基于AT89C51的防燙手水龍頭設計

韓啟洋 譚建軍 何為 季振亞

摘 要：文中設計了一種簡單、有效的防燙手系統(tǒng)。以溫度傳感器為檢測元件，采用AT89C51單片機，實現(xiàn)對出水口水溫的實時監(jiān)控，控制電磁閥達到止水的目的。溫度傳感器將溫度通過ADC轉換將信號傳輸給單片機，單片機將其與閾值進行對比，若高于閾值則電磁閥將斷電閉合，停止出水。具有防燙手功能的水龍頭能夠有效解決水龍頭熱水燙手的問題，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：單片機;電磁閥;溫度傳感器;自動控制

中圖分類號：TP271文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2019）01-00-01

0 引 言

隨著時代的發(fā)展，對于水龍頭的改進也在不斷完善。現(xiàn)在的水龍頭具有過濾、止回等功能，且開關耗電量小。目前，全自動感應水龍頭不僅被應用在家庭生活中，更在人流密集的火車站、汽車站、飛機場、醫(yī)院等公共場所被大量使用，給人們的生活帶來了極大便利。但是這種水龍頭在熱水供應方面依然存在較多不足，如很多小孩子因為使用不當被燙傷等。因此，需要設計一款防燙手水龍頭，解決傳統(tǒng)水龍頭在此方面的弊端。

1 系統(tǒng)總體設計

1.1 系統(tǒng)組成

本文系統(tǒng)以穩(wěn)定性較強的51單片機為核心，由溫度傳感器、熱釋電模塊等構成的外圍電路組成。溫度傳感器等模塊將檢測到的信號實時傳輸至主控芯片，通過LCD1602實時顯示檢測到的溫度，并與閾值進行比較。當超過閾值，熱釋電模塊檢測到使用者可能被燙傷時，將會發(fā)出信號，電磁閥迅速通電閉合，停止出水，防止使用者被燙傷。

1.2 系統(tǒng)硬件設計

硬件結構如圖1所示。

1.2.1 溫度傳感器

溫度傳感器選用DS18B20，該傳感器接線方便，封裝后可應用于多種場合，擁有管道式、螺紋式、磁鐵吸附式、不銹鋼封裝式等，主要根據(jù)應用場合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝、高爐水循環(huán)、鍋爐、機房、農(nóng)業(yè)大棚、潔凈室、彈藥庫等各種非極限溫度場合測溫。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設備數(shù)字測溫和控制領域。在溫度傳感器的選擇上，DS18B20 具備顯著的優(yōu)點，因此選擇DS18B20 作為本文系統(tǒng)的溫度傳感器。

1.2.2 蜂鳴器報警模塊

本文系統(tǒng)采用有源蜂鳴器，當溫度傳感器檢測到的溫度超過本文系統(tǒng)所設置的閾值時，51單片機P1.5口將會輸出高電平，蜂鳴器發(fā)出警報。

1.2.3 電磁閥控制模塊

本文系統(tǒng)電磁閥選用常開開關，置于水管與水龍頭的連接處。當檢測到有危險報警時立即關閉電磁閥防止燙傷。與常閉開關相比，常開開關在一定程度上節(jié)約了電能，而且效果也更好。

1.2.4 熱釋電模塊

通過對感應范圍和延時時長的調節(jié)，可以精確地在流水區(qū)域對人體有無危險進行感應，將實時數(shù)據(jù)傳送至單片機處理?？稍谌梭w遇到危險時迅速反應，減小使用者被燙傷的風險。

2 軟件設計

系統(tǒng)程序由主程序、DS18B20驅動子程序以及蜂鳴器報警程序組成。A/D驅動程序與1602驅動子程序分別驅動

A/D轉換器和數(shù)字溫度傳感器，從而采集水的溫度并實時顯示。報警程序則與設定的閾值相比較，若超過閾值則觸發(fā)報警。軟件流程如圖2所示。

3 結 語

本文結合單片機與傳感器技術，設計了一款防燙手水龍頭系統(tǒng)，實現(xiàn)了對電磁閥的智能控制，解決了使用現(xiàn)有水龍頭有可能導致使用者被燙傷的問題，實現(xiàn)了水龍頭的智能化，全面降低了被燙傷的風險，也使得水龍頭在此方面的功能更加全面和完善。

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