姚婧

摘 要：凈水器是日常生活中解決水質(zhì)污染常用到的電器。智能化多功能凈水器系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和操作控制是整個系統(tǒng)設計的核心問題，主要針對功耗、操作靈活性以及智能化等方面進行了凈水器的硬件設計。通過89C51單片機來完成系統(tǒng)各部分驅(qū)動的控制。硬件主要有沖洗動作的電磁閥的驅(qū)動、顯示和外部功能按鍵掃描的驅(qū)動、時鐘功能部分。

關鍵詞：智能化；凈水器；AT89C51單片機。

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0001-02

1 總體設計方案

以單片機89C51為核心控制元件，控制其所組成的外圍接口電路。其中時鐘芯片DS1302的實時時鐘/日歷功能，實現(xiàn)了系統(tǒng)對時間的控制功能，包括秒、分、時、日、周、月以及年的設置；顯示部分由CH451顯示驅(qū)動芯片來完成，由它來驅(qū)動包括LED JM-S03491A四位顯示數(shù)碼管、6個LED運行指示燈和鍵盤在內(nèi)的顯示部件；電磁閥驅(qū)動芯片LG9110負責完成對電磁閥的控制驅(qū)動；4個功能指示燈利用4572芯片結(jié)合一些外部元件所組成的邏輯功能電路來實現(xiàn)；外接MAX813來實現(xiàn)看門狗的功能。硬件連接結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 電磁閥驅(qū)動電路

2.1.1 馬達驅(qū)動芯片LG9110

LG9110是為控制和驅(qū)動電機設計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。兩個輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通過800 mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達1.5 A；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關功率管的使用上安全可靠。

2.1.2 電磁閥驅(qū)動部分電路

電磁閥驅(qū)動部分電路圖如圖2所示。

2.2 顯示驅(qū)動電路

2.2.1 數(shù)碼管驅(qū)動及鍵盤掃描芯片CH451

CH451是一個多功能的外圍芯片，包含三個功能：數(shù)碼管顯示驅(qū)動、鍵盤掃描控制、μP監(jiān)控，三個功能之間的相互獨立。

2.2.2 點亮指示燈

運行指示燈功能見表1。

六個運行指示燈的控制與顯示芯片控制一樣，六個發(fā)光二極管的管腳與LEDJM-S03491A數(shù)碼管的其中六個引腳都連接到CH451的段驅(qū)動和字驅(qū)動引腳上，按CH451顯示驅(qū)動命令進行控制，其中L1、L2、L3共用一條控制線DIG4，L4、L4、L6共用一條控制線DIG5。若需要點亮某一個指示燈則，按照引腳的連接給出命令即可，如圖3所示。

2.2.3 功能指示電路

功能指示燈ML1、ML2直接與單片機引腳連接，運行和過濾時ML1點亮，反沖時ML2和ML4點亮，正沖時ML1和ML3點亮，直通時ML2點亮。

由于若ML3和ML4這兩個指示燈同時點亮耗電會增加，同時也降低了可靠性。所以電路設計時要保證這兩個指示燈不會被同時點亮。ML3和ML4的邏輯電路連接如圖4所示。要想點亮ML3或ML4，需要使ML3或ML4上部的連接點為高電平，我們把它分別定義M和N，并用A和B分別代替P3.4和P3.5引腳。

2.2.4 時鐘電路

DS1302實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月份，月末的日期自動進行調(diào)整，還包括了閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24 h或帶AM（上午）/PM（下午）的12 h格式。時鐘芯片連接電路圖如圖5所示。

3 結(jié) 語

在設計過程中，具體的包括可以進行時間的設置，可以設定正沖反沖的時刻和沖洗的時間，從而減少了多次的人為操作；在正常的運行狀態(tài)下也可以人為的進行正沖、反沖以及旁通等操作；所進行的任何操作都會有相應的指示燈來顯示此時的工作狀態(tài)。

本次的設計相比于目前市面上的智能多功能凈水器，顯著的優(yōu)勢在于低功耗、操作靈活方便（只用到四個功能鍵就完成所有功能的操作）、穩(wěn)定性良好、智能化和自動化程度較高等。

參考文獻：

[1] 方彥軍.智能儀器技術(shù)及其應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[2] 孫進生.電子產(chǎn)品設計實例教程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[3] 張毅剛.MCS-51單片機原理及應用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004.

摘 要：凈水器是日常生活中解決水質(zhì)污染常用到的電器。智能化多功能凈水器系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和操作控制是整個系統(tǒng)設計的核心問題，主要針對功耗、操作靈活性以及智能化等方面進行了凈水器的硬件設計。通過89C51單片機來完成系統(tǒng)各部分驅(qū)動的控制。硬件主要有沖洗動作的電磁閥的驅(qū)動、顯示和外部功能按鍵掃描的驅(qū)動、時鐘功能部分。

關鍵詞：智能化；凈水器；AT89C51單片機。

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0001-02

1 總體設計方案

以單片機89C51為核心控制元件，控制其所組成的外圍接口電路。其中時鐘芯片DS1302的實時時鐘/日歷功能，實現(xiàn)了系統(tǒng)對時間的控制功能，包括秒、分、時、日、周、月以及年的設置；顯示部分由CH451顯示驅(qū)動芯片來完成，由它來驅(qū)動包括LED JM-S03491A四位顯示數(shù)碼管、6個LED運行指示燈和鍵盤在內(nèi)的顯示部件；電磁閥驅(qū)動芯片LG9110負責完成對電磁閥的控制驅(qū)動；4個功能指示燈利用4572芯片結(jié)合一些外部元件所組成的邏輯功能電路來實現(xiàn)；外接MAX813來實現(xiàn)看門狗的功能。硬件連接結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 電磁閥驅(qū)動電路

2.1.1 馬達驅(qū)動芯片LG9110

LG9110是為控制和驅(qū)動電機設計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。兩個輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通過800 mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達1.5 A；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關功率管的使用上安全可靠。

2.1.2 電磁閥驅(qū)動部分電路

電磁閥驅(qū)動部分電路圖如圖2所示。

2.2 顯示驅(qū)動電路

2.2.1 數(shù)碼管驅(qū)動及鍵盤掃描芯片CH451

CH451是一個多功能的外圍芯片，包含三個功能：數(shù)碼管顯示驅(qū)動、鍵盤掃描控制、μP監(jiān)控，三個功能之間的相互獨立。

2.2.2 點亮指示燈

運行指示燈功能見表1。

六個運行指示燈的控制與顯示芯片控制一樣，六個發(fā)光二極管的管腳與LEDJM-S03491A數(shù)碼管的其中六個引腳都連接到CH451的段驅(qū)動和字驅(qū)動引腳上，按CH451顯示驅(qū)動命令進行控制，其中L1、L2、L3共用一條控制線DIG4，L4、L4、L6共用一條控制線DIG5。若需要點亮某一個指示燈則，按照引腳的連接給出命令即可，如圖3所示。

2.2.3 功能指示電路

功能指示燈ML1、ML2直接與單片機引腳連接，運行和過濾時ML1點亮，反沖時ML2和ML4點亮，正沖時ML1和ML3點亮，直通時ML2點亮。

由于若ML3和ML4這兩個指示燈同時點亮耗電會增加，同時也降低了可靠性。所以電路設計時要保證這兩個指示燈不會被同時點亮。ML3和ML4的邏輯電路連接如圖4所示。要想點亮ML3或ML4，需要使ML3或ML4上部的連接點為高電平，我們把它分別定義M和N，并用A和B分別代替P3.4和P3.5引腳。

2.2.4 時鐘電路

DS1302實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月份，月末的日期自動進行調(diào)整，還包括了閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24 h或帶AM（上午）/PM（下午）的12 h格式。時鐘芯片連接電路圖如圖5所示。

3 結(jié) 語

在設計過程中，具體的包括可以進行時間的設置，可以設定正沖反沖的時刻和沖洗的時間，從而減少了多次的人為操作；在正常的運行狀態(tài)下也可以人為的進行正沖、反沖以及旁通等操作；所進行的任何操作都會有相應的指示燈來顯示此時的工作狀態(tài)。

本次的設計相比于目前市面上的智能多功能凈水器，顯著的優(yōu)勢在于低功耗、操作靈活方便（只用到四個功能鍵就完成所有功能的操作）、穩(wěn)定性良好、智能化和自動化程度較高等。

參考文獻：

[1] 方彥軍.智能儀器技術(shù)及其應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[2] 孫進生.電子產(chǎn)品設計實例教程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[3] 張毅剛.MCS-51單片機原理及應用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004.

摘 要：凈水器是日常生活中解決水質(zhì)污染常用到的電器。智能化多功能凈水器系統(tǒng)的功能實現(xiàn)和操作控制是整個系統(tǒng)設計的核心問題，主要針對功耗、操作靈活性以及智能化等方面進行了凈水器的硬件設計。通過89C51單片機來完成系統(tǒng)各部分驅(qū)動的控制。硬件主要有沖洗動作的電磁閥的驅(qū)動、顯示和外部功能按鍵掃描的驅(qū)動、時鐘功能部分。

關鍵詞：智能化；凈水器；AT89C51單片機。

中圖分類號：TP274 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）29-0001-02

1 總體設計方案

以單片機89C51為核心控制元件，控制其所組成的外圍接口電路。其中時鐘芯片DS1302的實時時鐘/日歷功能，實現(xiàn)了系統(tǒng)對時間的控制功能，包括秒、分、時、日、周、月以及年的設置；顯示部分由CH451顯示驅(qū)動芯片來完成，由它來驅(qū)動包括LED JM-S03491A四位顯示數(shù)碼管、6個LED運行指示燈和鍵盤在內(nèi)的顯示部件；電磁閥驅(qū)動芯片LG9110負責完成對電磁閥的控制驅(qū)動；4個功能指示燈利用4572芯片結(jié)合一些外部元件所組成的邏輯功能電路來實現(xiàn)；外接MAX813來實現(xiàn)看門狗的功能。硬件連接結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2 硬件設計

2.1 電磁閥驅(qū)動電路

2.1.1 馬達驅(qū)動芯片LG9110

LG9110是為控制和驅(qū)動電機設計的兩通道推挽式功率放大專用集成電路器件，將分立電路集成在單片IC之中，使外圍器件成本降低，整機可靠性提高。兩個輸出端能直接驅(qū)動電機的正反向運動，它具有較大的電流驅(qū)動能力，每通道能通過800 mA的持續(xù)電流，峰值電流能力可達1.5 A；內(nèi)置的鉗位二極管能釋放感性負載的反向沖擊電流，使它在驅(qū)動繼電器、直流電機、步進電機或開關功率管的使用上安全可靠。

2.1.2 電磁閥驅(qū)動部分電路

電磁閥驅(qū)動部分電路圖如圖2所示。

2.2 顯示驅(qū)動電路

2.2.1 數(shù)碼管驅(qū)動及鍵盤掃描芯片CH451

CH451是一個多功能的外圍芯片，包含三個功能：數(shù)碼管顯示驅(qū)動、鍵盤掃描控制、μP監(jiān)控，三個功能之間的相互獨立。

2.2.2 點亮指示燈

運行指示燈功能見表1。

六個運行指示燈的控制與顯示芯片控制一樣，六個發(fā)光二極管的管腳與LEDJM-S03491A數(shù)碼管的其中六個引腳都連接到CH451的段驅(qū)動和字驅(qū)動引腳上，按CH451顯示驅(qū)動命令進行控制，其中L1、L2、L3共用一條控制線DIG4，L4、L4、L6共用一條控制線DIG5。若需要點亮某一個指示燈則，按照引腳的連接給出命令即可，如圖3所示。

2.2.3 功能指示電路

功能指示燈ML1、ML2直接與單片機引腳連接，運行和過濾時ML1點亮，反沖時ML2和ML4點亮，正沖時ML1和ML3點亮，直通時ML2點亮。

由于若ML3和ML4這兩個指示燈同時點亮耗電會增加，同時也降低了可靠性。所以電路設計時要保證這兩個指示燈不會被同時點亮。ML3和ML4的邏輯電路連接如圖4所示。要想點亮ML3或ML4，需要使ML3或ML4上部的連接點為高電平，我們把它分別定義M和N，并用A和B分別代替P3.4和P3.5引腳。

2.2.4 時鐘電路

DS1302實時時鐘/日歷提供秒、分、時、日、周、月和年等信息。對于小于31天的月份，月末的日期自動進行調(diào)整，還包括了閏年校正的功能。時鐘的運行可以采用24 h或帶AM（上午）/PM（下午）的12 h格式。時鐘芯片連接電路圖如圖5所示。

3 結(jié) 語

在設計過程中，具體的包括可以進行時間的設置，可以設定正沖反沖的時刻和沖洗的時間，從而減少了多次的人為操作；在正常的運行狀態(tài)下也可以人為的進行正沖、反沖以及旁通等操作；所進行的任何操作都會有相應的指示燈來顯示此時的工作狀態(tài)。

本次的設計相比于目前市面上的智能多功能凈水器，顯著的優(yōu)勢在于低功耗、操作靈活方便（只用到四個功能鍵就完成所有功能的操作）、穩(wěn)定性良好、智能化和自動化程度較高等。

參考文獻：

[1] 方彥軍.智能儀器技術(shù)及其應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004.

[2] 孫進生.電子產(chǎn)品設計實例教程[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004.

[3] 張毅剛.MCS-51單片機原理及應用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2004.