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基于单片机的智能型浴室混水阀控制器的设计优秀设计学校代码：11059学 号:0605074001Hefei Uni versi ty毕业论文（设计）2010 年18BACHELOR DISSERTATION论文题目：基于单片机的智能型浴室混水阀控制器的设计学位类别：学科专业：作者 姓 名导师 姓 名完成时间：基于单片机的智能型浴室混水阀控制器中文摘要随着信息技术的飞速发展以及人们生活水平的大幅度提高，人们对生活 的需求已从追求简单向着追求质量，功能，服务等多重需求过渡在冬天，热水器 是人们使用很频繁的家用电器,但传统的机械式混水阀的对水温的调节操控性并 不是很好因而本设计针对热水器的混水阀控制器进行改进，使其具有自动调节 水温的功能以及良好的操控性本文釆用AT89C52单片机來检测整个系统，温度 传感采集水管现场数据,经过信号处理模块对信号进行处理，通过模数转换器，将 信号送入单片机，显示处理结果硬件部分介绍温度传感器、A/D转换器、单片 机、显示模块及步进电机软件部分主要介绍设计思想及主程序流程图，系统调 试部分包括调试软件、调试过程及调试过程中出现的问题和解决方法关键词:混水阀;单片机;温度;传感器Based on Microprocessor Intelligent Controller of Mixing Valve AbstractWith the rapid development of information technology ，peoples living standards greatly improved, demanding people seeking a simple life toward the pursuit of quality, functionality and service multiple needs of the transition. In winter, water heater is very frequent the use of household appliances, but the traditional mechanical mixing valve for regulating water temperature is not very good handling. Therefore the design of the mixing valve controller for the water heater to improve, it has the automatic adjustment function of temperature and good handling.In this paper, AT89C52 microcontroller to detect the entire system, water temperature sensing field data collection, through the signal processing module processing the signal through the ADC, the signal into the microcontroller, display processing results. Temperature sensor section describes the hardware, A/D converter, microcontrolleT, display module and stepper motor. Software design and introduce some of the main program flow chart， system debugging section includes debugging software, the deb tigging process and the debugging process problems and solutions.Keywords: mixing valve; microcontroller;Temperature;sensor冃录第一章绪论 11.1课题研究的背景及依据來源 11.1.1课题研究的背景11. 1.2课题的依据来源11・2传统机械式混水阀21. 2. 1传统机械式浴室混水阀的工作原理 21.2.2传统机械式混水阀存在的问题 21.3智能型浴室混水阀21. 3.1智能型浴室混水阀控制器的基本组成21. 3. 2智能型浴室混水阀控制器工作原理 3 第二章 系统方案的设计与论证 32. 1系统功能32. 2系统总体方案规划42. 3各模块方案选择及论证42. 3. 1中央处理单元 42. 3. 2键盘输入模块 42. 3. 3温度显不模块 52. 3.4温度采集模块 52. 3. 5执行机构 5第三章主要元器件的设计73. 1 AT89C52 单片机 73. 1. 1功能特性描述73. 1.2管脚描述 83. 1.3引脚功能 83. 2 AD590温度传感器103. 2. 1 概述 103. 2.2 AD590 I作原理 113.3 ADC0809模数转换器 113. 3. 1主要特性 113. 3.2 ADC0809 T作原理：123.4 1602字符液晶133. 4.1引脚说明133. 4.2字符集153. 4. 3指令集163. 5 4*4矩阵键盘163. 6步进屯机173. 6. 1 概述 173. 6. 2 分类 183. 6. 3基本原理183.7步进电机驱动芯片L297193. 7. 1 概述 193. 7.2 L297各引脚功能说明203. 7.3 L297驱动相序的产生22第四章系统硬件设计224. 1扩展外围接口224.2温度检测电路设计234.3.1设计目标234. 3.2设计的出发点234. 3.4转换电路234. 3显示电路设计244.4执行机构的设计24第五章系统的软件设计 255. 1系统软件设计思想255. 1. 1系统流程图255. 1.2冷热水的配比 265. 2子程序描述及流程图265. 2. 1系统初始化子程序265. 2. 2 A/D转换子程序265. 2. 3键盘扫描子程序265. 2.4温度显示子程序275. 2.5打开电机子程序275. 3.6温度控制子程序275. 2.7水位控制 285. 2.8中断子程序28第六章系统调试与仿真 296. 1温度采集的调试 296.2 4X4键盘的调试306. 3供水部分的调试 306.4步进电机的调试 306. 5 Proteus系统仿真305. 5总结 30结束语30参考文献31致谢 31附录32第一章绪论1.1课题研究的背景及依据來源1.1.1课题研究的背景随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高 集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。

由于单片机具有功能 强、体积小、可靠性好、和价格低廉等独特优点，因此，在智能仪器仪表、工业自 动控制、计算机智能终端、家用电器、儿童玩具等许多方面，都已得到了很好的 应用，因而受到人们高度重视，取得了一系列科研成果，成为传统工业技术改造和 新产品更新换代的理想机种，具有广阔的发展前景温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食 品、机械等丁业中，具有举足重轻的作用，因此，温度控制系统是典型的控制系统 伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃,我们现在完全可以运用单片 机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且我们可以很容易地做到多点的温 度检测，我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制1.1.2课题的依据來源目前，在宾馆、家庭以及公共浴室中使用的混水阀，大多数是机械式混水 阀，其类型有冷热水手调式、单把开关调温式等几种虽然外形设计多种多样、 美观大方,但是洗浴者对水温的调节都是依靠机械式混水阀对热水管道与冷水管 道阀门的开启比例来实现的其操作过程往往需要操作者通过肢体（比如:手）触 觉进行测量來反映混合后水温是否合适，使用多有不便，并且容易导致混水阀门 的使用寿命缩短。

随着计算机智能技术的发展，特别是微型计算机技术的发展, 利用单片机开发智能型浴室混水阀控制器实现对出水口水温、水流速度以及淋浴 头水流方式的控制具有实际的使用价值，对推进人们的健康生活与家居智能化以 及节水都具有现实意义21世纪是信息社会，更是现代化社会而现代化不仅要工业现代化，人们 的日常生活也要跟上现代化的步伐，而这些是离不开一些智能控制的装置在人 们的家居生活中，大部分人还是使用着传统的机械式淋浴系统，这种系统易损坏 且调温不准,容易烫伤皮肤为使浴室也智能化，因此设计智能型浴室混水阀控制 器来改善人们的牛活品质1・2传统机械式混水阀1. 2. 1传统机械式浴室混水阀的工作原理在传统的浴室供水系统中，一般冷、热水有各自的独立管道（个人家庭中 使用的太阳能热水器也是如此），通过一个混水阀或两个混水阀来调节水温一般 情况下混水阀由一个冷水进水口、一个热水进水口和一个温水出水口使用者通 过调节混水阀旋钮来选择适合自己淋浴的水温一般情况下，传统机械式混水阀 如图1所示：图1传统机械式混水阀示意图1. 2. 2传统机械式混水阀存在的问题从日常生活经验中可以看出，通过机械式混水阀出来的水温很不稳定，并 且不容易用手控制合适的水温。

主要原因有两个:一是热水和冷水的温差波动大; 二是冷水与热水管道内各自的压力不同，从而压力影响了冷水与热水的流速，进而冷水耳热水的进水量也就不均衡1・3智能型浴室混水阀1. 3.1智能型浴室混水阀控制器的基本组成智能型浴室混水阀控制器釆用Intel公司的8051单片机作为主控制芯 片总控制电路主要由温度采集模块、键盘输入模块、温度显示模块、步进电机 驱动模块、水位控制、主控制芯片和电源模块组成本设计的结构框图如图2所示：图2智能型浴室混水阀控制器的方框图1. 3. 2智能型浴室混水阀控制器工作原理针对机械式混水阀存在的问题，智 能型混水阀控制器能够较好改进这些问题智能型混水阀控制器采用温度传感器, 能够对进、出水管实时检测和显示对应的温度步进电机用來调节进水管的开度， 使用者通过键盘设定期望温度，由单片机对设定的温度值和实际温度进行比较来 调节步进电机的转动量,进而动态的控制冷热水进水管的进水量，以此来达到温 度平衡从而可以达到出水管温度的控制，解决出水温度不稳定的问题另外,本系统人机界面良好，还有多路水管温度显示,半自动上水的功能第二章系统方案的设计与论证2. 1系统功能(1) 从键盘输入设定温度值并显示；(2) 通过温度传感器检测三个水管的温度,并显示进水口的冷、热水温度 和出水口的温水温度；(3) 控制器比较设定温度和温水温度是否一致，不一致就控制步进电机电机调节冷热水的进水量的比例，从而使出水管的水温与设定的温度值一致。

4) 半自动上水功能，上满水后由LED灯提示报警2. 2系统总体方案规划。