基于单片机温度自动提醒的智能水杯设计
基于单片机智能电水壶控制系统设计
基于单片机智能电水壶控制系统设计一、引言智能家居系统的快速发展为人们带来了更加便利和舒适的生活体验。
智能电器已经成为了现代家庭不可或缺的一部分。
本文将基于单片机，设计一款智能电水壶控制系统，实现对电水壶的温度控制、定时功能和远程控制等功能。
二、系统设计该系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分：主要包括温度传感器、单片机、开关、继电器、显示屏等元件。
软件部分：主要包括单片机程序的编写和手机APP的开发。
1.硬件设计（1）温度传感器：用于检测水温，通常选择数字温度传感器，如DS18B20，能够精确测量水壶内部的温度。
（2）单片机：选择适合的单片机，如51单片机，用于接收传感器的数据，处理按键输入，控制继电器等。
（3）开关：用于控制电源的开关，通过按键来控制水壶的启动和关闭。
（4）继电器：用于控制加热器的开关，当温度低于设定的温度阈值时，继电器通电，加热器开始工作。
（5）显示屏：用于显示当前水壶的温度和状态。
2.软件设计（1）单片机程序：通过单片机的IO口连接温度传感器和开关，并通过串口与手机APP进行通信。
程序首先初始化相关硬件，然后循环读取温度传感器的数值，并进行温度控制和定时功能的处理。
同时，根据开关的状态来控制继电器的开关，实现加热器的自动启动和停止。
（2）手机APP：开发一款手机APP，用户可以通过该APP来远程控制电水壶的启动和关闭，设定水温，设置定时功能等。
APP与单片机通过蓝牙或Wi-Fi进行通信，实现与电水壶的互动。
三、系统特点与优势1.温度控制精准：采用数字温度传感器，能够精确测量水温，实现对加热器的精准控制，确保水温始终在设定的范围内。
2.定时功能实现：用户可以通过手机APP设置定时功能，实现提前启动或者定时关闭电水壶，方便用户的使用。
3.远程控制：用户可以通过手机APP随时随地控制电水壶的启动和关闭，无需亲自操作。
4.显示屏显示：电水壶的温度和状态将通过显示屏实时显示，方便用户掌握当前状态。
基于单片机的智能水杯设计分析研究
基于单片机的智能水杯设计分析研究智能水杯作为一种集成了智能技术的水杯产品，以其便捷、实用和智能化的特点在近年来逐渐受到人们的关注和喜爱。
智能水杯通过内置的传感器和微处理器等技术，在监测水杯中的水量、温度和用水惯等方面提供了全新的功能和用户体验。
随着生活水平的提高和人们对健康生活的追求，智能水杯在健康管理和饮水惯培养方面具有巨大的潜力。
它可以提醒用户适时补充水分，监测水的温度和纯度，并通过手机应用软件记录和分析用户的饮水惯，有助于提高每个人的生活质量和健康水平。
本研究旨在基于单片机技术对智能水杯进行设计分析研究。
通过分析已有的智能水杯产品和相关研究成果，结合单片机的功能和特点，探讨如何设计一款性能稳定、功能丰富的智能水杯。
同时，研究将采用实验方法，对设计好的智能水杯进行功能测试和性能评估，验证其在不同环境和使用条件下的实际效果。
通过本研究的实施，将进一步推动智能水杯技术的发展，为用户提供更好的智能化饮水体验，同时也为智能水杯的设计和应用提供参考和借鉴。
本文详细描述了基于单片机的智能水杯的设计和功能，包括监测水质、温度控制、智能提醒等。
智能水杯是一种结合了单片机技术的智能化饮水工具。
它通过集成传感器和控制模块，实现了对水质和温度的监测与控制，并提供了智能化的提醒功能。
监测水质智能水杯内置的水质监测传感器可以实时监测水质情况。
传感器能够检测水中的各种参数，如PH值、溶解氧含量、重金属污染等，并通过单片机进行处理和分析。
用户可以通过智能手机或其他终端查看水质监测结果，了解水质情况并采取相应的措施。
温度控制智能水杯配备了温度传感器和加热模块，可以实现对水温的智能控制。
用户可以根据个人喜好，在智能手机上设置所需的水温范围。
当水温低于或高于设定范围时，单片机会自动启动加热或制冷模块，使水温恢复到设定范围。
这样用户就能够随时享用到适合自己口感的水温。
智能提醒智能水杯还可以通过单片机与智能手机进行连接，实现智能提醒功能。
一款单片机系统控制的温控智能水杯设计
一款单片机系统控制的温控智能水杯设计一、概述随着科技的快速发展和智能化生活的普及，人们对于日常生活用品的智能化需求也日益增强。
温控智能水杯作为其中的一种典型产品，其通过单片机系统控制实现对水温的精准调节，为用户提供更加舒适、便捷的使用体验。
本设计旨在研发一款基于单片机系统控制的温控智能水杯，通过内置的温度传感器实时监测水温，并通过单片机控制加热或制冷元件，实现水温的自动调节。
同时，该智能水杯还具备智能提醒、节能模式等多种实用功能，以满足用户多样化的需求。
在技术上，本设计采用了先进的单片机控制技术，结合温度传感器、加热元件、显示屏等硬件设备，实现了对水温的精准控制和显示。
在功能上，本设计注重用户体验和实用性，通过智能提醒功能，帮助用户及时补充水分通过节能模式，降低能耗，延长使用寿命。
通过本设计的实施，我们期望为用户带来更加智能化、便捷化的饮水体验，同时推动智能家居领域的发展和创新。
1. 介绍温控智能水杯的市场需求和技术背景随着现代科技的飞速发展，智能化、便捷化的生活方式逐渐成为人们追求的新潮流。
在这一背景下，温控智能水杯作为智能家居领域的一颗新星，正以其独特的魅力吸引着越来越多消费者的目光。
市场需求方面，温控智能水杯的兴起源于人们对健康生活方式的追求和对高品质生活的向往。
在快节奏的现代生活中，保持充足的饮水量和适宜的水温对于维持身体健康至关重要。
传统的水杯往往无法满足这一需求，要么无法保持水温，要么无法精确控制饮水量。
温控智能水杯的出现，正好填补了这一市场空白。
它不仅能够实时监测和调节水温，确保饮用水始终处于最适宜的状态，还能通过智能提醒功能帮助用户养成良好的饮水习惯，从而提升生活质量。
技术背景方面，单片机系统的发展为温控智能水杯的实现提供了强有力的技术支持。
单片机系统以其强大的控制能力和灵活的编程特性，能够实现对水杯温度、水量等参数的精确控制。
同时，随着物联网、大数据等技术的不断进步，温控智能水杯的功能也在不断扩展和完善。
基于STC12C5A60S2单片机的智能水杯设计
• 164•基于STC12C5A60S2单片机的智能水杯设计广州铁路职业技术学院 张仁朝 王先彪本文设计了一种基于STC12C5A60S2单片机控制的智能水杯，以满足人们对健康饮水生活的需要。
该智能水杯不仅具有喝水语音提示，提醒由于工作忙碌而忘记喝水的人；还可以加热水、制冷水，提供适和人体正常饮用的温水；同时手动模式可以自行设定饮水时间、水的温度，以满足个人性化人群的需要。
引言：医学研究表明：正常的成年人一天饮水量应该在2000cc 左右，以维持由于尿液、流汗或皮肤蒸发等流失的水分，从而保证人体的健康。
很多人由于工作繁忙或生活习惯的问题往往无法达到这一要求，结果是在口渴的时候才去喝水。
其实当人体感到口渴想要喝水的时候，体内的失水已经达到20%，口渴本身其实是体内已经严重缺水的表现，这是造成“亚健康”状态的致命习惯之一。
因此我们需要一款智能水杯。
它可以记录饮水数据并提醒饮水，这样人们就可以根据个人平时的需要设置喝水时间，时间到了它就会发出语音提醒；同时在杯子屏幕上显示日期、时间、水量、水温等。
真正的养成“一杯在手，健康享受”的饮水习惯。
1.硬件电路设计1.1 系统结构该系统主要由半导体制冷片、MCU 模块、显示模块、温度传感模块、按键模块、语音模块、时钟模块及组成。
如图1所示。
图1 系统结构图图2 半导体制冷片原理1.2 硬件模块介绍1.2.1 半导体制冷片半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。
它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。
它的工作原理是利用半导体材料的珀耳帖效应，具体如图2所示。
当一块N 型半导体材料和一块P 型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N 型元件流向P 型元件的接头吸收热量，成为冷端，由P 型元件流向N 型元件的接头释放热量，成为热端。
吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N 、P 的元件对数来决定。
基于单片机的电热水杯设计
基于单片机的电热水杯设计一、设计背景随着科技的不断发展，人们对于生活品质的要求越来越高。
传统的电热水壶体积较大，携带不便，而市面上现有的小型电热水杯功能相对单一，无法满足用户多样化的需求。
因此，设计一款小巧便携、功能丰富且智能化的电热水杯具有重要的现实意义。
二、总体设计方案本电热水杯的设计主要包括硬件和软件两大部分。
硬件部分主要由电源模块、温度检测模块、加热控制模块、显示模块和单片机控制模块组成；软件部分则采用相应的编程语言实现对各模块的控制和协调工作。
三、硬件设计（一）电源模块为了保证电热水杯的正常工作，需要一个稳定可靠的电源。
我们选用了锂电池作为电源，通过充电管理芯片对电池进行充电，并通过降压芯片将电池电压转换为各模块所需的工作电压。
（二）温度检测模块温度检测模块是实现精确控温的关键。
采用高精度的热敏电阻作为温度传感器，将温度变化转换为电阻值的变化。
通过电阻分压电路将电阻值的变化转换为电压的变化，再经过 ADC 转换芯片将模拟电压转换为数字信号，输入到单片机中进行处理。
（三）加热控制模块加热控制模块负责控制电热水杯的加热过程。
选用了 PTC 陶瓷加热片作为加热元件，通过场效应管作为开关元件，由单片机输出的 PWM 信号控制场效应管的导通时间，从而实现对加热功率的调节。
（四）显示模块为了方便用户直观地了解电热水杯的工作状态和温度信息，选用了液晶显示屏作为显示模块。
通过单片机的控制，能够实时显示当前水温、设定温度、工作模式等信息。
（五）单片机控制模块单片机是整个系统的核心控制单元，负责协调各模块的工作。
选用了 STM32 系列单片机，具有丰富的资源和较高的运算速度，能够满足系统的控制需求。
四、软件设计（一）主程序流程系统上电后，首先进行初始化操作，包括初始化各硬件模块、设置默认参数等。
然后进入主循环，不断检测用户输入、温度传感器的输出，并根据检测结果进行相应的控制操作，如启动或停止加热、更新显示信息等。
基于AT89C51单片机的智能水杯设计
进展 与展 望 【 Ｊ １ ． ２ ０ ０ ６ ，３ ７ （ ５ ） ： ｌ ５ ８ 。 ｌ ６ ２ ． ｆ ２ Ｉ Ｖ ａ ｎ Ｈ ｅ ｎ ｔ ｅ ｎ Ｅ Ｊ ，Ｈ ｅ ｍ ｍｉ ｎ ｇ Ｊ ，Ｖ ａ ｎ Ｔ ｕ ｉ ｊ １
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基于 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 单片机的 智 能水杯设计
周凌翱 常州信息职 支 术学院
基 金项 目： 本文受江苏 高校品牌专业建 没 工程资助项 Ｐ Ｐ Ｚ Ｙ ２ ０ １ ５ Ａ ０ ９ ０ ） 资助。
能结合 ， 可以使饮水者方便 ， 快捷 ， 健康的饮
７ Ｋ 。
ｈ ａ ｒ ｖ ｅ ｓ ｉ ｔ ｎ ｇ ｃ ｕ ｃ ｕ ｍｂ ｅ ｒ ｓ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｅ ｎ ｈ ０ ｕ ｓ ｅ ｓ 【 Ｊ １ ．
款水杯具有测温、保温、提醒三重功能。因 到 × Ｔ Ａ Ｌ ２ 输出时的时钟信号。 该 温控 系统 中设 有两 个模 块 ， 分 别接于 单片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １的 Ｐ ３ ＿ ３ 和 Ｐ ３ ｌ ７口 ， 当 红灯
此本产品的设计可以解决市场需求 ， 将三重功 ２ ． ４ 加热 （ 制冷 ） 仿 真包括 温度检测、温度设定 、时 间设定及定时提醒的仿真。
温度检测 电路 仿真是 由 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ｌ 单 片机 车金庆 常州工程职业技术学院 的 Ｐ １ ． ４端口连接温度传感器 ， 温度传感器感知 温度并通过液晶显示屏显示出来。 水温检测 模块实 现是通过 Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 传 感
一种基于单片机的多功能智能水杯设计
54 | 电子制作 2018年2-3月合刊健康也日趋被现代人重视与追求。
人体的一半以上都是水，所以饮水问题是影响人们健康的重要因素，而水温和水质则是健康饮水的关键。
在家时，水温和水质尚能保证，但平常工作或户外运动时则很难满足。
现如今，市场上面多数商家对水杯的制作，都只一味追求美观，实用方面却毫无新意。
生产出来的大多数的水杯无法调节温度，水杯中水的温度易受环境温度的影响，无法做到对水温的智能调控；在缺水的环境中，水一旦被喝完，人们无法及时补充水分等诸多问题，这些都无法满足生活节奏越来越快的现代人。
发展现状：目前智能温控水杯已逐渐开始占领市场，且基本设计已比较完善。
现有的智能温控水杯有两种不同类型的产品：一种是智能反馈提醒型，另外一种是智能温控型。
其主要的代表产品为：Cuptime智能水杯，其内置有温度感应器，杯身上的LED指示灯会根据液体温度呈现出不同的颜色，比如高于75摄氏度的水温会显示为红色，提醒使用者小心饮用。
当然，Cuptime智能水杯最为强大的功能是，它会记录被喝掉的每一滴水，让饮用者精确掌握每天的饮水量。
同时，Cuptime APP还会根据饮用者的年龄、身高、体重计算出针对于个人的每日饮水量，时刻提醒使用者每日至少还需要喝下多少水用以维持身体健康。
通过与手机同步，由手机推送提醒使用者喝水的信息。
同时，Cuptime 智能水杯也会通过自身来达到提醒的目的。
另一种即是Brugo智能控温水杯，能够解决日常饮茶或者饮水中过烫、过凉和易漏三大问题。
①可实现极速降温：控温杯采用双内胆设计，内层为长效保温区，外层为智能控温区，使用时将杯体倾斜，内胆中的高温饮品将会自动倾注25ml至外层，并在5至8秒内迅速降至人体饮用发热最佳温度65-76摄氏度。
②可实现长效保温：内层中的滚烫的饮品可以长效保持高温。
③完美密封：能够适应各种环境，即使是遇到颠簸等情况，也不会出现撒漏。
完美密封、自然饮用、急速温控多功能智能水杯。
基于单片机温度自动提醒的智能水杯设计 毕业设计论文
基于单片机温度自动提醒的智能水杯设计【摘要】针对低碳、环保生活领域对温度传感器的应用,提出单片机实时系统智能水杯的设计方法。
在此基础上,采用了DS18B20温度传感器,并对温度采集、实时控制进行了仿真分析,本文提出了性能较好的智能水杯设计方法和多样功能。
【关键词】：单片机温度传感器半导体Smart cup temperature based on automatic remind【Abstract】:T he application of low carbon, environmental protection areas of life to the temperature sensor, puts forward the design method of single chip real time system intelligent cup. On this basis, using DS18B20 temperature sensor, and the temperature acquisition, real-time control of the simulation analysis, this paper puts forward the design method of the good performance of glass and various function.【 Keywords】: Single chip microcomputer Temperaturesensor Semiconductor目录第一章引言1.1 课题的研究背景及意义1.2 课题的研究任务与内容第二章总体方案设计2.1 方案一2.2 方案二第三章系统硬件设计3.1 硬件设计环境介绍3.2 单片机最小系统设计3.2.1 STC89C52简介3.2.2 单片机端口分配及功能3.3 显示电路设计3.3.1 LED显示器的分类3.3.2 数码管结构3.3.3 数码管工作原理3.3.4 显示电路3.4 温度采集电路设计3.4.1 DS18B20的工作原理和测温原理3.4.2 温度采集电路3.5 温度自动提醒电路设计3.6 温度制冷，制热设计半导体3.7整体硬件电路图第四章系统软件设计4.1 系统软件整体设计4.2 系统程序设计4.2.1 主程序设计4.2.2 显示程序设计4.2.3 温度判断程序设计4.2.4 DS18B20程序设计第五章系统设计与分析第六章总结致谢参考文献附录1.程序第一章引言1.1.课题研究背景与意义二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术，微信单片机技术的应用更是空前广泛。
基于单片机的智能水杯设计
基于单片机的智能水杯设计作者：钟浩陈江萍来源：《无线互联科技》2021年第22期摘要：文章设计了一款在52单片机基础上搭建起来的智能饮水用具，可以进行加热、保温、远程控制，可利用插口式电源来给加热模块提供电能，且可以将温度保持在设置程度。
在人机交互模块进行操作可以控制温度停留在某一范圍以及设定加水容量，对于超出范围的数据信息进行示警提醒。
关键词：单片机；智能水杯；数据基金项目：2019年度大学生创新创业训练计划项目“智能水杯”的阶段性成果；项目名称：智能水杯设计；项目编号：S201913125022。
1 研究现状在智能家居的研发如火如荼的时代，智能水杯是顺应消费者需求、顺应科技发展的产物，尤其在当前环境污染加剧、水源遭受污染、雾霾影响严重的形势下，人们更加重视生活家居中的健康问题，如装修使用环保材料、购买纯净水、搬离闹市区等举措。
在智能水杯售卖市场中，群众认可度比较好的品牌有很多，比如lehoo智能水杯，还有麦开的，还有橘子的等，销售量都较为喜人。
可见，尽管总体的智能水杯行业不是特别兴旺，但是智能水杯这一产品的实用性和需求性都比较高，也是未来水杯功能发展的趋势[1]。
2 设计要求（1）采用 LCD1602 液晶来作为输出模块，为用户提供水温、时间等查看模块。
（2）根据水这一物质的特性，将温度区间设置在0 ℃～100 ℃。
（3）水温在100 ℃之内的区间，当负责测试水的温度的传感器测试到的温度没有达到用户设置最低阈值的时候，机器的加热程序启动，当传感器感受到的水温达到了用户设置的阈值的时候，就断开加热功能，不再进行加热。
（4）智能水杯有一些功能需要用户进行输入，所以需要安装用户的开关按钮、设置按钮、温度的增加按钮和降低按钮，以及“确认键”等。
（5）可以利用红外技术，实现无接触的控制，比如使用遥控器，在10 m以内的范围内都可以进行智能水杯的设定操作。
3 硬件选择根据系统设计的功能和经济因素来选择合适的元器件，然后依据需要的功能来熔接元器件组装成本文的设计。
一种基于单片机的多功能智能水杯设计
一种基于单片机的多功能智能水杯设计摘要：随着人们对健康生活的重视，水杯作为日常生活中不可或缺的容器，也逐渐向智能化方向发展。
本文设计了一种基于单片机的多功能智能水杯，通过集成多种传感器和智能控制系统，实现了温度监测、水质检测、计量提醒、智能喝水等多种功能，可以帮助用户更好地控制自己的饮水量和水质，提高生活品质和健康水平。
关键词：智能水杯、单片机、温度监测、水质检测、计量提醒、智能喝水。
正文：随着生活水平的提高和健康意识的加强，人们对水的质量和安全性越来越关注，饮水健康已经成为人们日常生活中不可或缺的一部分。
而水杯作为人们随身携带水的工具，也不断向智能化方向发展。
本文设计了一种基于单片机的多功能智能水杯，旨在帮助用户更好地控制自己的饮水量和水质，提高生活品质和健康水平。
本智能水杯的设计基于单片机技术和多种传感器的集成，主要包括以下几个模块：1. 温度检测模块。
通过集成温度传感器，实现对水杯内部温度的实时监测和显示。
用户可以随时了解水的温度情况，避免在高温或低温环境下饮用水导致身体不适。
2. 水质检测模块。
集成水质检测传感器，可以检测水中的各种离子、有机物等指标，实现对水质的实时监测和显示。
用户可以了解水的水质情况，避免饮用不安全的水导致身体不适。
3. 计量提醒模块。
集成计量传感器，并通过单片机实现对饮水量的计数和显示。
用户可以设置目标饮水量并通过提醒功能，随时了解自己的饮水量是否达到目标。
同时，也可以根据自己的身体情况和饮水习惯，自行调整目标饮水量，并通过提醒功能进行调整。
4. 智能喝水模块。
通过单片机和传感器的集成，实现了智能喝水功能。
用户可以设置喝水间隔时间和饮水量，并通过智能提醒功能，帮助用户养成科学健康的饮水习惯。
综上所述，本文设计的基于单片机的多功能智能水杯具有温度监测、水质检测、计量提醒、智能喝水等多种功能，可以帮助用户更好地控制自己的饮水量和水质，提高生活品质和健康水平。
其设计和实现有着广泛的应用前景和市场需求。
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【摘要】针对低碳、环保生活领域对温度传感器的应用,提出单片机实时系统智能水杯的设计方法。
在此基础上,采用了DS18B20温度传感器,并对温度采集、实时控制进行了仿真分析,本文提出了性能较好的智能水杯设计方法和多样功能。
【关键词】：单片机温度传感器半导体Smart cup temperature based on automatic remind【Abstract】:T he application of low carbon, environmental protection areas of life to the temperature sensor, puts forward the design method of single chip real time system intelligent cup. On this basis, using DS18B20 temperature sensor, and the temperature acquisition, real-time control of the simulation analysis, this paper puts forward the design method of the good performance of glass and various function.【 Keywords】: Single chip microcomputer Temperaturesensor Semiconductor目录第一章引言1.1 课题的研究背景及意义1.2 课题的研究任务与内容第二章总体方案设计2.1 方案一2.2 方案二第三章系统硬件设计3.1 硬件设计环境介绍3.2 单片机最小系统设计3.2.1 STC89C52简介3.2.2 单片机端口分配及功能3.3 显示电路设计3.3.1 LED显示器的分类3.3.2 数码管结构3.3.3 数码管工作原理3.3.4 显示电路3.4 温度采集电路设计3.4.1 DS18B20的工作原理和测温原理3.4.2 温度采集电路3.5 温度自动提醒电路设计3.6 温度制冷，制热设计半导体3.7整体硬件电路图第四章系统软件设计4.1 系统软件整体设计4.2 系统程序设计4.2.1 主程序设计4.2.2 显示程序设计4.2.3 温度判断程序设计4.2.4 DS18B20程序设计第五章系统设计与分析第六章总结致谢参考文献附录1.程序第一章引言1.1.课题研究背景与意义二十一世纪是科技高速发展的信息时代，电子技术，微信单片机技术的应用更是空前广泛。
伴随着科学技术和生产的不断发展，需要对各种参数进行温度测量。
因此温度一次在生产生活中出现的频率日益增多，与之相对应的温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用的词语。
同时它们在各行各业中也发挥着重要的作用。
如在日趋发达的工业之中，利用测量与控制温度来保证生产的正常运行。
在农业中，用于保证蔬菜大棚的恒温保产等。
在生活中，这个用于喝水家用电器的温度显示等。
本文针对人们无法准确的获知或得到提示杯子中的水是否已到适合人饮用的温度的问题，设计了一种带有温度自动提醒功能的智能水杯。
通个温度的监控来提醒使用者杯中的谁是否适合喝下以及有好的控制温度达到制冷制热。
有效的解决人们经常由于各种原因而忘记时刻去关注谁的温度变化的缺陷。
以避免人们尤其老人，小孩或病人在需要饮水时喝到凉水或受到烫伤。
能够把握准确的水温。
1.2.课题研究任务与内容课题任务主要是设计一款智能水杯，针对人们不能直观的感知水温的问题，结合当前先进的电子和信息技术。
如单片机，传感器等。
提出一种具有自动提醒功能的智能水杯。
本课题任务可分为三个层次，一是对当今温度测量技术在生产生活中的应用进行分析和研究；二是通过硬件和软件的设计，来实现智能水杯的各种功能；三是通过仿真实验，验证设计的温度自动提醒功能的智能水杯的有效性和可用性。
本文的研究重点在于基于单片机和传感器设计一个温度测量，感知系统和制冷制热系统，并将其应用到智能水杯中，并对现有方案的优点与不足进行分析，在此基础上通过软件和硬件进行仿真验证。
第二章总体方案设计2.1方案一测温电路的设计，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理。
在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要A/D 装换电路，感温电路比较麻烦。
2.2方案二考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行制冷制热进行转换，依次完成设计要求。
比较以上2种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。
在本系统电路设计方框图如图1.1所示，它才用5部分组成：1．控制部分主芯片采用单片机STC89C52；2．显示部分采用4位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；3．温度采集部分采用DS18B20温度传感器；4．温度提醒部分采用3个不同颜色的LED作为提醒标志5．半导体制冷制热。
系统电路设计方框图图1.11.控制部分单片机AT89C51具有低电压供电和体积小等特点，只需要很少端口就能满足电路系统的设计需要，很适合在小型场合或便捷产品中进行设计使用。
2.显示部分显示电路采用4位共阴LED数码管，从po口送数，P2口扫描。
3.温度采集部分该模块采用美国DALLAS公司推出的数字测温芯片DS18B20，该芯片具有体积小，多种封装形式，独特的单线接口等优点。
测量范围从-55摄氏度到+125摄氏度，拥有可以选择的9到12位温度数据分辨率，可以工作在寄生电源模式，另外还可自定义温度告警设置。
本系统中温度传感器输出脚I/O直接与单片机的P4.0相连，外接4.7 KΩ的上拉电阻到电源，采用MSP430的电源供电[8]。
DS18B20芯片封装如图1-2所示。
图1-2 DS18B20芯片封装4.制冷制热部分通过2个半导体来实现制冷，制热。
5.温度提醒部分该部分分别采用红，绿，黄3个不同颜色的数码管来显示不同的温度范围。
红色LED表示温度较高，范围60度以上；绿色LED表示温度适宜，范围30-60°；黄色LED表示温度较低，范围30度以下。
第三章系统硬件设计3.1硬件设计环境介绍1.0概念Altium Designer 是原Protel软件开发商Altium公司推出的一体化的电子产品开发系统，主要运行在Windows操作系统。
这套软件通过把原理图设计、电路仿真、PCB绘制编辑、拓扑逻辑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术的完美融合，为设计者提供了全新的设计解决方案，使设计者可以轻松进行设计，熟练使用这一软件必将使电路设计的质量和效率大大提高。
Altium Designer 除了全面继承包括Protel 99SE、Protel DXP在内的先前一系列版本的功能和优点外，还增加了许多改进和很多高端功能。
该平台拓宽了板级设计的传统界面，全面集成了FPGA设计功能和SOPC设计实现功能，从而允许工程设计人员能将系统设计中的FPGA与PCB设计及嵌入式设计集成在一起。
由于Altium Designer 在继承先前Protel软件功能的基础上，综合了FPGA设计和嵌入式系统软件设计功能，Altium Designer 对计算机的系统需求比先前的版本要高一些3.2单片机最小系统设计3.2.1STC89C52简介STC89C52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。
另外，STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM 内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
与MCS-51单片机产品兼容8K字节在系统可编程Flash存储器1000次擦写周期全静态操作：0Hz～33Hz三级加密程序存储器32个可编程I/O口线三个16位定时器/计数器八个中断源全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式掉电后中断可唤醒看门狗定时器双数据指针掉电标识符3.2.2 单片机端口分配及功能STC89C52引脚图如图3-2所示：图3-2 STC89C52引脚图VCC：供电电压。
GND：接地。
P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。
作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在 flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。
对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。
此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如表3-1所示。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口作为AT89C51的一些特殊功能口，如表3-1所示：RST：复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。