发布时间 : 星期三 文章基于51单片机的水箱冲水装置的设计毕业论文更新完毕开始阅读1eb46a3ddc36a32d7375a417866fb84ae45cc379
智能水箱冲水装置的设计
摘要:智能有效的节水系统研制对于我们倡导的可持续发展有着重要的意义，此次我设计了一种自适应节水系统，阐述了系统的硬件和软件设计方法，该系统以D512887 为时钟芯片，以89S52单片机为核心，实现了自动放水、红外模式、定时模式等自适应控制功能，并且附加了控制器上的时钟显示功能.该系统经过仿真运行，能有效地节水且符合设计要求。 关键词: D512887 ，AT89S52,红外模式，定时模式 引言
我国是一个水资源短缺，也是用水量巨大的国家。虽然水资源的总量居世界第六位，但是人均占有量约为世界人均水量的1/4，排在世界110位，已被联合国列为13个贫水国家之一，同时，我国水资源的分布很不均匀，有些地区的人均占有量甚至低于世界最贫水的国家埃及和以色列的水平。所以节约用水也在我国开展开来。一方面可以集中管理，加强控制;一方面可以按时按需定量供水，严格控制用水量，达到节水用水目的；另一方面，可以通过自动量测设备，实施精确计量，为按方收费提供依据，促进用水观念更新，为生产和人民生活带来巨大的社会效益和经济利益。现在电子控制也已在很多方面有了广大的应用，在节水方面也有了很多的应用，但也存在不足之处。本次就公厕智能节约用水装置做一个设计，做到合理地用水。利用单片机为主控制节水，设计出在特定的时间中可以选择地用到红外线控制，定时控制和手动控制的节水方式。
1概况和现状的分析
1.1概况
目前，节约环保已然成为世界的主题，而在我国，建立节约型社会更是成为近期发展的重要目标之一。随着经济和科学技术的发展，水资源的日益紧缺，节约用水的可持续发展战略思想倍受社会的关注，许多专家、学者和专业技术人员致力于节水方法的研究，取得了卓越的成效.本文中研制的智能节水系统对于倡导的可持续发展有着重要的意义
1.2现状的分析
针对一些公厕用水出现的浪费现象针对我国国内的公共卫生场所的清洁冲水进行调查了解到，公共卫生清洁冲水发展至今可以分为三个阶段：第一阶段，手动冲水装置，原始的手动冲水装置可以做到最“智能”的节水，但是也最大限度的浪费了人力物力；第二阶段，定时冲水装置，此种冲水方式做到了相对智能，也用定时器取代了人工，是冲水装置实现了自动化，但是这种冲水装置的不足也是明显。如果定时时间短，人少的时候甚至夜间就会造成大量的浪费水资源，如果时间长，人多的时候起不了良好的清洁作用；第三阶段，感应冲水装置，实现了现行的感应式冲水装置用感应器完美的弥补了定时冲水的不足，但是在改进的过程中，却完全否定了定时器的价值，目前公共厕所感应式冲水装置为“有人即冲”式，这样的感应方式存在相当大的弊端，根据实际调查发现，采用现有的感应方式，仅仅在人流少的场所能起到较好的节水作用，而在人流多的公共场所采用有人即冲的方式。
经过调查，根据资料显示，现有的一些节水系统要么是定时冲水控制方式，要么是根据设定人数控制方式，但还不能实现有效的节水.鉴于这些情况，该节水系统根据活动作息时间，不仅实现了定时工作模式，还整合了红外工作模式下的计数和定时功能，实现了自适应控制，达到了有效的节水目的，并且符合卫生要求.该系统结构简单，性价比高，性能稳定，适合于公厕节水系统的应用。
2总体设计
2.1总体设计的要求
89S52读取DS12887的实时时钟数据，经过数据处理，待显示的时钟数据以串行传送方式至7219 ，从而驱动LED显示. DS12887 的工作电源为5V , MOT 接地为INTEL时序，AS地址锁存、DS 读信号、R/W 写信号分别与89S52 的ALE 、RD 、WR连接，ADO - AD7为地址/数据复用总线，分别与89S52的PO口连接，上电时RESET需保证200ms以上低电平才能可靠复位CS是DS12887的片选信号，低电平有效，与89S52的P2. 7口连接，那么DS12887 的高八位地址为7FH ，低八位地址则由其内部各单元地址来决定1-3显示驱动芯片MAX7219内部集成了数据保持、多路扫描器，为串行接口，编程容易，与单片机的接口简单，占用口资源少. 89S52 读取的时钟数据，需经过数据处理才能送7219显示， DIN 为数据输入端， CLK和LOAD分别为脉冲输入和锁存数据端口，满足7219的时序要求时，数据可传送至7219内部相应的寄存器，从而驱动LED显示，依次显示月份、星期、小时和分钟数值。89S52根据读取的时钟数据决定系统工作在定时模式或红外模式，根据子动开关的通断决定是否使用于动放水功能，在满足放水的
各种情况下，由89S52的P 1. 6口来控制TIL1 17 的通断，从而控制电磁阀的通断以达到控制要求。89S52的P 1. 4 、P 1. 5 、P 1. 7 、P3.3 口分别给出了红外模式、定时模式、放水、红外动作的相应指示，红外传感器接在89S52的外部中断O。稳、压电源电路由交流变压器(输入A口20V 、输出36V) 、稳压芯片7824 、7812 、7805 等元件组成，为电阀、传感器以及电路板中的各芯片提供工作电源。 2.2总体设计框架
手动放水 红外线控制放水 MAX7219 显示 开关放水装置 单片机AT89S52 DS12887 定时控制放水
图1 总体设计图
3 硬件介绍
3.1单片机
3.1.1单片机概述与基础
单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器CPU(Central processing unit)。随机存储器RAM（Random access memory）。只读存储器RO（Read only memory）。 中断系统、定时器／计数器以及I\\O（Input/output）接口电路等主要微型机部件集成在一个芯片上。虽然单片机只是一个芯片，但从组成和功能上看，它已具有了计算机系统的属性。为此，称它为单片微型计算机SCMC（Single chip micro computer），简称单片机。单片机主要应用于控制领域，用以实现各种测试和控制功能，为了强调起控制属性，也可以把单片机称为微控制器MCU（Micro controller unit）。在国际上，“微控制器”的叫法似乎更通用一些，而在我国则比较习惯于“单片机”这一名称。单
片机在应用时，通常是处于控制系统的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式进行使用，为了强调其“嵌入”的特点，也常常将单片机称为嵌入式微控制器EMCU（Embedded micro controller unit）。在单片机的电路和结构中，有许多嵌入式应用的特点。
根据控制应用的需要，可以将单片机分成为通用型和专用型两种类型。通用型单片机是一种基本芯片，他的内部资源比较丰富，性能全面且适用性强，能覆盖多种应用需要。用户可以根据需要设计成各种不同应用的控制系统，即通用单片机有一个在设计的过程，通过用户进一步设计，才能组建成一个以通用单片机芯片为核心再配以其它外围电路的应用控制系统。然而在单片机的控制应用中，有许多时候是专门针对某个特定产品的，例如电度表和IC卡读写器上的单片机等。这种应用的最大特点是针对性强而且数量巨大，为此厂家常与芯片制造商合作，设计和生产专用的单片机芯片。由于专用单片机芯片是针对一种产品或一种控制应用而专门设计的，设计时已经对系统结构的最简化，软硬件资源利用的最优化。
3.1.2单片机与单片机系统
单片机通常是指芯片本身，它是有芯片制造商生产的，在它上面集成的是一些做为基本组成部分的运算器电路，控制器电路，存储器，中断系统，定时器/计数器以及输入/输出口电路等。但一个单片机芯片并不能把计算机的全部电路都集成到其中，例如组成谐振电路和复位电路的石英晶体，电阻，电容等，这些元件在单片机系统中只能以散件的形式出现。此外，在实际的控制应用中，常常需要扩展外围电路和外围芯片。从中可以看到单片机和单片机系统的差别，即：单片机只是一块芯片，而单片机系统则是在单片机芯片的基础上扩展其它电路或芯片构成的具有一定应用功能的计算机系统。通常所说的单片机系统都是为实现某一控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统。在单片机系统中，单片机处于核心地位，是构成单片机系统的硬件和软件基础。
3.1.3单片机应用领域
现在单片机的应用已经很广泛，下面我们就一些典型方面进行介绍。 工业自动化方面 ：自动化能使工业系统处于最佳状态，提高经济效益，改善产品质量和减轻劳动强度。因此，自动化技术广泛应用于机械、电子、电力、石油、化工、纺织、食品等轻重工业领域中，而在工业自动化技术中，无论是过程控制技术，数据采集和测控技术，还是生产线上的机器人技术，都需要要有单片机的参与。在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种集机械、微电子和计算机技术于一体的综合技术中，单片机将发挥越来越大的作用。