摘 要

为了实现纯水机的自动制水、反冲、消毒三个功能，使用单片机为主控芯片，以多个元器件为辅，来完成此次对于纯水机的设计。该设计主要由AT89C51单片机、独立按键、蜂鸣器、G2RL-1A-CF-DC24继电器、电源电路等模块组成。此设计能够实现纯水机的自动制水、水位检测、满水报警、自动反冲、自动消毒等简单控制。在水位检测方面，使用独立按键来代替浮子开关，更直观明显的反应出水位。纯水机在反冲、消毒过程中用继电器来实现，通过单片机自带的时钟来控制反冲、消毒的时间，使其形成一个以30秒为周期的一个循环：继电器待机25秒后工作5秒，按此循环依次进行。指示灯的亮灭表示继电器是否工作。通过接收水位信号，系统基本可以实现对继电器、蜂鸣器、LED的精准控制，基本满足本次设计所需的要求。

关键词：纯水机；单片机；继电器；蜂鸣器

Design of pure water mechanism water, recoil and disinfection

ABSTRACT:In order to realize the three functions of automatic water making, recoil and disinfection of pure water machine, single chip microcomputer was used as the main control chip and several components were used as auxiliary components to complete the design of pure water machine. the design is mainly composed of AT89C51 single chip microcomputer, independent keystroke, buzzer, G2RL-1A-CF-DC24 relay, power circuit and so on. This design can realize the simple control of automatic water production, water level detection, full water alarm, automatic recoil, automatic disinfection and so on. In the aspect of water level detection, independent keystrokes are used instead of float switches to reflect the water level more intuitively and obviously. The pure water machine is recoil. In the process of disinfection, the relay is used to control the recoil and disinfection time through the clock brought by the single chip microcomputer, so that it forms a cycle with 30 seconds cycles: the relay works for five seconds after 25 seconds, according to which the cycle is carried out in turn. The light off of the indicator indicates whether the relay is working. by receiving the water level signal, the system can basically realize the accurate control of relay, buzzer and LED, and basically meet the requirements of this design.

Key words:Pure water machine; single chip microcomputer; relay; buzzer

目录

1 前言 1

1.1 课题研究的目的及意义 1

1.2 国内外同类研究概况 1

1.3 设计内容及实现的功能 2

2 纯水机制水、反冲、消毒的整体方案设计与论证 4

2.1 纯水机制水、反冲、消毒设计的描述 4

2.2 纯水机制水、反冲、消毒设计的总体设计方案 4

2.3 系统的整体方案论证 4

2.4 系统的整体结构框图 6

3 硬件电路设计 7

3.1 电源电路的设计 7

3.2 主控电路的设计 8

3.3 按键/开关电路的设计 9

3.4 LED显示电路设计 10

3.5 蜂鸣器电路设计 12

3.6 继电器电路设计 13

4 系统软件设计 15

4.1 系统的主程序设计 15

4.2 按键/开关控制程序设计 16

4.3 定时器中断程序设计 16

4.4 蜂鸣器程序设计 18

4.5 继电器程序设计 20

5 电路仿真 23

5.1 电源电路模块仿真 23

5.2 按键/开关以及显示模块仿真 23

5.3 仿真调试的操作过程 24

5.4 调试过程中所遇到的问题及调试结果 24

6 总结与体会 26

致 谢 27

参考文献 28

附录1 30

附录2 31

1 前言

• 1. 课题研究的目的及意义

随着人们生活水平的提高，越来越多的人关注饮水健康了。全自动制水和补水，实际上是水工厂的小型化，能够移植到家庭或办公室。应用了目前最安全水处理技术，是未来20年内更健康、更方便、更经济的饮水解决方案。中怡康数据显示，2015年第一季度，纯水机的零售额份额为59.5%，并且依旧保持着高速的增长状态，同比增长高达72.4%，远远高于其他产品。青岛海尔施特劳斯企划总监邹浩说：“纯水机的市场占比估计在50%-60%。”对于以后市场的判断，主流企业普遍认为，纯水机仍存在较大的发展空间，企业加大纯水机行业的布局势在必行^[1]。

随着生活水平的不断提高，经济的飞速发展，人们对于水资源的质量要求也在不断的提高。科技水平的提高导致了大量新型产品的出现，通过不断的改革创新，纯水机技术也有了显著的提升，实现的功能越来越多，越来越强大，水质的改善也越来越明显。我国正处于高速发展的状态，各种大型的工业设备层出不穷，这也导致了水资源的污染不断加剧，这对于现在越来越重视水质的我们来说无疑是一个难题。纯水机的出现解决了这一难题，它就相当于一个小型的净水系统，科技的不断提高让纯水机拥有广阔的市场。

目前，单片机技术不断革新，纯水机的性能变得越来越强，成本变得越来越低。节能环保，便于安装也是纯水机技术的发展趋势，据了解，国内外普遍使用的家用纯水机均由主机、压力桶、鹅颈水龙头构成^[2]。由于出水量较少，要正常使用纯净水必须先将水储存在压力桶里备用，而压力桶内的橡胶内胆在使用中可能出现微生物繁殖、亚硝酸盐超标、橡胶异味等问题，所以无压力桶的纯水机具有很大的发展市场，不仅便于安装、节能环保，性价比高，而且比一般的家用纯水机卫生，这样大大改善了饮水质量。另外，在纯水机的设计之初，便考虑到了许多方面，纯水机的发展将会与时代同行，随着时代的发展、技术的革新，纯水机会添加实时监控，具有停电记忆、水箱自动补水等智能化操作的功能。