基于單片機的智能感溫水表的設計

摘要：為了克服現有的水表在技術(shù)上不能區分冷熱水的不足，設計了一種新型實(shí)用的智能感溫水表。系統采用雙干簧管設計了流量傳感器，提高了測量精度。AT89C52單片機作為主控芯片，系統工作時(shí)，溫度傳感器DS18B20采集水溫信息傳入單片機，并與設定的溫度值比較，當判斷水溫高于設定值時(shí)，系統開(kāi)始統計流量傳感器輸出的脈沖個(gè)數，并以此計算當前流量。流量數據通過(guò)單片機輸出在液晶顯示屏上，同時(shí)用E2PROM存儲，進(jìn)行掉電保護。經(jīng)過(guò)測試，系統對溫水計量精確，具有良好的穩定性，市場(chǎng)應用前景廣闊。
關(guān)鍵詞：AT89C52單片機；干簧管；DS18B20；液晶顯示屏；E2PROM

0 引言
現用的檢測熱水流量的方法是在熱水或暖氣管道的入戶(hù)端安裝一個(gè)水表，直接檢測流過(guò)的流量，根據記錄的流量來(lái)計費。但是，熱水不可能一直使用，閑置在管道中的熱水會(huì )逐漸冷卻，每一次間隔較長(cháng)的使用，用戶(hù)都要事先放掉一些涼水。每一個(gè)采暖季開(kāi)始前，都需要循環(huán)大量的冷水來(lái)試驗管道的可靠性，然后才會(huì )逐步提高水溫。而這些放掉或循環(huán)的冷水卻需要用戶(hù)按熱水的價(jià)格來(lái)承擔費用，這顯然不合理。為了解決現有技術(shù)上的缺陷，本文對傳統的水表做了改進(jìn)，采用AT89C52單片機作為主控芯片，由溫度傳感器DS18B20實(shí)時(shí)采集管內液體溫度信息。當溫度超過(guò)設定閾值時(shí)，單片機啟動(dòng)流量計算。同時(shí)，系統增加了顯示端口和存儲端口，可實(shí)現數據的實(shí)時(shí)顯示和數據保存。

1 系統總體設計
智能感溫水表由信號采集、信號處理、計算以及數據顯示、記錄3部分組成，系統框架圖如圖1所示。

水管中的溫度傳感器實(shí)時(shí)采集液體溫度信息，傳給AT89C52單片機。單片機判斷傳來(lái)的溫度值大于閾值時(shí)，啟動(dòng)流熱水量計算。流量傳感器是由安裝在管道內的葉輪和一對干簧管實(shí)現的。當熱水流過(guò)葉輪時(shí)，葉輪轉動(dòng)，通過(guò)干簧管形成電脈沖信號，單片機統計脈沖數即可計算出當前流量。計算的結果通過(guò)串口液晶顯示模塊顯示出來(lái)。同時(shí)，所得的數據采用I2C總線(xiàn)，存儲到E2PROM中，進(jìn)行掉電保護。

2 系統硬件設計
硬件電路的搭建以AT89C52單片機為信號處理核心，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口負責E2PROM(CAT24WC0X)存儲。系統的硬件電路示意圖如圖2所示。