基于单片机的恒温水龙头设计
基于stc12c5a08pwm单片机的家用恒温循环节水装置设计
• 208•ELECTRONICS WORLD ・技术交流现有的水龙头主要是双联式水龙头：有冷、热两根管道，可以同时接通，通过手动调节其位置，实现冷水、热水比例的控制，但不能实现出水水温恒定。
本课题拟采用STC12C5A08PWM单片机和温度传感器DS18820设计一种新型的节水装置，可实现以下两个功能：一是调节出恒定的出水水温。
我们采用热传感器对水温进行感应，把信息反馈到单片机，利用单片机控制实现出水水温恒定。
二是利用原水管中的冷水。
利用单片机控制，在蓄水箱中把未达到预定温度的冷水输送回加热装置。
1 前言通常情况下，酒店中采用集中供应的方式供应热水，故供水管道长度较大。
若在一段时间内无人使用，管道内所存的水则会降温，变成凉水，因此，酒店内的供水管道大都存在循环，设计成O 型，在管道的末端，用一根回水管将其与加热装置连接，这样使得管道内的水温得以保证。
然而，家庭使用的供水管道中，水的加热点和热水器的距离至多为10米，若使用直径为20毫米的水管运输，则运输时间一般在10到20秒时间，相对较快，因此，一般在家庭中，回水装置的使用较少。
这种方法并不适用于普遍家庭。
另一种直接维持水温的方法就是额外安装压力泵。
但考虑到一个压力泵价格在300元左右，按照普通家庭的消费观念，我们也并不会采用这种方法。
我们团队制作的恒温循环节水装置在很大程度上解决了上述的两个问题，达到调节水温恒定，提高洗浴体验，实现节水的最终目的。
与此同时，我们设计简洁，功能实用且针对性强，此装置的投入使用，会给广大市民洗浴带来良好的洗浴体验。
2 设计方案要对水龙头出水进行恒温控制，通过单片机作为智能化控制器，检测采集到的水温，并通过控制冷热水比例，从而实现恒温控制，是最为可靠的方案。
因此，工作原理，硬件电路设计，软件设计是我们着重解决的问题。
对于这些，我们将会在这三个方面分别进行阐释。
2.1 工作原理如图1所示，热水和冷水从各自水箱进入混合箱之后，通过热传递使水温变为合适洗浴的温度，并在通过4进入储水箱中保持恒温。
基于单片机的低功率即温型水龙头设计与实现
290 引言学校等公共场所大量需要生活用水，在某些时段又特别需要温的生活用水。
秋冬季节大部分学校自来水管道中的生活用水温度过低，若直接使用这种温度的水洗脸刷牙、饭后漱口、洗衣，就易造成口腔冰冷、牙齿酸痛、手指僵冷，影响师生健康、降低生活舒适度[1]。
随着生活水平的提高，人们在秋冬季节对温热自来水的需求也愈加迫切，这也催生了一系列电热水龙头产品[2]。
市面上已有的电热水龙头存在以下问题：（1）不便于安装在人流量较大的公共场所，多为家庭或公司或宾馆使用；（2）所采取的加热方式效率低，耗能极高，约为2KW-3KW。
（3）使用寿命不长[3]。
为了解决这些问题，设计了低功率即温型水龙头。
一方面，秉承“出水不凉即可”的设计理念，将水加热至不凉的状态，温升幅度小，热消耗功率低；另一方面，采用涡流方式加热，效率高，功耗小，只有800W 左右。
秋冬季节，低功率即温型水龙头在学校可广泛应用于食堂、宿舍楼、办公楼和教学楼，既有效保护了广大师生的身心健康，又不至于浪费过多电能，综合效能较高。
1 系统总体设计1.1 功能设计（1）以“出水不凉即可”为设计理念，水温控制在20℃-25℃。
（2）电源开启状态下打开水龙头，若水温低于20℃，立刻开始加热实现出水即热；水温高于25℃时停止加热，实现低功耗运行。
（3）收集水的即时流量和累计流量信息，为流量计费提供依据。
（4）设置液晶显示屏，实时显示水的温度和流量信息。
（5）无需使用温水时系统不工作，实现零功耗待机。
（6）当水流时间超过10分钟时，系统将自动断电。
（7）为了便于作品的实物展示，设计一套自循环水路系统。
control chip, adopts the eddy current heating mode and the heating pipe with the built-in iron spiral blade to improve the heating efficiency. With the help of the temperature sensor, the water temperature is controlled between 20 ℃ - 25 ℃, and at the same time, the flow sensor is used to monitor the water flow, so as to realize the function of water heating and the design concept of not cooling. The operation results show that the system can quickly heat the water temperature to 20 ℃ - 25 ℃, realize zero energy standby and low energy operation, and achieve the expected design functions and objectives.Keywords:faucet;STM32;instant water heater;eddy current heating;low power基金项目：教育部产学合作协同育人项目“电创创客空间(201701024093)”。
基于单片机的水温水位控制系统设计
四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温，可以满足不同用户的需求。 此外，通过优化系统的硬件设计和软件设计，可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域，也可以应用于工业生产中的液体控 制，具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响，系统可能会受到干扰。因此，需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施，如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗，可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时，可以进入休眠模式，降低功耗。当有数据需要处理时，系统被唤 醒，进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能：数据的采集、处理、显示和控制。首先， 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后，单片机 对采集到的数据进行处理，判断水位和水温是否正常。如果异常，则启动相应的 执行机构进行调节。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统，实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点，同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及，智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中，基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制，以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写，主要包括以下几个部分：数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集：通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
基于STC10 F08 XE单片机的即时可调式恒温水控制器设计
ｊ ｕ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍ ｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ
Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ａ ｌ — — ｔ ｉ ｍｅ ａ ｄ ｊ ｕ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ａ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ
ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｓ ＴＣ１ ０ Ｆ０ ８ＸＥ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ Ｕｅ ｒ
ｃ ａ ｌ ｅ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ａ ｔ ｅ ｓ ， ｈ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｔ ｉ ｍｅ ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｚ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｗａ ｔ ｅ ｒ ｌ ｆ ｏ ｗ，ｅ ｔ ｃ ．Ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｉ ｓ ｅ ａ ｓ ｙ
关 键词 ： Ｓ Ｔ Ｃ １ ０ Ｆ ０ ８ Ｘ Ｅ单 片机 ； 加 热模 块 ； 段 式 液 晶显 示模 块 ；即热可调 式恒 温水控 制 器 中图分 类号 ： Ｔ Ｎ ９ ９ 文献标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ０— ０ ６ ８ ２ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５—０ ０ ９ ２—０ ３
基于单片机的水温控制器设计
基于单片机的水温控制器设计引言水温控制在很多领域中都具有重要的应用价值，例如温室、鱼缸、热水器等。
基于单片机的水温控制器能够自动调控水温，提高水温的稳定性和准确性。
本文将介绍如何设计一个基于单片机的水温控制器，以实现对水温的精确控制。
一、硬件设计1.单片机选择选择一个合适的单片机对于设计一个稳定可靠的水温控制器至关重要。
常用的单片机有STC89C52、AT89C52等。
在选择时应考虑单片机的性能、功耗、接口等因素。
2.温度传感器温度传感器用于检测水温，常用的有NTC热敏电阻和DS18B20数字温度传感器。
NTC热敏电阻价格便宜，但精度较低，DS18B20精度高，但价格相对较贵。
3.加热装置加热装置用于根据温度控制器的输出信号进行加热或制冷。
可以选择加热丝、加热管或半导体制冷片等。
4.驱动电路驱动电路用于将单片机的输出信号转换为合适的电流或电压，驱动加热装置。
可以选择晶体管或继电器等。
5.显示模块可以选择液晶显示屏或LED数码管等显示水温的数值。
二、软件设计1.初始化设置首先，对单片机进行初始化设置，包括引脚配置、定时器设置等。
然后，设置温度传感器和加热装置的引脚。
最后，设置温度范围，以便根据实际需求进行调整。
2.温度检测使用温度传感器检测水温，并将读取到的温度值转换为数字形式，以便进行比较和控制。
可以使用ADC（模拟-数字转换）模块转换模拟信号为数字信号。
3.控制算法本设计中可以采用PID控制算法进行水温控制。
PID（Proportional-Integral-Derivative）控制算法根据设定值和反馈值之间的差异来计算控制信号。
可以根据需求进行参数调整，以获得更好的控制效果。
4.显示和报警使用显示模块显示当前水温的数值，并在温度超出设定值时触发报警功能。
报警可以采用声音、灯光等形式。
5.控制输出根据PID算法计算出的控制信号，控制驱动电路，驱动加热装置或制冷装置，以实现水温的调节。
总结基于单片机的水温控制器能够实现对水温的精确控制。
基于5单片机感应水龙头设计
基于5单片机感应水龙头设计毕业设计论文（黑体一号）基于51单片机感应水龙头目录摘要…………………………………………………1、红外线控制自动水龙头纯硬件系统设计1.1水龙头的构成及传感器控制1.2系统组成方框图1.3红外反射式光电传感器特性与工作原理1.4红外线控制自动水龙头的工作原理2、单元电路的设计2.1稳压电源的设计2.2光电对管电路设计2.3红外接受控制电路的设计2.4电压比较器电路的设计2.5继电器电路的设计2.6三端稳压器参考文献附录元件列表摘要随着经济的不断发展，人们对淡水的需求不断增加，不久的将来，淡水资源紧缺将成为世界各国普遍面临的严峻问题。
据报道我国是一个水资源短缺的国家，若按人均水资源量计算，人均占有量只有2500立方米，约为世界人均水量的四分之一，世界排110位。
由于全自动感应水龙头有自动控制水龙头开闭的效果，它杜绝了水资源的浪费，避免了人们因为忘记关水龙头致使水白白流走的问题，伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。
目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所伸手就来水，离开就关闭的功能，从而有效地节约用水60%以上，特别适合我国严重缺水的地区。
目前全自动感应水龙头普遍应用在人流量密集的火车站、汽车站、飞机场、医院等公共场所。
在公共场所，由于人员流动性比较大，公共设施的卫生情况普遍比较恶劣，传统水龙头必须通过人手操作，很容易造成病菌的大规模传播，而它就避免了洗手后，再次触摸水龙头造成的细菌污染，开关水完全由感应器自动完成，无需接触水龙头，有效避免细菌及交叉感染。
全自动感应水龙头安装方便、灵敏度高、抗干扰能力强，使用寿命长，发出光均匀稳定。
发出的二极管光为不可见光，当发出光被某一信号调制后，只有专门的解调电路才能收到。
它可在强光下工作，给人们的生活带来了极大的方便，已成为人们日常生活中必不可少的必需品，而且大大地扩展了原先水龙头的功能。
基于单片机淋浴水温调节器设计 毕业论文
基于单片机淋浴水温调节器设计毕业论文淋浴水温调节器设计摘要目前淋浴热水器在家庭中运用越来越广泛，然而市面上存在的淋浴调节方式主要是通过手动调节开关量的大小来控制水温的高低。
这种调节方式不能够很好的控制水温的高低，有时由于调节开关距淋浴地点较远，给人们调节水温带来不便，因此，这种调节方式不能够满足人们追求生活舒适的要求。
本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20为温度传感器的新型淋浴水温调节器。
主要包括硬件电路的设计和软件设计。
硬件电路主要包括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机STC89C54RD+，温度传感器采用DS18B20，显示电路采用8位共阴极LED数码管动态扫描显示。
测温控制电路由温度传感器和预温度电路组成，当实际测量温度值大于或小于预置温度值时，发出信号，从而发出指令控制冷水口和热水口的阀门，使热水和冷水进入到一定大小的容器，保证容器的水温在一定范围内变化。
软件设计主要包括主程序，测温子程序和显示子程序等。
该设计能够实现精确控制水的温度，其中由于单片机的集成化，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。
关键词：STC89C54RD+，DS18B20，显示电路，测温控制电路 Shower water temperature regulator design ABSTRACT Shower water heater is currently more widely used at family, however, there is a mainly way to regulate shower which through manual adjustment switch to controlthe temperature in the market . This adjustment is not a good way to control the temperature , and sometimes regulating switch is far away from the shower location, which is not convenience to control the temperature. therefore, this adjustment method is not able to satisfy the people to pursue life comfortable request.This paper introduces a kind of new shower water temperature regulator, which use the Single chip as the main control device and DS18B20 as the temperature sensor. It mainly includes hardware circuit design and software design. Hardware circuit mainly includes the main controller, temperature control circuit and display circuit , the main controller uses the Single chip STC89C54RD +, temperature sensor adopts DS18B20,display circuit uses eight total cathode tube dynamic scanning LED digital display. Temperature control circuit is consist of temperature sensor and the preset temperature comparison circuit, and when the actual measured temperature greater than or less than the preset temperature value, a signal to send commands to control the mouth of cold water and hot water valve port, so that hot and cold water into the container to a certain size, to ensure that the temperature of the container changes a certain range. Software design mainly include main program, temperature program and display program. This design can achieve precise control the temperature of the water in which the integrated single chip make the product miniaturization and intelligent, not only improves the functionand quality of products but also reduces the cost and simplify the design. KEY WORDS: STC89C54RD +，DS18B20，Display circuit, Temperature control circuit 目录前言 1第1章设计任务及方案设计 2§1.1 设计任务及要求2§1.2 设计总体方案及论证 2§1.3 设计总体框图及结构图 2第2章硬件设计 4§2.1 单片机核心模块4§2.1.1 单片机类型及接口的选择 4§2.1.2时钟电路的设计 5§2.1.3复位电路的设计 6§2.2 电源电路模块 6§2.3 按键模块7§2.4 温度采集模块8§2.4.1 温度传感器的选择8§2.4.2 DS18B20芯片的特点8§2.4.3 DS18B20芯片的内部结构及引脚9§2.4.4 DS18B20与单片机接口电路10§2.5 继电器模块 10§2.6 显示模块11§2.6.1 LED指示灯显示电路11§2.6.2 八位共阴极数码管显示电路12§2.7 PCB设计13第3章系统软件设计15§3.1 各部分软件介绍15§3.1.1 DS18B20温度采集程序15§3.1.2 显示程序 17§3.1.3 按键程序 17§3.2 软件总程序 17第四章系统调试19结论20参考文献21致谢22附录23附录1：整体电路原理图23附录2：PCB印制版电路图 24 前言随着科技的进步，人们的生活水平日益提高，人们对家庭生活中的舒适要求也越来越高。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计随着科技的发展，智能家居系统已经成为了人们生活中的一部分，其带来的便利使得人们能够更加舒适地生活。
本文将介绍一种基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计，该系统具有温度控制、时间控制和远程控制等功能，能够满足用户在日常生活中的需求。
一、系统设计的概述该系统主要由传感器、控制器和执行器三部分组成。
传感器用于获取环境温度和水温，控制器根据传感器的数据进行温度控制和时间控制，执行器用于控制热水器的开关。
二、系统硬件设计1. 单片机选型该系统选择了51单片机作为控制器，因为51单片机具有低成本、易于控制和成熟的开发环境等优点。
2. 传感器设计系统中使用了温度传感器和水温传感器，分别用于获取室内环境温度和热水器水温。
温度传感器可以选择DS18B20，水温传感器可以选择DS18B20或DS18S20。
3. 执行器设计系统中的执行器是热水器的控制开关，通过继电器模块来实现开关控制。
4. 通信模块设计系统中可以选择添加无线通信模块，用于远程控制。
常用的无线通信模块有蓝牙、Wi-Fi和LoRa等，选择不同的通信模块可以满足用户的不同需求。
5. 电源设计系统的电源可以选择使用交流电源或者直流电源，需要根据具体情况选择合适的电源模块。
三、系统软件设计系统的软件设计主要包括程序的架构设计和程序的编写两部分。
2. 程序编写程序的编写主要是根据程序架构设计，使用C语言编写相应的代码。
以51单片机为例，可以使用KEIL或者51系列单片机开发工具进行编写，然后通过烧录器将程序烧录到单片机中。
四、系统功能设计1. 温度控制功能系统可以根据环境温度和用户设定的温度进行温度控制，当环境温度低于设定温度时，系统会开启热水器进行加热，并在环境温度达到设定温度后关闭热水器。
2. 时间控制功能系统可以根据用户设定的时间进行开关控制，用户可以通过设置程序来实现定时开关热水器，从而节约能源和提高使用便利性。
浅谈基于单片机的智能出水水龙头的设计
ＩＥＣＡＵＣ２０１７１１４
王晓利 毛宇阳 王宇艳 中国民航大学电子信息与自动化学院
摘 要 ：随 着智 能化 时代 的到 来 ，我们 的生 活 中也 充满着一 系列 智 能化 的装备 设 置 ，就 近 来的 智 能 出水 水龙 头的 最新应 用而 进行 了探 索 ，本 文 旨在 探索 基于单 片机 的智 能 出水水 龙 头的设 计应 用，了解 了智 能化 装备 的 创新 之 处 ，在 总 结实 践 经验 的 基 础上 对 智能 出水 水龙 头的 设计有 了新 的认 识 ，也 为以后 更好地 改进 积 累 了宝贵 的理 论 意义和 实践经 验 。
２．２水 流 控 制 模 块
该 智 能 出水 水 龙 头 的 方 案 设 计 中 当 热 水 和 冷水 同时 进 入 的 时 候 ， 会采用自动 感应装置 通过调节 阀来吧水 温调 节到设定的 温度 ，通过 单片机 的回路 信号以及通 过电动 调节来控 制出水 量 ，并且通 过感应 技术的应用只有人手 靠近时才会出水，离开设定距离 就不会出水。在 一 定程 度上节约了大量的用水量 ，此水流 控制模 块的设计应 用是智能 出水 水 龙头 的 具 体 应 用 体 现 。
关键 词 ：单片机 智能 水龙头
１．单 片机原 理 内涵及 特点 单 片 机 简 单 的 来 说 是 依 托 现 代 计 算 机信 息 技 术 为 控 制 的 在 线 式 实时 控 制原 理 操作 ，仅 仅 需要 在 较少 的成 本 下 就 可 以实 现 进 行 现 场 控 制并且有 较强的抗干扰能力的技术原理 。单片机就像一个电脑一样 ， 可以按照程 序设定进行各项工作的完成，还可以随时进行修改处理， 改 变 程 序进 行 ，通 过 不 同 的程 序 实现 不 同的 功 能 。 单片机 有很多鲜明的 特点 ，这些优 点也使得 单片机应 用于各个 领域如 家用电器、智能仪器仪表、工业自动化 、自动控 制、通信、国防 技 术 尖 端 、汽 车 电子 设 备 等 领 域 它 的 体 积 非 常 的小 ，运 作 中 的 功 能 消 耗也 很 低 另 外 ， 它 的 控 制 作 用 非 常 强 ，使 用 起 来 高 效 快 捷 ，并 且 在 是 使 用 时 还 可 以结 合不同的传感设备，使电压、电流 、功率频率、湿度、流量 、厚度、压 力 等物理 量的测量。单片机 和各类仪器 的结合运用使得 各类仪器更加 数 字 化 、智 能化 、功 能 组 合在 一 起 更 加 的 强 大 。 ２．设 计过 程与硬 件设 计应 用 智 能 出 水 水 龙 头 的 科 技 中 Ｃ、是单 片 机 ，通 过 单 片 机 与 各 感 应 系 统的融合，来达到 自动化的装备应 用。在设计上 用户可 以根 据自己的 家居喜 好来设定用水量以及温 度设 计通 过感应系统根据输入的数值 ， 单片 机 进 行 智 能 化 的 处 理 ，恒 温 出水 ，通 过 微 电脑 的 控 制开 关 实现 自 动 感 应 与 节水 的 效 用 。 ２．１单片机控 制模块
毕业设计(论文)-单片机红外线控制自动水龙头[管理资料]
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河南工业职业技术学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目：红外线自动水龙头班级：姓名：指导教师：设计任务书一、设计题目红外线控制自动水龙头二、设计的目的1）掌握光电传感器的原理及使用方法。
2）掌握用51单片机开发数据采集系统的流程及方法。
三、设计要求红外线控制水龙头在生活中应用广泛，主要应用光电传感器对水龙头的开关进行自动控制。
其设计要求如下：1)采用光电传感器采集数据；2)用51系列单片机进行数据处理；3)用电磁阀控制水龙头的开关；4)当水龙头长时间开启，进行声音报警；5)根据需要控制水流的大小。
四、设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。
图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。
1)撰写总体设计方案（设计说明书，15000以上）；2)电路原理图设计、绘制；3)元器件的选型依据及计算;4)元器件明细表；5）撰写程序设计说明书6）编写程序五、参考文献红外线控制自动水龙头摘要水龙头是室内水源的开关,负责控制和调节水的流量大小,是每个家庭必备的材料。
本文所介绍的是一种新型红外线控制自动水龙头, 红外式自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路，电磁阀，电源组成。
用51系列单片机进行数据处理，电路简单，既防止了其它光源的干扰，又简化电路，降低成本，使用和安装都很方便。
成本低，体积小，安装简单。
自动水龙头接通电源，当手伸到水龙头下时，使水龙头放自来水，根据需要调节水流大小，手离开水龙头后，停止放水。
关键词：红外线控制，自动水龙头，51系列，电磁阀ABSTRACTTap water is used indoor and responsible for the switch control and just the flow of water, is required materials in each family . This paper introduces a new kind of infrared control which is automatic infrared automatic system is made up of infrared transmission circuit, faucet infrared receiving amplifier circuit, control circuit, solenoid valves and power supply. With simple circuit of 51 series microcontroller, which prevent the other light circuit is simplify,cheap and very convenient and is easy for installation. Low cost, small volume, simple installation. Automatic faucet switch on the power, when the hand, make to tap water faucets, need adjustment according to put hands off the tap water, water, stop.Keywords: infrared control, automatic faucet, 51 series, solenoid valves目录第一章绪论 (1) (1) (2)第二章设计方案 (5) (5)单片机控制方案 (7)第三章硬件设计 (9) (9) (16) (23)第四章软件设计 (27) (27) (29) (30)结束语 (32)参考文献 (35)附录 (36)致谢 (41)一、绪论设计的目的与意义水龙头，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对生活要求越来越高，追求自动化，智能化。
《基于单片机红外线自动控制水龙头的设计与实现》大学论文
毕业设计（论文）《基于单片机红外线自动控制水龙头的设计与实现》专业（系）电气工程系班级车辆电子111班学生姓名钟宇轩指导老师谢永超完成日期2013年11月毕业设计任务书一、设计课题：红外线控制自动水龙头的设计与制作设计并制作一个红外线控制自动水龙头，实现对水龙头的自动控制。
二、指导老师：谢永超三、要求1．基本要求（1）用红外线检测，当有人靠近（10CM）水龙头时，自动出水；（2）人远离水龙头时，停在出水；（3）水龙头采用电子阀门控制的水龙头；（4）画出完整的电路原理图并制作实物。
2、设计内容与要求⑴绘制系统组成框图，确定设计方案；⑵了解电路所需集成芯片的功能，参数和工作原理；⑶绘制整机电路图；⑷制作实物并完成软、硬件调试；⑸提交毕业设计论文。
四、设计参考书《模拟电子技术》、《高频电子技术》、《电子设计自动化技术》、《数字电路设计方法》、《电子装置的设计》、《单片机原理及应用》、《传感器与检测技术》五、设计说明书要求封面：包括设计题目，班级，姓名，指导老师，完成时间目录：根据说明书的内容决定，一般采用2~3级。
设计任务书：包括课题名称、目的、用途、主要技术性能指标(参照教材目录编排)。
中文题目、摘要、关键词；英文题目、摘要、关键词。
正文：设计方案框图及电路工作原理：包括系统方框图，电气原理图，各单元电路的设计，简述主要部件（包括主要集成电路）的工作原理、工作条件、给定参数、理论公式及详细的计算步骤、计算结果。
这是说明书的主要部分。
元件参数表：包括所选用的元器件名称、参数、型号。
调试方案：包括调试的条件、方法、使用仪器设备的型号，并对测试数据进行分析。
设计心得：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。
参考文献：包括作者、署名、出版地、出版年等六、设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。
第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。
第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。
关于自动调温水龙头的一种设计思路
关于自动调温水龙头的一种设计思路摘要：调温水龙头越来越受到消费者的认可和青睐，但是传统调温水龙头具有调温速度慢，浪费水资源等缺点。
为了克服上述缺点，把嵌入式系统和传统水龙头结合起来，发明出一种可以自动调温的水龙头，这种水龙头具有调温快，节省水资源等优点，但是缺点是成本较高，有待进一步改进。
关键词：水龙头；自动调温；嵌入式系统水龙头是我们日常生活中不可或缺的日用品,根据某些教材中关于水龙头的定义为：水龙头（水嘴）是对水介质实现启、闭及控制出水口流量和水温度的一种装置。
从上述定义,我们可以发现水龙头有以下几项功能:其一，对水介质实现启、闭；其二，控制水介质流量；其三，控制水介质温度。
传统的调温水龙头由柄和控两部分组成，并且使用柄来实现功能一，使用控来实现功能二、三。
当使用水龙头时，通过调节柄的幅度间接控制控来调节水量大小，通过调节柄的角度间接控制控来调节水的温度。
由于每次热水源和冷水源的温度不确定，传统的调温水龙头存在以下缺点：①温度调节困难，当我们冬天洗澡时淋浴需要调节一段时间才能找到合适的温度，这期间不仅浪费了时间而且也浪费了水资源并且对我们的身体也是一种考验；②当热水减少时，同样的柄控角度产生的温度是不一样的，因此很难精确调温。
综上论述，传统的调温水龙头主要缺点在于不能在短时间内精确调至所需温度。
嵌入式系统能够实现精确监测和控制功能，正好可以弥补传统水龙头的缺点，因此我们考虑是否可以将二者结合起来，制成能够自动调温的水龙头。
经过研究，我认为在现有的技术条件下完全可以实现，下面我就详细论述我的想法。
1主要理论两部分不同温度的水混合后，根据物理知识，我们可以算出混合后水的温度。
根据上述原理，我们可以设计如图1所示的自动控制水温水龙头系统。
该系统中单片机是核心部件，单片机接收用户的水温需求和温度传感器所测量冷、热水源的温度等信息，根据这些信息计算出冷、热水源的进水量，这样就可以实现温度调节的功能。
1.1系统中各部件作用温度传感器：测量（冷热）水源的温度，并将温度传给单片机。
基于单片机的浴室水温控制系统的设计+电路图+源程序
目录摘要 (1)Abstract (2)1 引言 (3)1.1 论文的选题背景及意义 (3)1.1.1 国内外发展情况 (4)2 浴室水温控制系统基本原理 (6)2.1 浴室水温控制系统总体架构 (6)2.2 浴室水温控制系统各部分功能 (6)2.2.1 主控微处理器部分 (6)2.2.2 电源部分 (8)2.2.3 调试及接口外扩部分 (8)2.2.4 串口通信部分 (8)2.3 DS18B20水温传感器部分 (9)2.4 浴室水温系统总体设计流程 (12)3 浴室水温控制系统硬件设计 (15)3.1 最小系统硬件功能介绍 (15)3.1.1 供电电路 (15)3.1.2 微处理器电路 (16)3.1.3 USB转TTL-UART电路 (17)3.1.4 按键电路 (18)3.1.5 LED指示灯电路 (18)3.2 水温传感器电路 (19)4 浴室水温控制系统软件设计 (20)4.1 STM32CubeMX硬件驱动配置软件介绍 (20)4.2 STM32CubeMX硬件底层配置 (21)4.3 生成底层硬件的驱动代码 (25)5 恒温系统应用逻辑代码实现 (27)5.1 Keil-MDK5软件介绍 (27)5.2 用户逻辑代码实现 (28)6 结论 (29)参考文献 (30)附录A 电路图 (31)附录B 源程序 (32)摘要在科学技术不断发展，人民生活水平的不断提高的现代，洗浴也成了人们日常生活必不缺少的一部分，人们对于洗浴产品的追求也随之提高。
目前，市面上的太阳能热水器，使用时调节温度就显得极为不方便，对于浴室的水温的要求，只可以通过浴室水阀来调节水温，用来满足相应的对水温舒适度的需求，但是这种温度调节是人为的不断调节的结果，人们在洗浴的过程还要考虑到水温的变化，这就给洗浴造成了不舒适感。
基于此种情况，本课题使用温度传感器DS18B20实时测量水温，微处理器STM32F103C8T6采样水温值，并根据水温值的实时变化合理调节冷热水的进水量，当水温低于所设定温度的范围则继续加热水，如果水温高出所设定温度的范围则加凉水，使得出水始终保持在舒适的温度，即自动控制浴室水温，避免了频繁人为改变水温的麻烦，同时也在一定程度上减少了能源的消耗。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计随着科技的不断发展，智能家居系统已经成为了未来家庭生活的一部分。
智能家居系统可以通过各种传感器和控制器实现对家居设备的智能控制，从而为人们提供更加舒适和便利的生活体验。
在智能家居系统中，温控热水器是一个非常重要的家居设备，它可以通过智能控制系统实现对热水的智能控制，为人们提供舒适的洗浴体验。
本文将介绍基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计，包括系统的硬件设计和软件设计。
一、系统概述本系统使用51单片机作为控制核心，通过温度传感器实时监测水温，使用继电器控制加热元件，实现对热水器的智能控制。
系统具有智能温控、远程控制、定时功能等特点，可以为用户提供更加智能、便捷、舒适的热水使用体验。
二、系统硬件设计1. 51单片机：作为系统的控制核心，可以实现对各个传感器和执行器的数据采集和控制。
2. 温度传感器：用于监测热水的温度变化，将实时的温度数据传输给单片机。
3. 继电器：用于控制加热元件的通断，实现对热水器加热的控制。
4. 液晶屏：用于显示热水的温度、工作状态等信息。
5. 按键：用于用户对系统进行设置和控制。
6. 无线模块：实现系统的远程控制和监测功能。
1. 温控算法：通过单片机实时监测温度传感器的数据，根据预设的温度范围进行温控算法，控制继电器的通断，实时调节加热元件的工作状态，以实现对热水温度的智能控制。
2. 用户界面设计：通过液晶屏和按键实现用户界面的设计，用户可以通过按键设置温度范围、定时功能等参数，并且实时显示热水的温度、工作状态等信息。
3. 远程控制功能：通过无线模块实现系统与手机或电脑的连接，用户可以通过APP或网页对热水器进行远程控制和监测。
4. 定时功能：用户可以通过系统设置热水器的开关时间，实现对热水器的定时控制。
四、系统性能测试为了验证系统设计的准确性和稳定性，需要对系统进行性能测试。
通过实际测量和记录，可以验证系统在不同温度范围下的控制精度和稳定性，以及对定时功能和远程控制功能的实时响应。
单片机STM32F103设计的居家智能水龙头
• 160•基于社会智能化的发展，家具也越来越趋向于智能化。
人们对于高品质的生活需求也在不断加大。
家中对于用水的要求也在不断提高，传统水龙头在家中无处不在，随之而来的弊端在不断暴露。
传统水龙头拥有较多缺陷，单柄类90°开关的龙头就存在出水量不能很好的控制，再忘记关水后造成对水资源的浪费了。
长时间的使用造成水龙头开关的钝化等，造成无法继续使用。
针对上述问题智能水龙头可借鉴一系列问题，可通过红外传感器的信息对使用者的水温进行收集、及自动调节水管的高度来使使用者达到最舒适的享受。
1 基于居家智能水龙头产品介绍（1）设计的智能水龙头具有红外传感器和智能传感器等技术支持，在水龙头的前端安装有红外传感器，通过红外线可以对使用者的身高进行测量，然后根据身高数据水龙头将自动调节到舒适的高度，这样不仅方便了人们的正常使用，也让老人和小朋友的使用变得更加便捷舒适。
（2）智能水龙头如果用于家用，可以通过智能传感技术对每个人的用水习惯，用水温度进行数据录入，从而让不同的人在使用的时候得到最舒适的体验。
在使用之前，红外感应技术检测到人员靠近时可以自动控制和调节水温，根据人体温度发出特定波长的红外线，此外智能水龙头还有特定的芯片STM32F103，用户可以通过app 连接或者直接通过触控屏操作对用水的各项数据进行设定，并随时可以进行调整，同时芯片STM32F103可以连接净水器，从而达到调节使用及净水一站式操作。
2 结构介绍2.1 中央处理器STM32F103作为MCU ，是一款功能十分强大的芯片，包括以下资源：64kB SRAM 、512kB FLASH 、2个基本定时器、4个通用定时器、2个高级定时器、2个DMA 控制器、1个FSMC 接口以及11个通用IO 口。
STM32F103的部分接口电路，包括温湿度传感器接口电路、红外传感器接口电路、蓝牙模块接口电路。
图1 形态各异的产品图2.2 设备形态智能水龙头在外观设计方面，风格不再是传统的兽头状的“流水嘴”，而是以字母“U ”为基础，通过对块面的弯折变化行成形态各异的产品如图1所示，上方有一块材质为OLED 的触控显示屏，触控技术的应用使得产品的形态和性能都带来了很大改变的可能。
基于单片机的恒温水龙头设计
基于单片机的恒温水龙头设计作者：莫建麟,王玉晶来源：《现代电子技术》2009年第19期摘要:介绍了基于单片机的恒温水龙头的设计方法。
针对传统冷热双联式水龙头手动调节水温,不能实现出水温度的精确控制等缺点,将单片机作为智能控制器应用于水龙头中。
利用单片机检测DS18B20采集到的水温,经过分析计算可控制冷热水入水比例,通过循环水系统将混水过程中未达温度的水重新注入加热装置的入水口,实现重复利用。
该系统实现了双联式水龙头的精确调温,保证恒温用水的同时实现了高效节水,适用于各种恒温用水的场合,具有较高的应用价值。
关键词:单片机;水龙头;蝶阀;恒温控制中图分类号:TP23文献标识码:A文章编号:1004-373X(2009)19-146-02Design for Fixed Temperature Faucet Based on Single Chip ComputerMO Jianlin1,WANG Yujing2(1.Aba Teachers College,Pixian,611741,China;2.Tianfu College,South West University of Finance and Econcomics,Mianyang,621000,China)Abstract:A design method of the constant temperature faucet based on single chip computer is introduced.Aimion at traditional duplex-style hot and cold taps to manually adjust the water temperature,the equipment uses single chip computer to detect water temperature by DS18B20.It controls the proportion of hot and cold water via analysis and calculating,the lower temperature water is injected heating device inlet in order to realize repeat utilization through the troubled waters of recycled water system.A double-precision thermostat faucet is realized,constant water temperature and a highly efficient water-saving are ensured simultaneously.This machine is suitable for a variety of occasions of constant water temperature,it has a high application value.Keywords:single chip computer;faucet;butterfly valve;constant temperature水龙头是水的“指挥家”,是人们生活中必不可少的用水设备。
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基于单片机的恒温水龙头设计
作者：莫建麟,王玉晶
来源：《现代电子技术》2009年第19期
摘要:介绍了基于单片机的恒温水龙头的设计方法。
针对传统冷热双联式水龙头手动调节水温,不能实现出水温度的精确控制等缺点,将单片机作为智能控制器应用于水龙头中。
利用单片机检测DS18B20采集到的水温,经过分析计算可控制冷热水入水比例,通过循环水系统将混水过程中未达温度的水重新注入加热装置的入水口,实现重复利用。
该系统实现了双联式水龙头的精确调温,保证恒温用水的同时实现了高效节水,适用于各种恒温用水的场合,具有较高的应用价值。
关键词:单片机;水龙头;蝶阀;恒温控制
中图分类号:TP23文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2009)19-146-02
Design for Fixed Temperature Faucet Based on Single Chip Computer
MO Jianlin1,WANG Yujing2
(1.Aba Teachers College,Pixian,611741,China;2.Tianfu College,South West University of Finance and Econcomics,Mianyang,621000,China)
Abstract:A design method of the constant temperature faucet based on single chip computer is introduced.Aimion at traditional duplex-style hot and cold taps to manually adjust the water temperature,the equipment uses single chip computer to detect water temperature by DS18B20.It controls the proportion of hot and cold water via analysis and calculating,the lower temperature water is injected heating device inlet in order to realize repeat utilization through the troubled waters of recycled water system.A double-precision thermostat faucet is realized,constant water temperature and a highly efficient water-saving are ensured simultaneously.This machine is suitable for a variety of occasions of constant water temperature,it has a high application value.
Keywords:single chip computer;faucet;butterfly valve;constant temperature
水龙头是水的“指挥家”,是人们生活中必不可少的用水设备。
现有的双联式水龙头可同时接冷热两根管道,其水温调节的方法是手动调整阀门的机械位置,控制冷热水管道的出水比例,其调节复杂,且调节过程中浪费的水量多。
即使调好的水温也会受到水压变化的影响,降低了使用的舒适性[1]。
甚至出现水温突变,烫伤身体的极端情况。
单片机作为一种智能化的控制器已经广
泛应用于各种家用电器中,为用户提供更优质的服务[2]。
本文主要介绍了采用单片机控制的方法,实现水龙头的出水温度的精确调节,避免用水浪费,是基于单片机的水龙头智能化改造。
1 设计方案及工作原理
系统设计方案及工作原理如图1所示。
热水和冷水分别流入后在0中混合,实现温度中
和。
当混水温度达到设定值后,开启3供水。
当水温未达设定值时,开启4将混水腔0中的水排出至加热装置(如燃气热水器)的入水口,以循环利用,减少不必要的浪费。
图1 系统工作原理图
1,2进水口由电动调节碟阀[3]控制,3,4出水口由电动快速切断蝶阀[12]控制。
在热水进入口1、冷水进入口2和混水腔0中设置DS18B20温度监测点,根据采集到的现场温度由单片机驱动电动执行机构控制电动调节阀的开度[4-7],从而控制1,2的进水量,以及快速开启或切断3,4的出水。
2 硬件电路设计
水龙头控制是以宏晶科技的STC12C5A08PWM单片机为核心,检测DS18B20采集的现场温度信号,分析后做出相应控制处理。
用水温度的设定和显示分别由键盘输入和数码管显示。
冷、热水进入口水量的调节由单片机输出通过继电器驱动调节阀实现,采用脉宽调制(PWM)变频技术智能调控水流大小,实现精确配比。
系统设计框图如图2所示。
图2 系统设计框图
2.1 单片机控制模块
采用STC12C5A08PWM单片机实现,它是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统8051,但速度快8~12倍[8]。
内部集成MAX810专用复位电路,看门狗,两路PWM,片内有8 KB FLASH ROM,1 280 B RAM,支持ISP。
2.2 温度传感器模块
采用DALLAS公司生产的单总线式数字温度传感器DS18B20测量水温,可直接输出9~12位(二进制)温度读数,便于单片机处理。
DS18B20测量温度范围为-55~+125 ℃,在-10~+85 ℃范
围内,精度为±0 5 ℃。
可在750 ms(最小值)内把温度转换成12位二进制数字值,温度采集具有准确性和及时性。
DS18B20采用单总线的数据传输方式,多个DS18B20可挂接在一条总线上,实现多点温度测量,轻松组建传感网络[9-11]。
该系统中分别检测热水进入口温度T1,冷水进入口温度T2和水龙头出水口温度T3。
2.3 显示模块
该系统设计了两位八段数码管,由单片机I/O口直接驱动,采用动态显示方法,显示用户设定的温度值。
2.4 键盘模块
本系统需要三个按键,采用三键独立式键盘,直接接单片机I/O口,采用软件去抖。
三个按键分别实现的功能如表1所示。
表1 按键功能表
键号功能
SW1温度调整,加1
SW2温度调整,减1
SW3开/关
2.5 水流控制模块
如图1所示,热水和冷水进入口1,2采用电动调节蝶阀,单片机通过控制调节蝶阀的开度来控制进水量的大小。
使用单片机内部2路PWM逻辑产生高频PWM信号,通过电动执行机构驱动电动调节蝶阀,从而减轻了软件的工作,提高了软件的效率。
水龙头出水口3和循环水出水口4采用电动快速切断蝶阀,在单片机的控制下实现快速开关水。
3 软件设计
本控制系统是以单片机为中心的控制系统,单片机结合一定的外围电路完成系统数据输入、温度采集、输出控制信号以及实时显示等功能,它是一个完整的智能控制系统。
图3为系统程序流程图,表明了整个过程的控制思想。
图3 系统程序流程图
根据温度对电动蝶阀的控制算法为:首先将系统设定温度T与冷水温度T2和热水温度T1比较,分为以下三种情况:
第一种:若T-T2>T1-T,将冷水进入口蝶阀全开,热水进入口蝶阀开一半;
第二种:若T-T2
第三种:若T-T2=T1-T,将热水进入口蝶阀全开,冷水进入口蝶阀也全开;
系统水龙头出水口温度T3随系统工作时间逐渐升高,当T3
4 结语
该系统提出了一种利用单片机、温度传感器、蝶阀以及其他控制电路实现水龙头出水恒温控制的方法,解决了传统手动调温的不便,避免了在调温过程中的用水浪费。
方便用户使用,实现用水温度的精确设定以及恒温用水。
具有较高的实用价值。
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