智能饮水机控制系统毕业设计

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智能饮水机控制系统设计

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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。

智能饮水机控制系统设计

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— · — — ■ ·—— :按 下 O.0。启 动 按 钮 ,中 间 继 电 器 2O.OO得 电 并 自锁 ,选 择 高 中低 水 位 选 择 按 钮 (0.Ol/0.02/0.03),该 按 钮 所 对 应 的 (20.01/20.02/20.03)中 间 继 电 器 得 电 并 自 锁 同 时 选 定 的 中间继 电器 所对应 的 该继 电器 的常 开触 点闭 合,该 通 路上 的 (20.04/20.05/20.06冲 间继 电器得电孩 中间继 电器的常开触点闭合, 线圈 100.00得 电,开始注水 。当水位达到设定值,上一通路上的限位 开关 断开,该通 路上的 中间继 电器失电,停止注水 。下一 通路上的 限 位 开 关 闭 合 ,中 间 继 电 器 2O.O7得 电,定 时 器 0000开 始 计 时,2s后 开始洗涤,定时器 0000所对应的常开触 点闭合,洗衣机正转,定时器 0001开 始 工作 ,30s后 停 止 正 转 ,定 时 器 0002开 始 工 作 ,停止 时 间 为 2s,洗衣机反转 同理 ,计数器 0000计数到 5次后,开始排水,接着定 时 器 0005计 时 ,进 行 脱水 ,时 间为 30s。
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

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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

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

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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。

基于射频识别卡的智能饮水机控制系统设计_毕业设计

基于射频识别卡的智能饮水机控制系统设计_毕业设计

基于射频识别卡的智能饮水机控制系统设计摘要随信息社会的到来,IC卡技术以其广泛的应用领域和巨大的产品市场成为我国信息产业的一大热点。

智能型水表、电表等民用产品相继进入到人们家庭,以及各种基于IC卡的收费系统也相继应用于机关,学校等公共场合,极大的改善了社会各个领域的服务质量和工作效率。

基于公共场所饮水收费难的课题,本文介绍了一种基于射频IC卡技术的智能饮水机系统的设计,并阐述了该系统的组成、工作原理以及相应的软硬件设计。

本文在了解了IC卡智能饮水机系统的现状和意义后,针对当前IC卡饮水机收费的要求和特点,设计了以STC12C5A32S2单片机为控制核心,以PHILIPS公司S50卡为信息载体的智能IC卡饮水机。

整个系统包括硬件的选择和制作、软件的设计和调试,以及系统的软件和硬件的联合调试。

硬件系统主要包括:单片机最小系统、LED 数码管显示、独立按键、IC卡读写、冷热水指示显示及出水显示等模块;软件系统包括:读写IC卡、键盘服务、报警、冷热水控制、显示等。

系统的软件和硬件的联合调试表明,各项指标都达到了预期的设想,能正常实现具体的系统功能。

关键字 STC12C5A32S2 MF-RC522 射频IC卡饮水机DESIGN OF CONTROL SYSTEM OF THE SMART WATER DISPENSER BASED ON RFID CARDABSTRACTWith the advent of the information society, IC card technology has become a hot topic in China's information industry for its wide range of applications and a huge market. Smart water meter, meter, and other civilian products have entered our homes, and a various of payment system based on IC card have also used in offices, schools and other public places, greatly improved the quality of service and work efficiency in all areas of society. Based on the topic of water charges in public places difficulty, this paper presents a design of the smart water dispenser system based on radio frequency IC card technology, and explains the composition of the system, working principle and the corresponding design of the software and hardware.After having a better understanding of the IC Card Smart Water Dispenser System’s statue and significance, for requirements and characteristics of the current IC card water dispenser charging, this paper designed an IC Card Smart water Dispenser with STC12C5A32S2 as its control core and PHILIPS Company’s S50 card as its information carrier. The entire system includes hardware selection and production, software design and debugging, and system software and hardware co-debugging. Hardware system includes minimum microcontrollers system, LED digital display, independent keys, IC card reader, hot and cold water instructions and water display and so on. Software system includes IC card R/W, keyboard service, alarm, hot and cold water control and display and so on. System software and hardware co-debugging shows that all indicators have reached the desired vision and it can achieve specific system functions properly.KEY WORDS STC12C5A32S2 MF-RC522 non-contact IC card water dispenser目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.1.1 智能IC卡的简介 (1)1.1.2 IC卡饮水机出现的背景 (1)1.2 课题的意义 (2)1.3 本课题设计的主要工作和任务 (2)2 系统方案设计与实现 (4)2.1 IC卡选型 (4)2.2 读卡模块介绍 (4)2.3 总体方案论证 (5)2.3.1 各模块方案选择与论证 (5)2.3.2 总体方案确定 (7)3 系统硬件设计与实现 (8)3.1 电源模块 (8)3.2 数码管显示电路 (8)3.3 单片机最小系统电路 (9)3.4 MF-RC522读写模块 (10)3.4.1 MF-RC522芯片介绍 (10)3.4.2 MF-RC522模块工作原理 (13)3.4.3 读写模块的天线设计 (14)3.4.4 读写模块电路 (15)3.5 MF-RC522模块与单片机接口电路 (16)4 系统软件设计与实现 (17)4.1 软件设计环境 (17)4.2 主程序的设计 (18)4.3 读/写卡程序设计 (20)4.3.1 S50卡数据存储结构介绍 (20)4.3.2 MF-RC522命令寄存器及指令说明 (22)4.3.3 读/写卡程序流程图 (25)4.4 系统外围基本电路程序的设计 (27)4.4.1 显示程序设计 (27)4.4.2 键盘程序设计 (27)5 系统调试 (29)6 结束语 (30)致谢 (31)参考文献 (31)附录 (32)附录1 电路原理图 (32)附录2 电路PCB图 (33)附录3 设计实物图 (34)1 绪论1.1 课题研究的背景1.1.1 智能IC卡的简介随着社会的进步和现代化程度的不断提高,人类所拥有的信息种类和数量都在成倍增加,人们每天都要处理许多与个人有关的信息,如购物、打电话、交水费、电费、到银行存款取款等,这样就需要携带多种票证、现金、单据,给人们带来极大的不便和不安全感。

(完整版)基于单片机的智能饮水机毕业设计论文

(完整版)基于单片机的智能饮水机毕业设计论文

天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕业设计专业:应用电子技术教育班级学号:学生姓名:**指导教师:丁学文副教授二○一四年六月天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于单片机的智能饮水机设计intelligent water machine design Based on single chip microcomputer专业班级:应电0912班学生姓名:马静指导教师:丁学文副教授系别:电子工程学院2014年6月摘要现如今,随着科技水平突飞猛进的发展,生活自动化,智能化,机械化已经成为人们发展的必然趋势,计算机技术的发展也进入了一个崭新的时代,而单片机技术也已然成为计算机技术中的一个尤其特别的支派,它的应用领域,应用范围也是越来越宽广。

在实际的应用当中,系统的自动检测与控制的应用系统一般都是由单片机与各种传感器相结合组成实现的。

我们日常生活中传统家用的饮水机都是人为的通过开关键,控制取水,这就限制用户在接水的同时,不得不站在饮水机旁边,注视着接水,控制开关键,防止水溢出水杯,这在某个程度上给用户带来一定的不便。

所以本次设计就在传统的家用的饮水机基础上加入了超声波模块和单片机控制模块,以实现饮水机的自动化,智能化操作。

本次设计的系统能够实现自动的感应杯子,然后取水,当装杯中的水超过一定水位后自动关闭的一系列功能。

该系统使传统饮水机更加自动化,可以应用于传统家用饮水机的生产,社会效应相当明显。

重点是本次设计不仅具有创新意义,还能满足人们自动化智能化的生活需要,所以说这种设计拥有非常高的市场应用价值,潜在的意义非常巨大。

关键词:饮水机;智能化;单片机ABSTRACTNowadays, with the development of science and technology level by leaps and bounds, automation, intelligent, the development of mechanization and the development of computer technology particular tribe, its application field, application scope is alsomore and more broad. In actual application, the system the application of automatic detection and control systems are generally composed of single-chip microcomputer combined with a variety of sensors.Traditional our daily life are artificially through the open key, control water, this limits the user at the same time of receiving water, the water cooler, staring at the water, open the key control, prevent water overflow water glass, it bring some inconvenience to the user in some degree. So this design on the basis of the traditional . The design of the system can realize automatic induction cup, then water, when loading a cup of water after more than a certain level of a series of functions automatically shut down. This system makes the traditional water machine more automated, can be applied to traditional , the social effect is quite obvious. Focuses on the design not only significance, but also can meet the needs of the people's life in the automation of intelligent, so this kind of design value, the meaning of the potential is出水量精度:10mm位置刷新周期:1S工作电压:DC-3.7~5V工作电流:100MA1.4本次设计的工作(1)查阅大量的国内外有关智能饮水机的文献资料,分析一些饮水机的实际结构特点,并且吸取他们的一些优点。

智能饮水机控制系统-毕业设计(教学参考)

智能饮水机控制系统-毕业设计(教学参考)

智能饮水机控制系统学生:XXX 指导教师:XXX内容摘要:该系统设计综合电子技术理论,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AD590和光敏三极管作为检测单元,并运用了MC14433、74LS160等集成器件。

整个设计系统实现两个功能,即测温数显和加热次数自动控制,包括检测、A/D转换(计数)、译码选通、继电器控制等电路模块单元。

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和水质的测量和控制,具有较广泛的应用前景。

关键词:检测单元温度传感器AD590 自动控制继电器Intelligent water machine control systemAbstract: The system of design integrated electronic technology theory, from the actual conditions of life, improving the function of the drinking fountains. The Design project with the main use ofAD590 and phototransistor as a test unit has still used theMC14433, 74LS160, such as integrated device. The whole design system tries to achieve two functions, namely, digital temperature measurement and automatic control of the number of heating, including detection, A / D converter (Count), decoding strobe, relay control such circuit modules. Compared with the traditional drinking fountains, the use of automatic detection and control of electronic design technology, can better achieve the right temperature and water quality measurement and control, with a wider range of applications.Keywords: Detection Unit Temperature Sensor AD590 Automatic Control Rela目录前言 (1)1 总体设计方案 (2)1.1设计方案一 (2)1.1.1 方案一方框图 (2)1.1.2 方案论证 (2)1.2设计方案二 (3)1.2.1方案二方框图 (3)1.2.2 方案论证 (3)1.3方案比较与选择 (3)2 单元模块设计 (4)2.1直流稳压源电路 (4)2.2温度检测电路 (5)2.3A/D转换及显示电路 (6)2.4光敏检测及计数电路 (8)2.4.1 光敏三极管感应电路 (8)2.4.2 计数及继电器控制电路 (9)3 特殊器件介绍 (10)3.1双积分型A/D转换器MC14433 (10)3.2温度传感器AD590 (12)3.3电磁继电器 (13)3.4计数器74LS161 (14)4 系统调试 (15)5 系统功能、指标参数 (16)6 结束语 (16)参考文献 (18)智能饮水机控制系统前言饮水机存在于现代每个家庭生活中,但是目前大部分的饮水机功能仅限于烧水功能,对现代人来说,功能还是不完善或者说存在一定的缺陷,比如对水温没有显示装置,对加热次数没有合理控制等,这些都与对健康水质的追求相矛盾。

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智能饮水机控制系统学生:XXX 指导教师:XXX内容摘要:该系统设计综合电子技术理论,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AD590和光敏三极管作为检测单元,并运用了MC14433、74LS160等集成器件。

整个设计系统实现两个功能,即测温数显和加热次数自动控制,包括检测、A/D转换(计数)、译码选通、继电器控制等电路模块单元。

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和水质的测量和控制,具有较广泛的应用前景。

关键词:检测单元温度传感器AD590 自动控制继电器Intelligent water machine control systemAbstract: The system of design integrated electronic technology theory, from the actual conditions of life, improving the function of the drinking fountains. The Design project with the main use ofAD590 and phototransistor as a test unit has still used theMC14433, 74LS160, such as integrated device. The whole design system tries to achieve two functions, namely, digital temperature measurement and automatic control of the number of heating, including detection, A / D converter (Count), decoding strobe, relay control such circuit modules. Compared with the traditional drinking fountains, the use of automatic detection and control of electronic design technology, can better achieve the right temperature and water quality measurement and control, with a wider range of applications.Keywords: Detection Unit Temperature Sensor AD590 Automatic Control Rela目录前言 (1)1 总体设计方案 (2)1.1设计方案一 (2)1.1.1 方案一方框图 (2)1.1.2 方案论证 (2)1.2设计方案二 (3)1.2.1方案二方框图 (3)1.2.2 方案论证 (3)1.3方案比较与选择 (3)2 单元模块设计 (4)2.1直流稳压源电路 (4)2.2温度检测电路 (5)2.3A/D转换及显示电路 (6)2.4光敏检测及计数电路 (7)2.4.1 光敏三极管感应电路 (7)2.4.2 计数及继电器控制电路 (8)3 特殊器件介绍 (9)3.1双积分型A/D转换器MC14433 (9)3.2温度传感器AD590 (11)3.3电磁继电器 (12)3.4计数器74LS161 (13)4 系统调试 (14)5 系统功能、指标参数 (15)6 结束语 (15)参考文献 (17)智能饮水机控制系统前言饮水机存在于现代每个家庭生活中,但是目前大部分的饮水机功能仅限于烧水功能,对现代人来说,功能还是不完善或者说存在一定的缺陷,比如对水温没有显示装置,对加热次数没有合理控制等,这些都与对健康水质的追求相矛盾。

为了解决以上问题,我结合所学电子设计理论知识,设计了本套智能饮水机控制系统。

该系统结合了电子线路设计、数字电子技术、Protel仿真设计软件等相关知识,考虑现实需要来完成的。

主要实现的功能为对饮水机加热后的水温测量及其3位半的数字显示和对饮用水加热次数进行自动控制的功能。

功能一可以通过热敏电阻,经过一些电路变换(电桥电路),感应出特定电压信号,经过A/D转换电路变成相应的温度,直接3位半显示器来实现显示;也可以通过集成温度传感器比如AD590,将感应电流接入特定的A/D转换电路,最后译码实现温度数显功能。

功能二的实现为利用饮水机加热信号灯会的亮灭状态,我们想利用这个特点和一个光敏器件结合,这样就可以产生脉冲信号,输入到计数器,根据设定的数值,让相应的计数器管脚作为输出,再利用输出的这个脉冲切断主电路(用到特定的继电器);也可以利用饮水机内部加热电路的断开状态来通过脉冲感应出加热次数,再利用脉冲实现控制。

方案二的设计模块中检测电路、AD转换电路、控制显示电路,主要是检测电路对整个功能实现影响较大,且A/D转换电路需要放大电路的作用,导致整体误差的扩大,而控制显示电路采用了单片机设计,不容易实现微型化。

最后对两种方案进行protel99se 软件的仿真测试。

通过验证比较,方案一电路稳定,显示准确,决定选取方案一作为最终的设计方案。

1 总体设计方案1.1 设计方案一1.1.1 方案一方框图图1.1.1-1 方案一方框图1.1.2 方案论证该方案的设计流程方框图如上所示,分两块功能电路。

功能一电路采用AD590作为温度检测电路来检测温度,将传感器的电流信号(需转换成电压信号)输入到AD转换器中,经译码电路和选通电路最终实现3位半LED的数显;功能二电路采用光感应器件(光敏三极管),将感应脉冲送至74LS160计数器,计数器设定了一定的计数次数,当达到此次数时,发出一脉冲送至相应控制电路中,进而控制继电器工作,实现切断加热电路。

本方案运用温度传感器AD590和光感应器光敏三极管件作为检测感应器件,其中AD590的输出是电流,在输入到A\D转换器中需要先转换成电压信号。

该方案整体上易于实现,采用了很多集成器件,使得整体电路结构完整、清晰,各功能结构简单。

1.2 设计方案二1.2.1 方案二方框图图1.2.1-1 方案二方框图1.2.2 方案论证该方案的设计电路流程图如上面所示,对比方案一,该方案设计检测电路由光敏电阻组成的电桥电路和感应脉冲电路组成,实现原理也较为简单,结构简洁,但功能一电路误差较大,增加整形放大电路的情况下,扩大了误差范围,同时也不适用饮水机环境;功能二区别一方案一在于检测电路采用了饮水机内部加热电路的开关状态原理,感应出电路脉冲,从而实现对加热次数的显示与控制。

1.3 方案比较与选择两种方案比较,在功能一方面,方案一运用了AD590温度传感器作为检测电路器件,方案二运用热敏电阻构成的电桥电路作为检测电路,虽然两种方案均能实现温度的数显和控制,但方案二电路检测误差较大,且一定程度上不适用于饮水机系统中。

而方案一采用AD590的集成温度传感器作为热检测电路,这种检测方法灵敏度高,线性度好,适用测温范围较饮水机系统合适。

功能二方面,方案一采用光感应器件光敏三极管作为脉冲计数来源,且存在一定的误差,方案二采用内部加热电路的开关状态作为脉冲来源,稳定性较好,不易受外界影响,但是实现不方便。

方案二的设计模块中检测电路、AD转换电路、控制显示电路,主要是检测电路对整个功能实现影响较大,且A/D转换电路需要放大电路的作用,导致整体误差的扩大,而控制显示电路采用了单片机设计,不容易实现微型化。

最后对两种方案进行protel99se 软件的仿真测试,通过验证比较,方案一电路稳定,显示准确,决定选取方案一作为最终的设计方案。

2 单元模块设计2.1 直流稳压源电路该直流稳压源电路实现是+5V的电压输出,原理图如下所示:图2.1-1 直流稳压源电路图在连接电路中,需要在变压器的副边接入保险丝FU,以防电路短路损坏变压器或其它器件,其额定电流要略大于Iomax,选FU的熔断电流为1A。

整个电源电路结构形式为220V电压经过变压器输入桥式整流电路中,而后经几个极性电容滤波接入到可调式三端稳压器CW317输入端,稳压器内部含有过流、过热保护电路。

R1和RP1组成电压输出调节电路,输出电压Vo≈1.25(1+RP1/R1) (2.1) 由于设计要求+5V,根据上面公式计算参数得到:RP1/R1=3,取R1=240,RP1为4.7K Ω的滑动变阻器。

电容C2与RP1并联组成滤波电路,以减少输出的纹波电压,二极管VD的作用是防止输出端与地短路,损坏稳压器,起到保护稳压管的作用。

相关主要元器件选择及数量下表2.1-1 。

表2.1-1 主要元器件选择及数量表2.2 温度检测电路在饮水机系统温度检测电路中,运用AD590温度传感器构成T~V变换电路,如下图2.2-1所示:图2.2-1 温度检测电路图如图所示,电位器R2用于调整零点,R4用于调整运放LF355的增益。

调整方法如下:在0℃时调整R2,使输出VO=0,然后在100℃时调整R4使VO=100mV。

如此反复调整多次,直至0℃时,VO=0mV,100℃时VO=100mV为止。

最后在饮水机水温下进行校验,例如,若水温为25℃,那么VO应为25mV。

冰水混合物是0℃环境,沸水为100℃环境。

要使电路中的输出为200mV/℃,可通过增大反馈电阻(图中反馈电阻由R3与电位器R4串联而成)来实现。

MC1403是高精度集成稳压器,可以提供输出可调的基准电压。

本模块电路中用到的是电流型AD590,采用集成运算放大器LF355构成的电路实现电压的输出,同时增加了电路的精度和可靠性。

温度检测电路中用到的主要电子器件和数量如表2.2-1。

表2.2-1 检测电路中的主要电子器件及数量表编号名称规格数量AD590 温度传感器-55℃~150℃ 1LF355 运算放大器K(200V/Mv) 1R2、R4 滑动变阻器2K、100K 2MC1403 基准电压源-30.5~-17.5V 12.3 A/D转换及显示电路采用MC14433、CD4511、MC1413等集成器件,电路连接图如图2.3-1所示:图2.3-1 A/D转换及显示电路图如图2.3-1所示的电路为3位半温度显示电路,其中,MC14433为集成电路驱动器,它含有7个反向驱动单元,各单元采用达林顿晶体管电路。

因为MC14433的DS1~DS4为高电平有效,经MC1413反相后,正好与4只共阴极LED的千位、百位、十位及个位的阴极有效相连。

当MC14433在每次A/D转换结束时,EOC端输出一个脉宽为Tcp/2的正脉冲,该正脉冲过后,就在DS1~DS4端依次输出脉宽为18Tcp的位选通正脉冲,其中,Tcp为时钟脉冲周期。

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