基于單片機(jī)的智能感溫水表的設(shè)計(jì)

摘要：為了克服現(xiàn)有的水表在技術(shù)上不能區(qū)分冷熱水的不足，設(shè)計(jì)了一種新型實(shí)用的智能感溫水表。系統(tǒng)采用雙干簧管設(shè)計(jì)了流量傳感器，提高了測量精度。AT89C52單片機(jī)作為主控芯片，系統(tǒng)工作時，溫度傳感器DS18B20采集水溫信息傳入單片機(jī)，并與設(shè)定的溫度值比較，當(dāng)判斷水溫高于設(shè)定值時，系統(tǒng)開始統(tǒng)計(jì)流量傳感器輸出的脈沖個數(shù)，并以此計(jì)算當(dāng)前流量。流量數(shù)據(jù)通過單片機(jī)輸出在液晶顯示屏上，同時用E2PROM存儲，進(jìn)行掉電保護(hù)。經(jīng)過測試，系統(tǒng)對溫水計(jì)量精確，具有良好的穩(wěn)定性，市場應(yīng)用前景廣闊。
關(guān)鍵詞：AT89C52單片機(jī)；干簧管；DS18B20；液晶顯示屏；E2PROM

0 引言
現(xiàn)用的檢測熱水流量的方法是在熱水或暖氣管道的入戶端安裝一個水表，直接檢測流過的流量，根據(jù)記錄的流量來計(jì)費(fèi)。但是，熱水不可能一直使用，閑置在管道中的熱水會逐漸冷卻，每一次間隔較長的使用，用戶都要事先放掉一些涼水。每一個采暖季開始前，都需要循環(huán)大量的冷水來試驗(yàn)管道的可靠性，然后才會逐步提高水溫。而這些放掉或循環(huán)的冷水卻需要用戶按熱水的價格來承擔(dān)費(fèi)用，這顯然不合理。為了解決現(xiàn)有技術(shù)上的缺陷，本文對傳統(tǒng)的水表做了改進(jìn)，采用AT89C52單片機(jī)作為主控芯片，由溫度傳感器DS18B20實(shí)時采集管內(nèi)液體溫度信息。當(dāng)溫度超過設(shè)定閾值時，單片機(jī)啟動流量計(jì)算。同時，系統(tǒng)增加了顯示端口和存儲端口，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時顯示和數(shù)據(jù)保存。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
智能感溫水表由信號采集、信號處理、計(jì)算以及數(shù)據(jù)顯示、記錄3部分組成，系統(tǒng)框架圖如圖1所示。

水管中的溫度傳感器實(shí)時采集液體溫度信息，傳給AT89C52單片機(jī)。單片機(jī)判斷傳來的溫度值大于閾值時，啟動流熱水量計(jì)算。流量傳感器是由安裝在管道內(nèi)的葉輪和一對干簧管實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)熱水流過葉輪時，葉輪轉(zhuǎn)動，通過干簧管形成電脈沖信號，單片機(jī)統(tǒng)計(jì)脈沖數(shù)即可計(jì)算出當(dāng)前流量。計(jì)算的結(jié)果通過串口液晶顯示模塊顯示出來。同時，所得的數(shù)據(jù)采用I2C總線，存儲到E2PROM中，進(jìn)行掉電保護(hù)。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
硬件電路的搭建以AT89C52單片機(jī)為信號處理核心，P0口和P1口控制顯示電路(1602B)，P2口控制溫度傳感器(DS18B20)和雙干簧管(MARR -5)的信號采集，P3口負(fù)責(zé)E2PROM(CAT24WC0X)存儲。系統(tǒng)的硬件電路示意圖如圖2所示。