基于单片机的智能节能饮水机系统的设计
基于单片机的数字式智能饮水机设计
基于单片机的数字式智能饮水机设计赵龙;郝润科;王磊;邱银;胡骞【摘要】At present, most of families in China have the water dispensers. It is only used as a tool to heat or cool the water, but the water temperature is unknown. And the water temperature can not be controlled in real time. Some water dispensers with the function of temperature control are sold in the market, but the price is so high that the ordinary consumers cannot afford it. In order to solve these problems, a smart digital water dispenser is designed. This water dispenser can display the real-time water temperature on the LCD screen, and preinstall several types of temperature mode (such as coffee, tea, milk powder and water) to meet the different temeperature needs. If the need is not satisfied, the user can define the mode according to their needs. Furthermore, the water dispenser provides the function of the buzzing alarm which gives an a-larm signal when the water temperature reaches the preset temperature. In order to save energy and eradicate safe hidden trouble, the water dispenser cuts out the power automatically when it is not used in the set time.%目前,饮水机已进入千家万户,然而就其功能仍然停留在简单的加热抑或制冷中,但是具体多少温度却并不知晓,更无法实现所需温度的实时控制.即使有其功能,价格也实在太高,让普通消费者望而却步.基于此,设计了一种数字式智能饮水机.此饮水机不仅可以把当前温度实时显示出来,还预设了几种温度模式(如咖啡、茶、奶粉、直饮)以满足人们对不同温度的需求,若仍不满足,可自行设定.当加热到达预设温度时蜂呜报警系统提示,在设定时间内仍无操作,饮水机可自动切断电源停机,以节约能源,杜绝安全隐患.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2012(035)017【总页数】4页(P112-115)【关键词】饮水机;报警系统;智能控制;温度模式【作者】赵龙;郝润科;王磊;邱银;胡骞【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-340 引言随着人们物质生活水平的提高，饮水机已经成为家庭日用品，人们对健康饮水也越来越重视。
基于单片机饮水机智能控制系统
基于单片机饮水机智能控制系统饮水机是我们常见的日常用品之一，但在一些公共场所，如学校和办公室中，由于使用频繁，因此也容易产生一些安全隐患。
针对这些问题，开发一套基于单片机的饮水机智能控制系统，不仅可以提高饮水机的安全性能，还可以实现自动化控制，提高使用的便利性和舒适度。
系统框架硬件选型本设计采用基于单片机的控制方式，主要硬件选用如下：•采集模块：使用Inollux IVA-10302 液位传感器进行液位检测。
•控制核心：使用Silicon Labs EFM32 Giant Gecko Evaluation Kit进行控制。
•通讯模块：通过蓝牙模块进行手机和饮水机的通信，从而实现远程控制。
软件设计软件设计主要分为两部分：单片机程序和手机端程序。
•单片机程序：包括底层硬件驱动和应用层程序。
底层硬件驱动主要负责获取液位传感器读数，控制水阀开关；应用程序则通过一系列算法实现饮水机智能控制和数据的处理。
•手机端程序：主要用于用户使用，提供有关饮水机的信息，同时可以直接通过手机端和饮水机通信，实现远程控制。
系统功能液位检测智能饮水机的最重要的功能之一是获取水箱的实时液位信息，以便及时控制水阀，确保饮用者的安全。
为实现这一功能，本文采用了Inollux IVA-10302液位传感器进行液位检测。
实时监测液位高度，确保不会出现漏水或溢水的情况。
自动控制基于单片机的智能饮水机采用控制算法来控制水阀开关，实现自动控制。
基于流量传感器和液位监控，自动调节饮水机中水的流量，确保饮用者可以顺畅地饮用，同时充分利用水资源，避免浪费。
远程监控通过手机端APP，用户可以实时获取饮水机运行状态并进行远程控制。
用户可以通过手机APP发送指令，控制饮水机的操作，从而满足不同用户的个性化需求。
同时，用户还可以通过手机APP查看饮水机使用情况、水质等相关信息。
安全防护基于单片机的智能饮水机具有防止漏电、溢水、过热等多重安全防护功能。
通过设置一定的阀值和检测算法，确保饮用者的安全。
基于单片机饮水机温度控制系统的设计
基于单片机饮水机温度控制系统的设计单片机饮水机温度控制系统设计方案一、引言饮水机已经成为我们生活中不可或缺的小家电之一，为我们提供方便快捷的饮水服务。
而饮水机的温度控制是其中的重要功能。
本设计方案旨在通过单片机控制饮水机的温度，使其能够根据用户的需求调节水温，并实现自动加热、保温等功能。
二、硬件设计1.传感器选择为了便于测量水的温度，我们选择了数字温度传感器DS18B20。
它具有高精度、数字输出等特点，非常适合用于温度测量。
2.电子元件选择为了控制水的温度，我们需要选择合适的电子元件。
常见的选择是采用电热丝进行加热，并通过温度传感器进行反馈控制。
此外，还需要选择适配器、继电器等元件来实现电路的驱动和控制。
3.软件设计通过单片机控制电热丝的加热，需要编程来实现。
根据设计需求，我们可以通过单片机的GPIO引脚来控制继电器的开关，进而控制电热丝的加热。
同时，还需要编写程序对传感器的数据进行采集和处理，并根据用户的需求进行温度控制和显示。
三、系统设计1.硬件连接将DS18B20温度传感器与单片机的相应引脚进行连接。
通过继电器将电热丝与单片机连接，并将适配器与电热丝进行连接。
2.软件设计首先，需要编写固件程序来实现单片机的控制。
程序的主要功能包括：（1）初始化引脚和串口，设置适配器的电压和继电器的模式；（2）通过串口接收用户输入的目标温度，并根据实际需求进行处理；（3）通过DS18B20温度传感器进行温度的采集，并将采集到的数据进行处理；（4）根据用户的目标温度和实际温度来控制继电器的开关，进而控制电热丝的加热；（5）通过串口将当前温度、目标温度等信息发送给用户。
四、系统实现1.硬件实现将选定的电子元件进行连接，并根据设计需求进行调试和调整，确保电路的正常工作。
2.软件实现五、系统测试1.系统功能测试通过对系统进行温度设置和测量，验证系统是否能够准确控制水的温度，并通过串口将相关信息显示给用户。
2.系统稳定性测试将饮水机长时间运行，并进行多次温度调节和测量，观察系统的稳定性和可靠性。
基于STM32的智能饮水机的设计
基于STM32的智能饮水机的设计智能饮水机是一种可以智能检测并精确控制水温、供水量和水质的新型饮水设备。
它不仅可以给人们带来舒适的饮水体验，更可以保证饮用水的安全和健康。
本文将介绍一种基于STM32的智能饮水机的设计方案，包括硬件设计和软件实现。
一、硬件设计1.主控芯片选择本设计采用了STM32F103C8T6作为主控芯片，它拥有高性能的ARM Cortex-M3内核，可以支持高速运算和实时控制，同时拥有丰富的外设资源，如计时器、ADC、DAC等。
2.温控系统设计本设计采用了DS18B20温度传感器和PWM电压调节器组成的温控系统。
DS18B20是一种数字式温度传感器，具有精准度高、响应快等特点，能够精确监测水温，并将数据传输给主控芯片进行处理。
PWM电压调节器则能根据主控芯片输出的PWM信号调节加热杆的功率，从而控制水温在设定的范围内。
3.供水系统设计本设计采用了电磁阀组成的供水系统，它能够根据主控芯片输出的信号控制水泵的启停，从而实现精确的供水量控制。
同时，为了保证水质的安全和健康，供水系统还配备了PP棉过滤器和紫外线杀菌器，能够有效地过滤较大的杂质和杀灭水中的有害微生物。
二、软件实现1.系统框图设计本设计采用了分层结构的系统框图，如下图所示。
其中，底层驱动是硬件的底层驱动程序，主要包括DS18B20驱动和电磁阀驱动；中间层为封装了主要控制逻辑的应用程序，包括温控程序和供水程序；顶层为用户界面程序，显示水温、供水量及水质信息等。
2.主要控制逻辑实现（1）温控程序温控程序是整个系统的核心，其主要工作流程如下：①初始化DS18B20传感器，设置PWM电压调节器的初始占空比。
②定时采集DS18B20传感器数据，并根据控制算法计算温度偏差，并输出PWM信号控制加热杆功率变化。
③根据设定的温度范围控制加热杆的开关，保证水温在设定范围内。
（2）供水程序供水程序主要负责控制水泵的启停和监测水位，其主要工作流程如下：①初始化电磁阀驱动程序，并设置电磁阀初始状态。
基于单片机的智能饮水机的设计毕业论文
基于单片机的智能饮水机的设计毕业论文目录前言 (4)1绪论 (6)1.1课题研究的背景 (6)1.2市场饮水机现状 (6)1.3课题研究的目的和意义 (7)1.4智能饮水机的主体功能 (8)1.5课题设计的主体容 (9)2 智能饮水机的硬件结构设计 (10)2.1智能饮水机的总体设计 (10)2.2元器件选择 (11)2.3AT89S52的主要性能 (11)2.3.1 AT89S52功能特性描述 (12)2.3.2 AT89S52晶振电路的设计 (13)2.4测温电路的设计 (14)2.4.1 DS18B20的引脚图及方框图 (14)2.4.2 DS18B20主要性能 (16)2.4.3 DS18B20功能特性描述 (16)2.4.4 DS18B20供电方式 (19)2.5主控系统 (20)2.6输入控制 (21)2.7显示部分 (22)2.8其他功能部分 (24)3 智能饮水机的软件设计 (27)3.1系统分配方式 (27)3.2主程序设计 (28)3.3各模块程序设计 (31)3.3.1 温度检测程序设计 (31)3.3.2 显示程序设计 (35)3.3.3 键盘扫描程序 (37)3.3.4 延时程序 (42)4 调试及性能分析 (43)4.1软件调试 (43)4.1.1 新建工程 (43)4.1.2 新建文本 (44)4.1.3 添加文本 (44)4.1.4 程序编译 (45)4.2硬件调试 (46)4.2.1 电源电路的仿真 (46)4.2.2 出水电路模块的仿真 (46)4.2.3 加热模块电路的仿真 (47)4.2.4 显示模块电路的仿真 (48)4.2.5 报警电路的仿真 (49)4.3性能分析 (50)结论 (50)致谢 (52)参考文献 (54)参考文献 (54)附录1 (55)附录2 (57)附录3 (58)前言随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
(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。
基于单片机饮水机智能控制系统(DOC)
机械工程学院毕业设计（论文）题目：基于单片机饮水机智能控制系统专业：机电技术教育班级： 113姓名：学号：指导教师：日期： 2015年6 月目录1前言 (3)1.1课题来源与背景 (3)1.1.1课题来源 (3)1.1.2课题背景 (3)1.2课题的研究意义 (3)2系统总体的设计 (4)2.1 硬件总体的设计 (4)2.1.1单片机最小系统设计 (4)2.1.2温度采集电路设计 (9)2.1.3 A/D转换电路设计 (10)2.1.4 LED显示电路设计 (12)2.1.5键盘电路设计 (14)2.1.6报警电路设计 (16)2.1.7 继电器控制电路设计 (17)2.2软件总体的设计 (17)2.2.1主程序流程图 (18)2.2.2各个模块的流程图 (19)2.2.3键盘扫描处理流程 (21)2.2.4 报警处理流程 (21)3系统调试 (22)3.1硬件电路检查 (23)3.1.1 温度采集电路检查 (23)3.1.2 A/D转换电路检查 (23)3.1.3 显示电路检查 (23)3.1.4 键盘电路检查 (23)3.1.5 报警电路检查 (23)3.2 软件调试 (24)3.3 软硬联调 (24)4总结与展望 (25)参考文献 (26)附录1系统设计程序（系统源代码） (28)附录2系统总体电路图 (35)基于单片机饮水机智能控制系统摘要：温度控制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。
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多电子产品中也用到了温度检测和温度控制。
本次设计的主要目的在于，设计出一个全新的智能控制系统，该系统具有温度检测、温度控制、温度报警、液面报警等功能。
关键词：单片机AT89S52、DS18B20、LED数码管显示1前言1.1课题来源与背景1.1.1课题来源在日常生活中和工业生产过程，温度控制都起着巨大的作用，温度过高或温度过低都会使水的资源失去它本该有的作用，因而使水资源严重的浪费。
基于51单片机的饮水机温度控制系统设计
基于51单片机的饮水机温度控制系统设计摘要本文基于51单片机设计了一种饮水机温度控制系统。
该系统通过传感器采集水温数据，并通过51单片机进行处理和控制，实现了对饮水机温度的精确控制。
本文首先介绍了饮水机的发展背景和需求，然后详细介绍了系统的硬件设计和软件实现，最后对系统进行了测试和评估。
实验结果表明，该系统能够稳定地将饮水机温度控制在用户设定的范围内，具有较好的实用性和可靠性。
关键词：51单片机；饮水机；温度控制；传感器；硬件设计；软件实现第一章引言1.1 研究背景随着人们生活条件的改善和健康意识的提高，人们对于生活用品的要求也越来越高。
其中，饮用水是人们日常生活中必不可少的一部分。
然而，在夏季高温时期或者在寒冷冬季，直接喝取自来水可能会给人们带来不适。
因此，在家庭或者办公场所中普遍配备了饮水机，以提供适宜的饮用水温度。
1.2 研究目的本文旨在设计一种基于51单片机的饮水机温度控制系统，通过对水温数据的采集和控制，实现对饮用水温度的精确控制，提高用户体验和生活质量。
第二章系统设计2.1 系统框架本系统主要包括传感器模块、51单片机模块、温度控制模块和显示模块。
传感器模块用于采集水温数据，并将数据传输给51单片机模块。
51单片机通过对接收到的数据进行处理和判断，控制温度控制模块进行相应操作，并将结果显示在显示模块上。
2.2 传感器选择与接口设计为了准确地获取水温数据，本系统选择了一种高精度的数字式温度传感器。
该传感器具有较高的测量精确度和快速响应速度，并且具有较低的功耗。
在接口设计上，采用了I2C总线通信协议来与51单片机进行通信。
2.3 51单片机程序设计为了实现对饮水机温度的精确控制，本系统采用了PID控制算法。
PID控制算法是一种经典的控制算法，具有较好的稳定性和适应性。
在51单片机程序设计中，通过采集传感器数据和计算PID控制器输出，实现对温度控制模块的精确调节。
2.4 硬件设计本系统的硬件设计包括传感器模块、51单片机模块、温度控制模块和显示模块。
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题目：智能节能饮水机系统的设计目录摘要 (4)前言 (5)第一章智能节能饮水机系统的设计背景 (5)1.1 智能节能饮水机的优势 (5)1.2 智能节能饮水机系统的设计目的 (5)1.3 系统设计的要求 (5)第二章智能节能饮水机系统的设计方案分析 (6)2.1系统总体功能描述 (6)2.2 系统工作原理 (6)2.3设计方案论证 (7)第三章智能节能饮水机系统硬件电路设计 (8)3.1 STC89C52型单片机 (8)3.2 温度检测电路 (8)3.3 液晶显示电路 (10)3.4 水阀继电器控制电路 (11)3.5 红外发射接收对管电路 (12)3.6 加热控制电路 (13)3.7 键盘设置电路 (13)3.8 供电部分 (14)第四章智能节能饮水机系统软件设计 (15)4.1 软件设计思路 (15)4.2 总体软件流程 (15)4.3 按键扫描程序 (17)第五章系统测试与分析 (18)5.1 原件清单 (18)5.2 电路焊接...................................................................................................................... 错误!未定义书签。
5.3 测试与分析.................................................................................................................. 错误!未定义书签。
结论 .. (19)参考文献 (20)附录一： (21)总体硬件设计电路原理图 (21)附录二： ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
整体系统程序..................................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要本文设计了一种智能节能饮水机系统。
系统采用STC89C52作为控制芯片，DS18B20作为温度传感器，LCD1602作为液晶显示器，并采用红外对射开关作为水阀继电器的控制开关。
本设计介绍了STC89C52芯片对温度检测电路，加热控制电路，红外发射接收接收对管电路，水阀继电器电路，按键及液晶显示电路的控制。
通过单片机内部时钟设置实现了定时开关，延时关闭。
通过单片机对DS18B20所检测的温度处理从而实现温度的显示以及温度控制饮水机的加热。
为了防止小孩的误触导致烫伤，在热水阀红外发射接收对管处设置了3秒的延时开启，从而达到防止误触的目的。
该系统既能显示时间以及水的温度，还能设定特定的时间开启和关闭，而且还可以设定特定的加热温度的上下限，所以该系统具有智能，节能等特点。
关键词：单片机；智能节能饮水机系统；DS18B20前言在现代家庭中，几乎每家都有饮水机，而现在家庭使用的饮水机的功能仅限于加热和保温，功能上有一定的缺陷，而且对资源有很大的浪费。
比如像忘记关电源后，当水温低于某个点后，饮水机会再次加热，如此重复，浪费了很多电能，而且饮用多次加热后的水对我们的健康也有影响。
另外有小部分饮水机具有时钟及水温显示，但这些饮水机的售价大多都非常昂贵，这些都与我们所追求的方便节约健康的生活相矛盾。
为了解决上面所提出的问题，我结合所学的理论知识，进行了这套智能自动节能饮水机的设计。
本文的设计结合了单片机工程应用技术，KEIL仿真设计软件等相关知识，考虑实际应用需要来完成。
本文设计的智能节能饮水机系统能够实现人们对饮水机节能，智能的需求。
第一章智能节能饮水机系统的设计背景1.1 智能节能饮水机的优势目前市场上的饮水机大多为台式和柜式，大多没有节能这一概念，只是单纯的加热水和保温，。
也有少数的饮水机提供了温度显示和时间显示。
据中国产业调研网发布的《中国饮水机行业现状调研分析及市场前景预测报告（2015版）》显示，中国饮水机行业在发展的同时，国内相关标准也在跟进。
2014年中期，由国家标准化管理委员会制定的《饮水机能效限定值及能效等级》正式进入履行报批手续阶段，届时行业将告别高耗能时代，未能达到能效三级要求的饮水机产品将难逃被淘汰命运。
未来饮水机市场将迎来良好发展机遇。
1.2 智能节能饮水机系统的设计目的虽然饮水机提高了人们的生活质量，但很多饮水机的使用却不是那么方便节能，也不是那么安全。
有时人们倒完水之后忘记关掉饮水机，那饮水机会在水的温度低于一定温度时会又开始加热，如此重复，白白浪费了很多电，且重复加热的水对人体有害。
有很多人并不是喜欢喝开水，他们只喜欢稍微加热的水，但市场上的饮水机大多不能满足某些用户的需求。
大多饮水机热水阀开关位于热水阀上端，打开热水阀是会有热水蒸汽往上甚至会有水溅到用户手上，可能会烫伤用户，更有用户家可能有小孩顽皮，不小心勿碰开关导致小孩烫伤。
为了避免以上的麻烦，满足用户的需求，我设计了这套智能节能饮水机系统。
1.3 系统设计的要求设计出能够定时开关，加热温度可调，用红外对射管控制水阀继电器，热水阀处可防止小孩勿触，时钟及温度可显示。
要求使用DS18B20温度传感器并能够准确检测水的温度，系统时间，定时开关，加热温度的设置可通过按键来调整。
温度及时间的显示由LCD1602液晶显示器来显示。
水阀开关和加热管开关由STC89C52控制的继电器控制。
第二章智能节能饮水机系统的设计方案分析2.1系统总体功能描述1.冷、热水阀，通过红外对射传感器，检测是否有水杯接水。
2.为防止小孩误触热水阀被烫伤，通过对射传感器检测后，延时3S后再次检测，确认有杯子后，热水阀开启并供热水。
冷水阀不做误触检测。
3.智能节电功能，该功能可通过按键开或关；当热水阀的红外对射传感器检测到杯子，再到杯子离开后，开始计时（时间可设置为1~120分钟），在计时时间到后，停止检测温度上、下限值，关闭并停止加热功能；在计时时间未到时，又有杯子接热水，则重新开始计时，直到达到计时时间。
智能节电模式，可通过按键开启或关闭。
冷水阀端不做该项检测，也不能触发智能节电模式重新计时。
4.温控加热，当水温低于温度下限设定值时(例如80度)，启动加热功能；当温度大于温度上限设定值（例如100度）时，继续加热一分钟，一分钟后，停止加热功能。
温控加热功能的开启受智能节电模式控制，当智能节电模式定时时间到达后，将停止温控加热。
5.定时功能，通过按键设置打开或关闭定时功能，通过按键可以设置定时开启热水器的时间，和定时关闭热水器的时间；当定时时间未达到开启或关闭的设定时间时，热水器只显示时钟，并停止所有功能（包括加热、测温、热水阀和冷水阀均关闭不受控，还有红外对射传感器将不能工作），当达到设定的定时开启时间后，恢复热水器的各项功能（包括智能节电模式，温控加热，红外对射传感器检测水杯功能）；当定时器时间达到设定的定时关闭时间后，将停止热水器的所有功能（包括加热、测温、热水阀和冷水阀均关闭不受控，还有红外对射传感器将不能工作）。
6.系统默认状态，上电后，系统默认是智能节电模式和温控加热功能开启，红外对射传感器开启，定时器功能关闭。
通过设置键可设置节电模式的定时值，温度的上、下限值，定时开机时间和定时关机时间，还有系统时钟。
2.2 系统工作原理该系统主要由温度检测电路，键盘，LCD液晶显示电路，红外发射接收对管电路，加热控制电路，水阀继电器控制电路组成，具体结构图如图2-1所示。
通过温度检测电路测出水的温度信号，单片机采集温度信号，并进行分析和处理，输出控制信号，控制加热和显示温度。
通过LCD液晶显示电路显示相应的时间以及温度。
通过键盘，设置需要开关的特定时间及特定的加热温度，通过主控芯片对相应设置进行处理，从而控制饮水机的加热和关闭及开启时间，达到自动节能的目的。
图2-1 智能节能饮水机组成框图2.3设计方案论证方案一：使用PIC单片机作为系统的控制芯片，PIC单片机是一种精简指令型单片机，具有低工作电压，低功耗，驱动能力强等特点。
方案二：使用功能强大，体积小，超低功耗的STM32单片机作为系统的控制芯片。
方案三：使用目前使用最广泛的51系列单片机作为系统的主控芯片，51系列单片机具有编程方便，功能完备等特点。
方案比较：方案一中的PIC芯片的专用寄存器并不是集中在一个固定的地址区间内，所以在编写程序是会比较麻烦；方案二中的STM32是三种芯片中执行速度最快，功能最为强大的的芯片，但较于其他两者价格较高，如果使用该芯片就加大了系统的成本。
方案三中的51系列单片机的程序编写较方案一中的PIC芯片简单很多，价格也适中，且能实现系统所需功能，综上所述，方案三更加适合本设计。
第三章智能节能饮水机系统硬件电路设计3.1 STC89C52型单片机本设计选取STC89C52型单片机作为控制芯片，STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能微控制器，为增强型8051单片机。
工作电压：5.5V-3.3V/3.8V-2.0V。
工作频率范围：0-40MHz，相当于普通8051的0-80MHz,实际工作频率可达48MHz。
该芯片拥有8k的Flash以及512字节的SRAM，且内置4KB EEPROM。
共有3个16位定时器/计数器。
通用I/O口及通用异步串行口（UART）。
包含外部晶体震荡等电路。
单片机的40脚与31脚接+5V直流电源,20脚接地,18脚与19脚接石英晶体和微调电容作为内部时钟振荡。
其单片机最小系统图如图3-1所示。
图3-1 单片机最小系统3.2 温度检测电路本设计采用温度传感器DS18B20,DS18B20是常用的温度传感器，具有单只使用简单,体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点，其引脚图如图3-2所示，内部结构如图3-3所示。
独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现单片机与DS18B20的双向通讯。
测温范围－55℃～+125℃，固有测温误差1℃。
具体的温度检测电路如图3-4所示。
图3-2 DS18B20引脚图图3-3 DS18B20内部结构图图3-4 温度检测电路在本设计的温度检测电路中，温度传感器DS18B20的2脚与单片机的P2.0口相连，从而实现单片机与DS18B20的双向通讯。
3.3 液晶显示电路本设计使用的液晶显示模块为LCD1602，LCD1602具有微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的特点。