(最新版)智能饮水机控制系统的设计毕业设计
智能饮水机控制系统设计
智能饮水机控制系统设计一、引言随着智能科技的发展，智能饮水机作为一种智能化产品，被越来越多的人所接受和应用。
智能饮水机不仅能够提供饮水服务，还可以通过控制系统实现更加智能化的功能。
本文将介绍智能饮水机控制系统的设计。
二、系统架构智能饮水机控制系统包括硬件和软件两部分，整体架构如下：1. 硬件部分•传感器模块：用于检测水温、水质等信息•执行模块：包括水泵、加热器等•控制主板：负责控制传感器和执行模块的通信和协调2. 软件部分•控制算法：根据传感器检测到的信息，控制执行模块的工作•用户界面：提供用户交互界面，可以实现远程操控和监测三、系统设计1. 传感器模块设计智能饮水机的传感器模块需要能够准确地检测水温、水质等信息。
常用的传感器包括温度传感器、PH传感器等。
传感器模块通过数据采集将检测到的信息传输给控制主板。
2. 执行模块设计执行模块主要包括水泵和加热器，在控制主板的指令下完成对水的输送和加热。
水泵和加热器的控制需要根据传感器检测到的信息进行智能调节，以保证水质和水温的符合要求。
3. 控制主板设计控制主板作为整个系统的核心，负责传感器模块和执行模块之间的通信和协调。
控制主板需要集成控制算法，实时监测传感器数据，并做出相应的控制指令。
4. 软件设计软件部分包括控制算法和用户界面设计。
控制算法需要根据传感器数据实时调整执行模块的工作状态，以保证水的质量和温度。
用户界面设计可以通过APP或网页实现，用户可以远程监测和控制智能饮水机。
四、功能设计智能饮水机控制系统设计的功能包括： - 自动出水：根据用户需求，智能控制水泵进行出水 - 水温控制：根据用户设定的温度，智能控制加热器进行加热 - 水质检测：通过传感器检测水质，保证水质符合标准 - 远程控制：用户可以通过手机或电脑远程监控和控制智能饮水机五、总结通过本文对智能饮水机控制系统的设计，我们可以看到，智能饮水机不仅提供了基本的饮水功能，还能实现智能化的控制和监测。
毕业论文--基于单片机饮水机温度控制系统的设计
摘要在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。
但是利用AT89C51单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED显示器上。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
关键字：单片机饮水机水温控制传感器目录摘要 (i)目录 (ii)第1章前言 (1)第2章饮水机概况 (2)2.1 饮水机功能介绍 (2)2.2 饮水机涉水管路系统图 (3)第3章饮水机电气原理剖析 (5)3.1 电气原理图 (5)3.2饮水机电气控制走向 (6)第4章各种卡片使用及功能 (8)4.1 安装卡 (8)4.2 用户卡 (8)4.3 统计卡 (8)4.4 清洗卡 (9)第5章使用注意事项 (10)第6章单片机温度控制系统设计（一） (11)第7章单片机温度控制系统设计（二） (16)7.1 整体方案设计 (16)7.2 系统程序设计 (25)第8章结论 (31)致谢 (33)参考文献 (34)第1章前言能源问题已经是当前最为热门的话题，离开能源的日子，世界将失去一切颜色，人们将寸步难行，虽然本设计是节省电能角度出发，而电能又是可再生能源，但是在今天还是有很多的电能是依靠火力，核电等一系列不可再生的自然资源所产生，一旦这些自然资源耗尽，我们将面临电能资源的巨大的缺口，因而本设计从开源节流的截流角度出发，节省电能，保护环境。
本篇将阐述设计一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
本设计主要内容如下：（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
毕业设计(论文)-基于单片机饮水机温度控制系统的设计
前言温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。
本次设计为一个基于单片机的饮水机的温度控制系统，该系统可以实时检测饮水机水箱的水温，并且可以通过数码管显示饮水机水箱水温度数，可以通过键盘或开关选择制冷或加热，可以人为设置水的温度的上下限，如加热，当温度在设定的范围内时正常工作，当低于水温下限时控制加热器加热；如制冷，当温度高于水温上限时控制压缩机制冷，温度检测范围0~95℃，精度±1℃，当温度超过设定值时具有示警功能。
第1章电路设计1.1 单片机最小系统设计单片机最小系统如图1.0所示，由主控器AT89C51、时钟电路和复位电路三部分组成。
单片机AT89C51作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。
图1.0 单片机最小系统1.1.1 单片机选择AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。
AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
其管脚图如图1.1所示。
饮水机毕业设计
饮水机毕业设计饮水机毕业设计在如今的社会中，人们对饮用水的质量和安全性越来越关注。
饮水机作为一种常见的家用电器，为人们提供了方便快捷的饮水方式。
然而，随着科技的不断进步和人们对生活品质的要求不断提高，传统的饮水机已经无法满足人们的需求。
因此，我决定以饮水机为主题进行毕业设计，设计一款更加智能、高效、环保的饮水机。
首先，我将在设计中加入智能化的元素。
通过连接互联网，饮水机可以实现与手机或其他智能设备的互联互通。
用户可以通过手机APP远程控制饮水机的开关、调节水温、选择不同的饮用模式等。
同时，饮水机还可以通过传感器实时监测水质，并将数据反馈给用户。
这样一来，用户可以随时了解到自己所饮用水的质量，保证自己和家人的健康。
其次，我将注重饮水机的高效性。
传统的饮水机在制冷和加热方面存在能耗高、速度慢的问题。
为了解决这个问题，我将采用更加节能高效的制冷和加热技术。
例如，可以采用热泵技术，利用废热进行加热，从而提高加热效率。
同时，通过优化内部结构和增加换热面积，可以加快制冷和加热速度，提高饮水机的工作效率。
此外，我还将注重饮水机的环保性。
如今，环境保护已经成为全球的共识，饮水机作为一个常用的家电，也应该积极响应环保的号召。
因此，在设计中我将尽量减少饮水机对环境的影响。
首先，我将采用可再生能源来供电，例如太阳能或风能等。
其次，我将使用可降解的材料来制作饮水机的外壳和部件，以减少对环境的污染。
最后，我还将加入废水处理系统，将饮水机产生的废水进行处理和回收利用，减少对水资源的浪费。
在设计过程中，我还将充分考虑用户的使用体验。
饮水机的外观设计应该简洁大方，符合现代人的审美观。
操作界面应该简单明了，方便用户操作。
同时，我还将加入智能化的用户反馈系统，通过收集用户的使用数据和反馈意见，不断优化饮水机的性能和功能，提高用户的满意度。
综上所述，我的饮水机毕业设计将以智能化、高效性、环保性和用户体验为核心，致力于设计一款更加智能、高效、环保的饮水机。
智能饮水机控制系统设计
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３结束 语 随着 ＰＬＣ技 术的发 展，用 ＰＬＣ作为控制器，就能很好地满足全 自动 洗衣机对 自动化的要求，并且控制方式 灵活多样，控制模式可 以 根据不 同的调 节方式 加以改进，自动化技术 的飞 速发展使得 洗衣机 由初始的半 自动式 洗衣机 发展到现在 的全自动 洗衣机 ，又正在向智 能 化 洗 衣 机 方 向 发 展
关ｔ 词 ：单片机 （ＳＴＣ８９Ｃ５２） 温度传感器 （ＤＳＩ ８Ｂ２０） 液位传感器
相比于传统的饮水机 ，由于加入了自动检测和控制的功能 ，所以 可以实现 对水温 的更好的控制和测量 ，具 有更广范围利用可能性 。
智能饮水机控制系统设计
智能饮水机控制系统设计
智能饮水机控制系统设计包括硬件和软件两个方面。
硬件设计：
1. 传感器选择：选择适合饮水机的温度传感器、水位传感器和压力传感器等传感器，并将其与控制器进行连接。
2. 控制器选择：选择适合饮水机的微控制器单元（MCU），
如Arduino或Raspberry Pi，用于控制饮水机的功能。
3. 执行器选择：选择适合饮水机的执行器，如电磁阀用于控制水的出水和停水，同时可以使用液晶显示器（LCD）用于显示当前温度和水位等信息。
4. 电源设计：为饮水机设计合适的电源系统，包括电源适配器或者电池。
软件设计：
1. 系统架构设计：根据需求和硬件设计，设计系统的软件架构，包括数据采集和控制模块。
2. 数据采集：编写代码获取传感器数据，例如温度、水位和压力等信息，并将其转换为可用的数据格式。
3. 控制模块：根据用户设置或环境要求，编写代码控制执行器，实现饮水机的功能，例如启动和停止水流、调整温度等。
4. 用户界面设计：设计适合饮水机的用户界面，可以使用液晶显示器和按钮等硬件元件，或者通过手机APP等软件实现用
户与饮水机的交互。
总结：
智能饮水机控制系统设计需要考虑硬件和软件两个方面，硬件
需要选择合适的传感器、控制器和执行器，并设计合适的电源系统；软件方面需要设计系统架构、数据采集和控制模块，并设计用户界面实现用户与饮水机的交互。
毕业论文智能饮水机控制系统
摘要随着计算机技术的发展，单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支，单片机的应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。
过去经常采用模拟电路、数字电路实现的电路系统，现在相当大一部分可以用单片机予以实现，传统的电路设计方法已演变成软件和硬件相结合的设计方法。
在实际应用中，单片机经常要与各种传感器相结合组成一定的应用系统，以实现系统的自动检测与控制。
本文所设计的智能饮水机就是单片机结合传感器的一个简单应用。
该系统设计综合单片机以及电子技术理论，从生活实际出发，完善了饮水机的功能。
设计方案中，主要采用数字温度传感器DS18B20组成测温系统作为检测单元，并运用了AT89C52作为主机单元、 X5045EEPROM作为存储单元、HD7279芯片来管理键盘和显示器。
整个设计系统实现三个功能，即加热、对温度上下限的控制和定时加热。
与传统的饮水机相比，由于采用了自动检测和控制的电子设计技术，可较好地实现对水温的测量和控制，具有较广泛的应用前景。
【关键词】温度采集 89C52 X5045 HD7279AbstractWith the development of computer technology, single-chip technology has become the computer technology in a unique branch, SCM applications are increasingly widespread, especially in the industrial control and instrumentation play an extremely intelligent important role. to achieve automatic control of a system to detect sensors often need to control the volume of industrial production in the modern automated production processes in particular, the use sensors to monitor and control the production process parameters, which makes the application of sensors is the extensive, it is no exaggeration to say that almost every project a modern, can not be separated from a variety of sensors. In this paper, drinking fountains designed by the smart sensor is the single-chip combination of a simple application.The system is an integrated single-chip design, as well as the theory of electronic technology, from the reality of life, improve the function of the drinking fountains. Design, mainly composed of digital temperature sensor 18b20 detection unit as a temperature measurement system and the use of the 89C52, x5045, hd7279, clock chips, such as 1302 integrated device. The design system of three functions, namely, heating the upper and lower limits of temperature control and heating time to time. Compared with the conventional drinking fountains, as a result of the use of the automatic detection and control of electronic design technologies to achieve better temperature measurement and control, with a wider range of applications.【Key Words】Temperature acquisition；89C52；X5045；HD7279目录1 绪论 ........................................................................... 错误!未定义书签。
智能饮水机控制系统设计毕业论文
智能饮水机控制系统设计毕业论文目录摘要 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题研究的背景 (2)1.2 市场饮水机现状 (2)1.3 课题研究的目的和背景 (3)1.4 本课题主要研究的内容 (3)1.5 本章小结 (4)第二章单片机功能简介 (5)2.1 概念 (5)2.2 单片机的产生及发展 (6)2.3 单片机的分类 (7)2.4 单片机的引脚介绍 (8)2.5 单片机攻击技术 (8)2.6 单片机的应用 (10)2.7 本章小结 (11)第3章智能饮水机的硬件结构设计 (12)3.1 智能饮水机的总体设计 (12)3.2 主控系统 (12)3.3 输入控制 (13)3.4 显示部分 (14)3.5 温度控制部分 (16)3.6 其他功能部分 (18)3.7 本章小结 (18)第4章智能饮水机的软件设计 (19)4.1 系统分配方式 (19)4.2 主程序设计 (19)4.3 温度检测程序设计 (24)4.4 显示程序设计 (25)4.5 中断程序服务 (26)4.6 其他相关程序 (27)4.7 本章小结 (27)第5章调试及性能分析 (28)5.1 硬件调试 (28)5.2 软件调试 (28)5.3 性能分析 (28)5.4 本章小结 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (31)附录1 (33)附录2 (34)附录3 (35)摘要目前,大多数家庭使用的饮水机只有一些基本的功能(加热、恒温)。
然而，随着人们物质生活的不断提高，对饮水机的性能要求也不断提高。
为了满足人们对饮水机的性能要求，本课题研究智能饮水机，它主要功能是100%沸腾，以65°为恒温底线95°为恒温上线之间的任意整数为恒温值。
定时关机、过热保护防干功能等。
本课题的控制核心采用单片机，单片机内集成了中央处理器（CPU）、存储器、输入和输出接口、振荡电路、计数器等电路的一块集成电路，而且具有体积小、功能强、成本低、功耗小等优点。
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本科毕业论文（设计）智能饮水机控制系统的设计中工信商2014-JX16-系 （部） 信息工程系 专 业 测控技术与仪器学 号学生姓名王珂 指导教师 刘秀敏提交日期年 月 日摘要现代生活中，饮水机已经成为了必不可少的日常电器。
而以往的饮水机只有单加热或者制冷功能，功能强大一些的饮水机可以实现对水温的控制，但是这类饮水机的市场价格相对较高。
所以本文设计了一款价格相对低廉但是功能强大的智能饮水机系统，利用单片机不仅能够实现对水温的控制，同时利用液晶屏幕显示温度，拥有良好的人机信息交换界面，用户可以利用按键选择不同的模式，比如：沏茶，冲咖啡等。
本设计也为各种突发情况制定了应对措施，比如在水箱缺水的情况下，用户无法使用加热功能，系统也会通过声光报警，提醒用户以保证用户及其系统的安全性。
对于设计而言，在保证用户使用安全的情况下，尽可能为用户的使用提供方便是本设计的要求。
本设计的智能化水平较高，完全可以根据用户的需求实现自动化操作。
关键字：智能饮水机，单片机，控制Design the control system of intelligent water dispenserAbstractAt present,dispenser the past dispensers only ,the betters can realize temperature control.But this kind of dispenser market price is relativity a relatively inexpensive but powerful intelligent dispenser ing MCU not only can realize temperature control,but also can use liquid crystal display the temperature.Having a good man-machine interface,user can choose different patterns though keys.like:make tea,make coffee,and so on.This design also measures for various emergency situations.For example, in the water shortage situation, users can not use the , the system will through sound and light alarm to remind theuser.Ensure the safety of the user and the system.For the design, to ensure user safety, As far as possible for the user easy to use is the requirement of the design.The intelligent level of the design is realize automatic operation according to the needs of user.Keywords:intelligent water dispenser MUC control目录1 引言 (1)2 系统功能设计 (2)3 系统硬件设计 (3)3.1 51单片机最小系统 (3)3.2 电源设计 (3)3.3 温度检测部分 (4)3.4 按键部分 (5)3.5 继电器控制部分 (5)3.5.1 泵机控制 (5)3.5.2 电磁阀控制 (6)3.5.3 加热电阻控制 (7)3.5.4 高频臭氧发生器控制 (8)3.6 显示电路 (8)3.7 液位检测 (9)3.8 报警电路 (10)3.9 红外控制电路 (11)4 系统软件设计 (12)4.1 主程序设计 (12)4.2 温度子程设计 (12)4.3 按键子程序设计 (15)4.4 继电器控制子程序设计 (17)4.5 显示子程序设计 (17)5 调试与制作 (20)5.1 硬件制作与调试 (20)5.2 软件调试 (21)6 结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附件 (23)1 引言人类社会发展迅速，人们对生活水平的要求也是越来越高，在先下的社会中越来越多的家用、办公、工业电器都实现了自动化，智能化。
而饮水机这种已经在家庭、办公室等地方普及的电器而言更加朝着智能化发展。
由于现在水资源污染严重，而人们对健康水平的要求越来越高，饮用的安全问题成了重中之重，人们在选用饮水机时会选择那些智能化程度高，同时能够保证饮用水安全的饮水机。
这就给本课题提供了研究的意义，如何才能让饮水机更加智能化，并且可以实现对饮用水的消毒功能呢？在国外传统型的饮水机已经逐渐被淘汰，因为传统型的饮水机只有简单的加热功能。
由于饮用水大多为纯净水或者为矿物质水，那么将水烧至沸腾会造成人体所需的矿物质流失。
并且千滚水对人体的危害极大。
所以在国外甚至于我国生产的饮水机都会有防止千滚水的设计，并且已经实现了温度可调节控制，真正做到了安全健康。
功能更加强大的饮水机还有制冷功能，智能化水平也相对较高。
这也为本设计提供了设计要求：安全健康、智能化水平较高[1]。
2 系统功能设计该系统设计以STC89C52为主控芯片实现温度采集及其温度控制，温度采集使用DS18B20数字式温度传感器，使用LCD12864实现用户所需信息的显示，可以构成良好的人机信息交换界面。
光电式液位传感器监测液位防止空烧情况的发生，当缺水情况下蜂鸣器报警，LED 指示灯点亮。
系统通过单片机分别控制四个继电器继实现对控制泵机，电磁阀门，加热电阻以及高频臭氧发生器的工作与停止。
按键设计采用复位按键实现咖啡模式，泡茶模式，用户自定义模式的选择以及用户所需温度的选择。
用户可以根据不同的需要进行选择性控制。
该系统具有良好的人机信息交换界面，操作简单，十分稳定。
系统框图如图2.1。
STC89C52检测温度检测温度用户按键选择判断模式检测液位检测温度液位是否正常沏茶模式自定模式沏茶模式到达温度到达温度电磁阀开启到达温度电磁阀开启电磁阀开启模式选择LCD12864显示用户所需信息图2.1系统框图3 系统硬件设计3.1 51单片机最小系统STC89C52为是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有８Ｋ在系统可编程FLASH存储器。
在单芯片上，拥有灵巧的８位CPU和在系统可编程FLASH，512字节RAM，32 位IO 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构全双工串行口[2]。
使得该芯片能适用于多种场合。
最小系统由复位电路以及晶振电路组成，复位电路如图3.1所示。
图3.1复位电路当单片机复位端口有高电平信号并且超过2个机器周期时单片机复位。
图3.2晶振电路常采用12M晶振作为系统的时钟。
晶振电路如图3.2所示。
3.2 电源设计设计所需要的电源为220V交流电源以及12V、5V直流电源，220V交流电源可直接取得故不作为设计重点，而12V及5V电源的设计为采用220V交流点转18V直流电高功率变压器通过2A整流桥芯片，采用LM7812及LM7805稳压芯片，将18V直流电压转换为12V直流电及5V直流电。
LM7812是三端稳压芯片，它的适用范围极广，能够将35V以下，12V以上的电压稳定到12V，输出稳定性较好，并且有过热保护输出过流保护功能。
同LM7812一样，LM7805也是三端稳压芯片，唯一不同之处在于LM7805能够将35V以下，5V以上的直流电压稳定到5V[3]。
电源电路原理图如图3.3所示。
图3.3电源电路3.3 温度检测部分饮水机中常采用温度开关作为温度控制装置，当温度达到温度开关锁定的温度时，温度开关就会做出相应开启、关闭的动作。
虽然温度开关价格相对较低，但是由于设计需实现智能化控制，并且实现用户对水温的控制，所以温度开关已经无法满足设计要求。
故使用DS18B20数字式温度传感器，该温度传感器不需要外接电路，通过编程即可完成对温度的采集，AD转换供单片机读取。
DS18B20采用的是单总线式的数据传输方式，内部有64位的ROM单元和9字节的暂存单元，而单片机所需的温度采集值就存放于这9个字节中的第0字节和第1字节中。
由于单片机读出的信号为数字信号，所以需要采用一系列的算法将这些二进制数转换为十进制数以供使用人员更加直观的观测采集到的温度值。
DS18B20最高精度为12位，最低精度为9位，量程范围为-55℃~125℃。
满足本设计的要求并且价格相对低廉，所以设计采用DS18B20作为温度检测部分的核心[4]。
由于该传感器输出电路较小所以需加4.7K以上的上拉电阻保证数据传输的准确定。
单总线数据传输方式使得该传感器占用I0的数量很少，这也是它的优点之一。
温度检测电路如图3.4所示。
图3.4温度检测电路3.4 按键部分按键设计采用的是复位按键，用来控制程序中各个标志位的改变，以供调用子程序，设计相对简单。
单片机上电后所有I0口均为高电平，故当检测到低电平的时候单片机就会相应的做出动作。
由于软件设计使用的是外部中断1作为按键程序的入口，所以按键公共端口为地端[5]。
设计原理图如图3.5所示。
图3.5按键电路3.5 继电器控制部分继电器的种类多种多样如电磁继电器、固态继电器、时间继电器、中间继电器等。
但是继电器的工作原理几乎是相同的，简而言之它是流控开关可以实现小电流控制大电流从而起到保护，控制的功能。
而本设计使用的继电器是电磁式继电器，该种类的继电器是由由线圈和触点两个部分组成，当线圈有电流流过时就会产生磁力从而吸和触点，使常闭触点断开，常开触点导通达到控制功能。
这样就可以实现5V直流电压控制12V泵机、电磁阀，甚至220V交流供电的高频臭氧放生装置和3000W的加热电阻丝[6]。
但是继电器的型号一定要选择正确如最大承受功率及可以通过的电流，如果选择不合适会造成继电器的损坏。
3.5.1 泵机控制水泵是一种可以运输液体的机械，可以分为容积水泵和叶片水泵。
设计采用的是叶片水泵，利用回转叶片与水的作用力来传递能量。
与控制电机相似，当流经水泵的电流较大时，水泵的功率较高时水流运输速度较快。
系统为了将冷水送到加热水箱中以便加热，故采用了12V的低功率水泵，虽然是低功率但是已经可以在极短时间内将冷水送至加热水箱中。
为了使用5V继电器控制12V水泵，故采用S8550PNP 型三极管实现对电流的放大，这样就有足够的电流使继电器中的常闭触点断开，常开触点断开。