温控水杯-设计说明书
电子校园网 编号：
CP-51-2021-053-LW
设计摘要：
本论文以STC89C52单片机为核心控制器，结合其他模块构建了一个智能水杯系统，旨在提供校园生活中的便捷和智能化体验。该系统包括中控部分、输入部分和输出部分。
中控部分采用STC89C52单片机，负责获取输入部分数据，并进行内部处理和控制输出部分。输入部分由DS18B20温度检测模块、TDS水质检测模块、独立按键和供电电路组成。DS18B20模块实时监测水温，TDS模块检测水质颗粒物浓度，独立按键用于界面切换和参数调整，供电电路为系统提供稳定电源。输出部分由LCD1602显示模块、继电器控制加热片、继电器控制制冷片、电机驱动模块、LED指示灯和蜂鸣器组成。LCD1602模块显示水温、定时剩余时间、水质浓度等信息，继电器控制加热和制冷功能，电机驱动模块控制杯盖开合，LED指示灯提供反馈信息，蜂鸣器进行提醒。通过以上设计，本智能水杯系统实现了温度控制、水质检测、定时功能和杯盖控制等功能，为校园生活带来了便捷和智能化体验。该系统的设计和实现为智能家居领域提供了一种新的应用方向，具有一定的实用价值和推广意义。
关键词：单片机；TDS水质检测；温度检测；步进电机
字数：10000+
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内容预览：
摘 要
ABSTRACT
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
2.5电机方案选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.2.1 STC89C52单片机
3.2.2 晶振电路和复位电路
3.3 液晶屏显示模块
4 系统程序设计
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程设计
4.4 显示函数流程设计
4.5 处理函数流程设计
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 设置温度阈值实物测试
5.3 设置倒计时实物测试
5.4 设置温度阈值实物测试
结 论
参考文献
致 谢
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
随着中国经济越来越发达，人们的生活的水平越来越高,对于生活的质量的要求越来越高。现代人越来越注重健康的生活方式，健康是每个人的追求，在日常生活中，我们总是在寻找各种各样的方式来保养，因为我们已经明白，保养和预防比治疗更重要。而水的重要性就不言而喻了。没有人能够离开它，而且随着人们生活水平的提高和人们健康意识的逐渐增强，人们越水越关心自己的饮水健康。但水这个看似最熟悉、最常用的“生命素”，对于人类来说，其实也是最陌生的!因为，由于不健康、不科学饮水所导致的健康危机正在成为人类最大的威胁之一。会喝水才健康世界卫生组织WH0调查发现:人类疾病80%与水有关。现代营养学家认为:饮水质量足我们生活质量的重要组成部分。你今天的饮水习惯也将决定着你10年后的健康状况。
很少人知道水的温度也是影响我们健康的重要原因，其一，饮水过热易得消化道癌，经常饮用温度过高的水，会使口腔、食道或胃黏膜发生炎症，长期发炎下去，可引起黏膜的质变，发生癌症。尤其是老人，比起壮年人他们需要的温度更加温和。其二，会喝水才健康，白开水具有生物活性科学研究表明，白开水放凉到25摄氏度时，具有特异的生物活性。观察证实，习惯喝白开水的人，体内脱氢醇的活大大提高，肌肉中的乳酸积累减少，人也不易感到疲惫。这个温度的水，适合于大部分的人群饮用。所以针对可能存在的健康隐患，本文设计了一款多功能智能保温杯，主要利用水质检测模块及水温检测模块，进行保温杯中水环境测量，并将测量到的结果显示在LCD1602上，同时，可通过按键来设定保温杯温度的上下限值，使得水杯中的水温稳定在上下限值之内，若高于设置的上限值或低于设置的下限值时，则启动相应的制冷片或加热片使得水温达到阈值范围内，用户也可以手动控制加热制冷，为了更加的人性化，本设计有蜂鸣器定时提醒喝水功能。通过本次设计，可更好的诠释科技的发展，体现出生活用品的智能化、人性化。
1.2 国内外研究现状
2017年侯卫周，顾玉宗设计了一款具有测温,保温,提醒等多重特性的智能水杯.以STC89C51单片机为电路控制核心,对温控智能水杯系统的键盘显示及接口,DS18B20温度传感,报警等硬件电路进行了设计;采用Visual C++6.0作为软件开发工具进行编程,实现了单片机与LCD1602的接口电路设计;另外用户可通过红外遥控对温控智能水杯进行加热,定时等多种简便操作.结果表明:该款智能温控水杯具有的多重优点,弥补了传统水杯的不足,能极大地满足用户的需求[1]。
2018年李祥欣介绍了一种基于AT89C51单片机的智能水杯.该设计通过温度检测模块对杯中水温的检测,经过单片机的内部程序的运算执行与调温模块的共同处理,实现了对杯中液体温度的智能调节;通过限位检测装置对杯中水位的测定,经过单片机内部运算和注水装置的协同作用,实现了自动蓄水功能;通过感应充电装置,实现智能水杯启动后,手环式电源为智能水杯无线供电[2].经过反复论证和分析,验证了本设计的合理性.
2016年马萨奇·吉原提供一种水温控制装置，能够通过执行控制来升高和降低水温，从而始终保持适当的水温。解决方案：水温控制装置1包括具有进气口和排气口并容纳热电转换部分的外壳50，安装在机柜中的风扇用于将外部空气从进气口吸入机柜内部，风扇80安装在机壳中并将外壳内的空气从排气口排出到外部;和风扇80容纳在壳体中并设置在风扇70和风扇80之间，热电转换单元50和热冷凝器60，其执行壳体内空气与空气之间的热交换。进气口、风机70、热冷凝器60、风机80、排气口排列在同一条直线上[3]。
与上述几种设计方案相比，该设计方案更加方便易懂，便于实际操作，价格低廉，在集成电路的选择上更易于使用和精巧。
1.3 课题主要内容
本设计是一个智能水杯系统，以STC89C52单片机为核心控制器，通过多个模块的组合实现了温度控制、水质检测、定时功能和杯盖控制等功能。系统的输入部分包括温度检测模块、水质检测模块和独立按键，用于获取相关数据和用户交互；输出部分包括显示模块、加热控制模块、制冷控制模块、电机驱动模块、LED指示灯和蜂鸣器，用于显示信息、控制温度、控制杯盖等。通过整合这些模块，该智能水杯系统为用户提供了便捷、智能化的校园生活体验。
