淺談基于單片機(jī)的智能出水水龍頭的設(shè)計(jì)

IECAUC2017114

王曉利 毛宇陽(yáng) 王宇艷 中國(guó)民航大學(xué)電子信息與自動(dòng)化學(xué)院

1.單片機(jī)原理內(nèi)涵及特點(diǎn)

單片機(jī)簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)是依托現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)為控制的在線式實(shí)時(shí)控制原理操作，僅僅需要在較少的成本下就可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制并且有較強(qiáng)的抗干擾能力的技術(shù)原理。單片機(jī)就像一個(gè)電腦一樣，可以按照程序設(shè)定進(jìn)行各項(xiàng)工作的完成，還可以隨時(shí)進(jìn)行修改處理，改變程序進(jìn)行，通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能。

單片機(jī)有很多鮮明的特點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)也使得單片機(jī)應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域如家用電器、智能儀器儀表、工業(yè)自動(dòng)化、自動(dòng)控制、通信、國(guó)防技術(shù)尖端、汽車電子

設(shè)備等領(lǐng)域，它的體積非常的小，運(yùn)作中的功能消耗也很低；另外，它的控制作用非常強(qiáng)，使用起來(lái)高效快捷，并且在是使用時(shí)還可以結(jié)合不同的傳感設(shè)備，使電壓、電流、功率頻率、濕度、流量、厚度、壓力等物理量的測(cè)量。單片機(jī)和各類儀器的結(jié)合運(yùn)用使得各類儀器更加數(shù)字化、智能化、功能組合在一起更加的強(qiáng)大。

2.設(shè)計(jì)過(guò)程與硬件設(shè)計(jì)應(yīng)用

智能出水水龍頭的科技中心是單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)與各感應(yīng)系統(tǒng)的融合，來(lái)達(dá)到自動(dòng)化的裝備應(yīng)用。在設(shè)計(jì)上用戶可以根據(jù)自己的家居喜好來(lái)設(shè)定用水量以及溫度設(shè)計(jì)，通過(guò)感應(yīng)系統(tǒng)根據(jù)輸入的數(shù)值，單片機(jī)進(jìn)行智能化的處理，恒溫出水，通過(guò)微電腦的控制開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)與節(jié)水的效用。

2.1 單片機(jī)控制模塊

該方案采用STC12C5A08PWM單片機(jī)實(shí)現(xiàn),這款單片機(jī)是非常高效迅速的，并且耗電量比較低，它也是新一代的單片機(jī)在智能領(lǐng)域的第一次突破性應(yīng)用設(shè)計(jì),它的指令代碼完全兼容傳統(tǒng)模式，不但達(dá)到了速度快的效果，甚至可以達(dá)到之前速度的12倍之多。它的內(nèi)部集成電路也是采用了專用復(fù)位電路，兩路PWM,片內(nèi)還有8KBFLASHROM,1280BRAM,并且支持ISP。

2.2 水流控制模塊

該智能出水水龍頭的方案設(shè)計(jì)中，當(dāng)熱水和冷水同時(shí)進(jìn)入的時(shí)候，會(huì)采用自動(dòng)感應(yīng)裝置通過(guò)調(diào)節(jié)閥來(lái)吧水溫調(diào)節(jié)到設(shè)定的溫度，通過(guò)單片機(jī)的回路信號(hào)以及通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)控制出水量，并且通過(guò)感應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用只有人手靠近時(shí)才會(huì)出水，離開設(shè)定距離就不會(huì)出水。在一定程度上節(jié)約了大量的用水量，此水流控制模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)用是智能出水水龍頭的具體應(yīng)用體現(xiàn)。

2.3 鍵盤模塊

鍵盤采用普通設(shè)計(jì)與觸屏設(shè)計(jì)，在普通設(shè)計(jì)9宮格的基礎(chǔ)上增加觸屏的設(shè)計(jì)，不僅可以用鍵盤上的數(shù)字進(jìn)行設(shè)定數(shù)值操作，還采用了智能手機(jī)的觸屏，讓用戶可以在一級(jí)一級(jí)的選項(xiàng)中選擇自己需要的服務(wù)。鍵盤上也是采用按鈕式的選擇方法設(shè)計(jì)，并采用防水設(shè)計(jì)，可以延長(zhǎng)使用壽命。

2.4 顯示模塊

為了使用戶擁有更好的用戶體驗(yàn)，在顯示模塊上采用液晶屏顯示，清晰明了的顯示用戶設(shè)定的各項(xiàng)數(shù)值，并隨時(shí)可以進(jìn)行調(diào)整。在用慣了手機(jī)屏幕體驗(yàn)的用戶再去用水龍頭上的觸屏設(shè)計(jì)就更加的得心應(yīng)手，智能出水水龍頭的觸屏的設(shè)計(jì)使得還在選擇上并采用動(dòng)態(tài)滾動(dòng)滑屏的方式設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)用戶的高科技體驗(yàn)效果。

3.設(shè)計(jì)過(guò)程與軟件設(shè)計(jì)應(yīng)用

單片機(jī)的智能出水水龍頭的設(shè)計(jì)以單片機(jī)為核心的基礎(chǔ)應(yīng)用，在軟件上也采用了很多種方式例如匯編語(yǔ)言、c51語(yǔ)言以及各類操作系統(tǒng)。

3.1 匯編語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言簡(jiǎn)單地說(shuō)就是運(yùn)用于計(jì)算機(jī)、微處理器、微控制器的一種機(jī)用語(yǔ)言，也被稱為符號(hào)語(yǔ)言。在匯編語(yǔ)言的運(yùn)用上，通過(guò)助記符來(lái)來(lái)代替機(jī)器語(yǔ)言進(jìn)行指令操作。對(duì)應(yīng)著不同的機(jī)器語(yǔ)言指令集，通過(guò)匯編過(guò)程轉(zhuǎn)換成機(jī)器指令，并進(jìn)行運(yùn)作，在一些驅(qū)動(dòng)程序和嵌入式的操作系統(tǒng)中都會(huì)用到匯編語(yǔ)言。由于它可以直接面向機(jī)器，所以被廣泛應(yīng)用，就如單片機(jī)的智能出水水龍頭中就可以直接簡(jiǎn)捷的通過(guò)匯編語(yǔ)言的編入去有效地訪問(wèn)、控制計(jì)算機(jī)的各種硬件設(shè)備，如磁盤、存儲(chǔ)器、CPU、I/O端口，來(lái)完成水龍頭的智能化操作。

3.2 結(jié)構(gòu)化程序編程

在于單片機(jī)的智能出水水龍頭的設(shè)計(jì)中，還采用了結(jié)構(gòu)化編程程序設(shè)計(jì)，它是采用了電子程序、程序碼區(qū)塊以及while循環(huán)系統(tǒng)的為組成的編程。通過(guò)程序設(shè)定，基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上編制智能出水水龍頭的程序，使內(nèi)部的程序設(shè)定完美的切合用戶所要達(dá)到的實(shí)際效果。

3.3 模塊化程序編程

模塊化程序編程也屬于計(jì)算機(jī)編程，也就是說(shuō)程序的編寫是先由主程序，然后到子程序，最后到子過(guò)程的過(guò)程程序，然后把軟件的一系列主要的結(jié)構(gòu)和流程進(jìn)行編程。通過(guò)輸入和輸出的方式進(jìn)行。這種理念本身就是一種綠色設(shè)計(jì)理念正好符合智能出水水龍頭的設(shè)計(jì)理念，在提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)兼顧生態(tài)和環(huán)保的理念設(shè)計(jì)，使得智能出水水龍頭的設(shè)計(jì)更加的完善。

4 總結(jié)

基于單片機(jī)的智能出水水龍頭的設(shè)計(jì)是集合現(xiàn)在智能優(yōu)化基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出來(lái)的高科技產(chǎn)品，在方便人們生活的同時(shí)，還節(jié)約了大量的水資源。通過(guò)單片機(jī)原理的應(yīng)用，使水龍頭實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的管理，真正實(shí)現(xiàn)了可操控，可定量的智能管理應(yīng)用。在具備美觀價(jià)值的基礎(chǔ)上，還有很高的實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值，這種智能的出水水龍頭的設(shè)計(jì)是創(chuàng)新先進(jìn)的理念下的智能應(yīng)用，人們也將在不斷創(chuàng)新的基礎(chǔ)上創(chuàng)造出更多智能的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

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