较。若低于预设值,单片机P0.7输出低电平。经外电路达林顿接法三极管放大电路(>100mA)获得足够驱动固态继电器的电流,继电器接通,从而加热器件接通交流220V实施加热,直到温度传感器检测加热到95℃,单片机发出控制信号,加热停止,蜂鸣器震动20s。
　　3 结语
　　该项目用单片机系统对日常饮水机进行智能控制,解决了市场上饮水机存在的智能化程度低、容易造成电力资源浪费的问题,可以在办公室,家庭等推广,具有很强的实用性。但是,该项目在测试时,时钟芯片走时会不准确,加热模块工作时尤其明显。初步分析是电磁兼容性的问题。220V工频交流电会对单片机系统产生电磁干扰,强干扰甚至可能烧毁控制系统。电磁兼容性问题是今后主要的改进方向。
　　参考文献
　　[1] 阎石.数字电子技术基础(第5版)[M].高等教育出版社,2006,5.
　　[2] 童诗白.模拟电子技术基础(第4版)[M].高等教育出版社,2006,5.
　　[3] 郭天祥.51单片机C语言教程[M].电子工业出版社,2009,12.
　　[4] 邱关源.电路(第5版)[M].高等教育出版社,2006,5.
　　[5] DS12C887、DS18B20、液晶12864芯片手册.