大学毕业设计---基于单片机的家用水流量设计.doc

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1、基于单片机的家用水流量设计摘要谁是我们每天都要接触的东西，同时水也是非常宝贵的资源，怎么样才能够帮助我们节约、规划我们的用水，在这里我们想到了制作家用水流量仪器，在达到活动大脑的同时也能够为我们的家庭带来切合实际的提高节约意识与用水节约数字化，鉴于当前我国水资源短缺，如何节约环保已经成为各阶层共同应对的问题。本次毕业设计我通过以单片机为主体，出于对多方面的综合考虑，通过对各模块的应用与结合，对水流量的测量进行设计与应用，旨在提高大众节水意识，优化生活质量。关键词：节约；流量；家用；单片机。目录引言：2方

2、案设计：21、方案选择2方案一：2方案二：3方案三：52、方案确定63、理论分析与方案论证74、总体设计71温度程序模块72水流量程序模块83显示程序模块85、单元电路（或软件模块）设计9（1）时钟电路9（2）复位电路10（3）按键控制电路11（4）水流量测量电路11结束语：12参考文献1312引言：当今社会，经济快速发展，人们生活水平普遍提高，对物质生活的需要和精神领域的追求也日趋提高，同时对家居等的舒适度，个性化，智能化，功能多样化等也提出了更高的要求。鉴于当前我国水资源短缺，如何节约环保已经成为各

3、阶层共同应对的问题。本次毕业设计我通过以单片机为主体，出于对多方面的综合考虑，通过对各模块的应用与结合，对水流量的测量进行设计与应用，旨在提高大众节水意识，优化生活质量。我设计的家用水流量可通过液晶屏对温度的实时显示调节用水温度，测量水的流量并换算为价格用于提示用户用水程度。早期的水表由英国人发明，随后德国，法国，美国，日本等国依次发明或引进先进水表，具体有往复式单活塞式水表，旋转活塞式水表，圆盘式水表，旋翼式水表等。我国的水表使用和生产较晚，直至1879年，李鸿章创建我国第一家水厂，水表进入我国。之后

4、的一百余年我国水表整体落后于西方发达国家。目前我国家用水表多是机械旋翼式水表。其弊端有：水表始动流量大，不流水水表自走，漏损率高，检查和维修周期短，准确率低等。方案设计：1、方案选择方案一：本方案由流量计，单片机，显示器，温度测量计，报警器等主要器件构成，其工作原理大致为：当打开水龙头时，根据单片机STC89C52的指令、水流量计传感器和数字温度传感器DS18B20实时采集水流量状态和水温的数据。当单片机STC89C52扫描到水流量计传感器的脉冲数，经过单片机STC89C52处理，计算出所采集的水流量后

5、，通过液晶屏LCD1602能动态显示当前水流量、水费及水温（当温度超出安全范围时，报警器工作。）硬件框图（图1）：12程序流程图（图2）：该方案特点：（1）液晶显示有水温、水价、水费和当前水流量。水流量的测量由开关控制。（2）在程序中可以分为3个主要模块：水流量模块，温度模块，显示模块。（3）由于有时自来水水流不够均匀，水流量传感器较小，测量存在局限性。方案二：将滑动变阻器固定在密度较大的不锈钢网上，垂直于水流方向放置（与管壁无摩擦），将变阻器，恒定电源，安全电阻接入电路，因为不锈钢网的阻碍，水流会对不

6、锈钢网产生力，所以通过水流的速度（因为管道横截面积确定，水流速度反映水的流量）可以转化成对应的电流。将电流转换成相应的信号传入到单片机中，进而将对应的流量和费用传输到液晶显示屏上，将温度计固定在管道，将温度信号转换成电信号输入到单片机，输出对应水的温度。（当水温过高时，温度信号转换成的电信号将进入警戒区域，报警器工作）。硬件框图：12软件流程图：该方案特点：（1）原理较为简单，器件更为耐用。（2）体现了多学科交叉的特点，水流对不锈钢网的冲击与滑动变阻器阻值的对应关系是依据了力学原理，将温度计对水温感应的

7、信号转换为电信号涉及到热学与电学的转换等，本方案将多学科融入工程，通俗易懂。（3）由于不锈钢网安装于管道中，从卫生角度和实用角度来看，并不如第一种方案。譬如，不锈钢具有导热特性，长时间后不锈钢会被腐蚀，影响水质，不易更换维修等。方案三：该流量计工作原理如图所示，当液体流经产品内有涡轮叶片机构,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化。由于叶片内置磁体通过下方的一磁线圈回升，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理在线圈内将感应出脉动的电势信号,此脉动信号的频率与被测流体的流

8、量成正比。该高频脉冲是成正比的转子角速度和流速。脉冲信号随时传送给单片机，再由单片机将信号传给液晶显示器和警报器。12硬件框图（如图6）：程序流程图（如图7）：12该方案特点：（1）涡轮流量计是理想的低流量液体监测器件。小型涡轮的反应迅速。（2）涡轮技术是不受系统压力变化的影响。流量传感器的标准电源和输出出规格可以很容易地改进，以适应当前的控制器。1、方案确定我设计该组件的目标及要求为：可以在一定非适宜环境下工作，操作方便，具有较强的实用性