饮水机温度控制系统

开 ， 闭加 热 器 。 关 ３ 位 探 测 器 ． 水
经过处理 ， Ｐ 由 １口输出段码和位选控制信号 ， 通过 ７４ ４ ７丌 ＬＢ Ｄ译码器译码 ， ／Ｃ 由其余三位 Ｌ Ｄ显示 Ｅ
器 动 态 显 示 水温 值 。
键盘 电路 由温水键 、 开水键 ２个独立式按键 组
成， 控制饮水机的两种加热模式 ， 系统将根据用户的
Ｄ １ Ｂ Ｏ是 美国 Ｄ Ｌ Ａ Ｓ８ ２ Ａ Ｌ Ｓ公司生产的一种可 组网的单线数字式温度传感器 ， 它采用单线总线结
构， 集温 度 测量 和 ＡＤ 转 换 于 一 体 ， 接 输 出 数 字 ／ 直 量 ， 一根 ｌ 线就 可 以传 送 数据 与命 令 。 用 ／ ｏ 并可 兼 作
电源线 。 其温度测量范 围为 一 ５ ～＋ ２ ℃ ， ５℃ １ ５ 精度 为 ±０５ ； ℃ 使用 中无需外部器件 ， 以利用数据线 可 或外部电源提供 电能 ， 供电电压 范围为 ３３～５５ ； ． ．Ｖ 通过编程可实现 ９～１ ２位分辨率读 出温度数据。 使 用时。将 Ｄ 侣Ｂ Ｏ的数据信号线 Ｄ Ｓ ２ Ｑ与单 片机的一位具有三 态功能的双向 口相连接 ， 就可实 现数据的传输 。Ｄ １ Ｂ ０采用两种供电方式： Ｓ８ ２ 外部 电源供电（Ｄ 接电源） ＶＤ 和数据线供 电（。 和 ＧＮ ＶＤ Ｄ接 地） 方式 。为保证在有效的 Ｄ 侣Ｂ Ｏ时钟周期内提 Ｓ ２ 供 足够的电流 ， 采用外部 电源单独 供电时 ， 需在数
按键选择进入温水模式或开水模式 ，并执行相应操
作。
系 统 采 用 ～ 根 不锈 钢 水 位 探 测 棒 作 为 探 测 器 ， 探 测 棒一 端 与 单 片机 的 Ｐ ３Ｏ 口相 连 ， 另一 端 浸 入 饮 １
水机的加热体 中。当加热体 中水量达到系统设定值
时， 测棒浸入水中 ， 探 由于 水 具 有 导 电 性 ， 加 热体 且
平时 ， ＭＯＣ ０ １输 入部 分 的发 光 二 极 管 导 通 ， 出 ｝ Ａ ８ Ｃ Ｏ １将 Ｄ １ Ｂ Ｏ采 集 到 的 数 字 水 温 信 号 ３４ 发 Ｔ ９ ２５ Ｓ８ ２
足够强度的红外光去触发输出部分 ， 控制可控硅导
通 ， 从 而 打 开 加 热 器 ；当 Ｐ ． ３１口输 出 高 电平 时 ， ＭＯＣ Ｏ １ 入 部分 的发 光 二 极 管 截 止 ，可 控 硅 断 ３４ 输
接地 ，从而使输入到单片机 Ｐ ３ ０口的信 号为低电
平 ； 加 热体 中 水 量 不 足 时 ， 测 棒 悬 空 ， 当 探 使输 入 到
单片机 Ｐ ． ３Ｏ口的信号为高电平。 单片机根据水位探
测 器 的输 入 信 号 执 行 相 应操 作 ， 可有 效 地 防 止 饮 水 、 路 的 通 断 ，３２和 Ｐ ． 别 用 来 连 接 温 水 键 和 开 Ｐ． ３３分
２ 电子制作 ２０ 年第 ２ ４ Ｏ９ 期
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系统 软 件 主 要 包 括 主 程序 、 键 处 理 子 程 序 和 按 温 度检 测 子 程序 。 １ 系统 主程 序 ． 系统 上 电复 位 初 始 化 后 ， 先 检 测 是 否 有 足 够 首
水量， 同时启动 Ｄ 侣８ ０ 若水量充足 ． Ｓ ２， 则检测是否
有 键 按 下 ， 则 进 行 相 应 的键 处 理 ， 有 键 按 下 ， 有 没 则 待 Ｄ １ ８ ０读 出 温 度数 据 后 ， 出 给 Ｌ Ｄ 显 示 电 Ｓ８ ２ 输 Ｅ 路 ； 水 量 不 足 ． Ｌ Ｄ 显 示 器 第 一 位 显 示 标 志 水 若 则 Ｅ
机“ 干烧 ” 。

水键 。 实现 对 饮 水机 加 热 模 式 的选 择 ，３４用来 连 接 Ｐ． ＤＳ ８ ２ １ Ｂ ０数字 温 度传 感 器 。系 统 具体 电路 图 如 图 ２
４显 示 电路 及键 盘 电路 ．
所示。
显示 电路 由 ４位七段码 Ｌ Ｄ显示器组成 ， Ｅ 根据
ｊ 磨 ｉ 麓 ≥＿
１数 字 温 度传 感 器 ＤＳ ８ ２ ． １Ｂ ０
饮水机设置温水键、开水键对水温进行 控制。
接通电源后 ． 系统 检 测 饮 水 机 加 热体 中 的水 量 及 水 温 ． 将水 温 清 晰地 显 示 在 Ｌ Ｄ数 码 显 示 器 上 。 为 并 Ｅ 防 止 干 烧 损坏 加 热器 ， 统使 用水 位 探 测器 对 加 热 系 体 中 的水 位 进 行 监 测 ． 水 量 低 于 系 统 设 置 ， 统 若 系
设定的温度比较后控制加热器的通断。为防止频繁 加热 ， 系统 自动 比较水温和系统设定温度 ， 当水温 低于设定温度 １℃ 时 ， ０ 启动加热器开始加热 ， 当水
温 达 到 设 定 温 度 时 ． 热器 停 止 工 作 。 本 系 统 避 免 加
了传统饮水机反复加热引起的“ 千滚水” 现象 。 既节
电又 有益 于 人体 健 康 。
ＭＯ Ｆ Ｔ管来 完 成对 总 线 的上 拉 。本 系统 采 用 ＳＥ Ｄ 侣Ｂ ０的外部供电方式。 Ｓ ２
２加热 控 制 器 ＭＯＣ ｏ ｌ ． ３ ４
本 系统采用高性价比的 Ａ ８ Ｃ ｏ １ Ｔ ９ ２ ５ 单片机作 为核 心 控制 芯 片 ，外 围部件 由数 字温 度 传感 器 Ｄ １ Ｂ ０ 键 盘 电路 、 Ｓ８ ２、 水位探 测器 、Ｅ Ｌ Ｄ显示 电路 、
输 出 两部 分 组 成 。 ＭＯＣ Ｏ １与 饮水 机 的 加 热 器 相 ３４
用户所选模式 的不 同， Ｅ Ｌ Ｄ显示器的第一位显示字 符 “ ”温水模式 ） Ｅ（ 或字符 “ ” 开水模 式 ）若系统检 Ｆ（ ；
连， 实现 对加 热器 的驱动和 控制 。本 系统 用单 片机
的 Ｐ． 与 Ｍ Ｃ Ｄ １ ３１口 Ｏ ３ ４ 连接，当 Ｐ ． ３１口输出低电 ｌ 测 到 水 量 不足 时 ，显示 器 第 一位 显 示 字 符 “ ” Ｌ。
据线 上 加 １ ４７ （ 个 ． ）的上 拉 电阻 ； 采 用 数据 线 供 ｋ 若 电 。 除 了加 一 个 ４７ ０ 上 拉 电 阻 外 还 要 加 一 个 ｌｋ
处于 待机状态 ， 此时温水键和开 水键 无效 ， 用户 待 加足水后键功能有效。
温 水键 和 开 水键 用 于设 定 加 热模 式 。按 下 温 水 键 。 将 加 热 体 中的 水 加 热 到 ６ ℃ ； 下 开 水键 可 可 Ｏ 按 将 加 热 体 中 的水 加热 到 １Ｏ ． ｏ ℃ 并实 时显 示水 温 。 两 种 模 式 都 是 在 系统 检 测 到 的 水 温 与所 选 加 热 模 式
加 热控 制器 组 成 。 系 统硬 件 原理 结 构 如 图 １ 示 。 所
Ｍ０Ｃ Ｏ １ ＭＯＴ ＯＬ ３４ 是 ＯＲ Ａ公 司生产的单片集 成光电耦合可控硅驱动器件 ， 内部集成 了双向可控 硅、 发光二极管、 过零触发电路等器件 ， 由输入和 它
２ｏ 年第 ２ ０９ 期电子制作 ２ ３
５控 制 电路 ．
本 系 统选 择 Ａ ８ Ｃ２ ５ Ｔ ９ Ｏ １作 为主 控 制器 ， １ Ｐ． Ｏ～Ｐ ． 为 ４个数 码管 的位选信 号控制 ， １ １３作 Ｐ． ４～ Ｐ． １７接到译 码器 ７ ４ ４ ７上输出数码管 的显示 数据。 Ｐ． ３Ｏ用于连接水位探测器 。 ３１用于控制加热器电 Ｐ．
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山东师范大 学传播学院 ◆ 梁
饮 水机 广 泛应 用于 日常生 活 中。市 场 上 传统 的 饮 水 机 采 用 内置 热 胆 进 行 加 热 ， 由于 反 复 加 热 造 成
蓉
卢洪 武
“ 千滚水 ” 象 ， 期使 用会对人体造 成危害 ， 现 长 而且 耗电大 、 可控性差。 本系统采用 Ａ ８ Ｃ２ ５ Ｔ ９ ０ １单片机 对饮水机温度 实现 了智能高效控 制 ，具有 可靠性 高， 易于操作等优点。
量不足 的字符（Ｌ ） “ ” 。主程序流程图如图 ３所 示。
２ 按键 处 理 子 程序 ．
当主程序检测到有键按下时， 就转到按键处理 子程序进行按键 判断 ， 根据判断结 果进 入温 水模式
或 开 水 模 式 分 支 。在 两个 分 支 中 ， 先 都 判 断 当前 首 水 温 值 是 否 小于 系统 设 定 值 ，若 小 于 系 统 设 定 值 ， 则 打 开 加 热 器将 水 加 热 至 设 定 温 度 。 后 返 回主 程 然 序 ， 则直 接 返 回主 程 序 。按 键 处 理 子 程 序 流程 图 否
统饮 水 机 反复 加 热造 成 的 “ 滚水 ” 象 ； 千 现 同时 ． 以 可 自动 对 饮 水 机 加 热体 中 的 水量 进 行 检 测 。 实现 了对 系统 设 备 的保 护 。 统稳 定 可 靠 。 系 耗能 少 。 全 性高 ， 安 满 足 了 日常 生 活 的需 要 。
如 图 ４所 示。
３ 温 度检 测 子 程序 ． 温 度检 测 子程 序 流程 图 如 图 ５所 示 。
本文用 Ａ ８ Ｃ Ｏ １ Ｔ ９ ２ ５ 单片机实现 了对饮水机温 度的控制 ， 用户可 以方便地选择两种加热模式 ， 可实
时检测并显示水温 ， 并能对水温进行调节 ， 克服了传
图圈
２０ 年第 ２ ｏ９ 期电子制作
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