基于單片機的智能感溫水表的設計
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2．1 流量傳感器的設計
水管中的液體流量信號的采集是通過(guò)雙干簧管傳感器實(shí)現的。系統采用了MARR-5干簧管，這是一種磁敏開(kāi)關(guān)，其結構如圖3所示。包含2片軟磁性材料做成的磁簧片，被封裝在充有惰性氣體的玻璃管里，磁簧片間留有空隙，構成常開(kāi)觸點(diǎn)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/172155.htm
當永久磁鐵靠近干簧管時(shí)，簧片的接點(diǎn)就會(huì )感應出極性相反的磁極。由于磁極極性相反而相互吸引，當吸引的磁力超過(guò)簧片的抗力時(shí)，分開(kāi)的接點(diǎn)便會(huì )吸合。
在熱水管道中安裝一個(gè)可以自由轉動(dòng)的葉輪，水的流動(dòng)推動(dòng)葉輪不斷旋轉，流量越大，葉輪的轉速越高。葉輪軸向安裝一個(gè)計數轉盤(pán)，一片永磁鐵固定轉盤(pán)上，干簧管固定安裝在計數轉盤(pán)附近。整個(gè)傳感器的組成示意圖如圖4所示。
轉盤(pán)每轉一圈，永磁鐵就經(jīng)過(guò)干簧管一次，即在信號端產(chǎn)生一個(gè)計量脈沖，單片機計數器統計計量脈沖即可求出流量。但是使用單個(gè)干簧管易受水錘現象、人為電磁干擾等外界因素的影響，產(chǎn)生較大的計量誤差。所以，感溫水表在設計流量傳感器時(shí)采用了雙干簧管傳感器(見(jiàn)圖4)。當檢測到干簧管A吸合時(shí)，先記錄下來(lái)；再檢測干簧管B，只有檢測到干簧管B吸合后才認為此次采集的計數脈沖有效。
2．2 溫度傳感器
水管溫度傳感器采用了Dallas公司的DS18B20傳感器，測量范圍：-55～+125℃，分辨率12位，滿(mǎn)足設計要求。DS18B20以計數器原理工作，可直接向單片機輸出數字量，不需要后加加A／D轉化模塊。它采用單總線(xiàn)方式，僅需一根信號線(xiàn)與單片機連接即可傳送串行數據，且不需要外部元件。測溫結果的數字量位數為9～12位，并可編程選擇?？刂坪?jiǎn)單，工作可靠。
2．3 液晶顯示電路和存儲電路
感溫水表信息顯示模塊采用液晶顯示屏(LCD)顯示。由于該水表顯示的內容包括少量數字和字母，段式LCD1602B就可以滿(mǎn)足要求，且價(jià)格低廉。它內部集成有LCD控制器、LCD驅動(dòng)器和RAM，因而可方便顯示數據的編程。設計中，1602B采用3～4線(xiàn)串行數據輸入，直接與單片機P0口相連。由于串行接口方式節省了所需的口線(xiàn)和系統資源，因而使系統具有較高的資源利用率。
數據存儲電路采用I2C總線(xiàn)的E2PROM存儲器CAT24WC04。CAT24WC04是串行的E2PROM存儲器，其存儲容量為4 KB。圖2中草SCL為時(shí)鐘線(xiàn)，SDA為數據線(xiàn)。當前時(shí)刻的流量數據會(huì )保存在CAT24WC04中，可保證掉電時(shí)，數據不丟失。
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