机电一体化毕业设计(论文)-安全型电水壶的设计.doc
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1、江苏信息职业技术学院机电系 专科毕业设计(论文)题目: 安全型电水壶的设计专 业: 机电一体化 班 级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 起迄日期: 设计地点: _Graduation Design Design of Safe type electricity canteenByChen YingSupervised byLecturer Jin Weiguo Department of VehSuqian Institute of TechnologyJune, 2008 安全型电水壶的设计摘 要 本次设计是通过对以往电水壶的改进与再次设计来达到更高技术含量.更高质量和更高的安全保障。具
2、体步骤是:对以往的电水壶的结构和设计方案进行分析与研究,特别是要对它所应用的元器件进行更新换代。所以本次设计我们采用可直接编程的单片机AT89C51,ADC0809和ADC0832等A/D转换器,热敏电阻,晶闸管和运算放大器等部件来设计加热系统,并要求当水开时播放提示音乐且自动切断电源,这些功能都是由对单片机的编程来实现。应用PROTEL绘图软件完成电路原理图的设计和PCB板的设计,然后我们可选择汇编语言或者C语言来对单片机进行编程用以实现电水壶的以上功能,最后要进行软.硬件的调试,如果一切调试都符合本次设计的要求即可以做出电水壶实物。这样,一个安全型的电水壶并设计完成。关键词:单片机,热水壶
3、,安全ABSTRACTThis design is the improvement that passes to the former electricity canteen with design again to attain a higher technique content.The higher quality and higher safety guarantee.Concrete step BE:Carry on the analysis and research to the structure and the design project of the former elec
4、tricity canteen, want especially to the dollar spare part that it apply to carry on renewal to change generation.So this time the single slice that design us adoption and can weave a distance directly the machine AT89 C51, the ADC0809 and ADC0832 etc. A/D convert a machine, hot electric resistance,
5、the and operation enlarger etc. parts to design the heating system, and request to be to be boiling broadcast to hint music and cut off power supply automatically, these functions all from to single slice the plait distance of the machine to carry out.The design and the PCB knothole design of the ap
6、plied PROTEL painting software completion electric circuit principle diagram, then we can choose to edit collected materials language perhaps the C language to come machine to carry on the above function that weaves a distance to carry out to give or get an electric shock canteen in order to to the
7、single slice, wanting to carry on finally soft.The hardware adjusts to try, if everything adjusts to try all a request of match this design then to do an electricity canteen real object.So, an electricity canteen of safe type combine design completion.Key words:one-chip computer canteen ;safe;南京工程学院
8、自动化学院本科毕业设计(论文)目 录 第一章 绪论1 1.1 引言1 1.2 选题背景和意义3 1.2.1优点3 1.2.2规格1.2.3种类1.2.4选购方法6第二章 研究内容2.1总体框架.2.2流程框图.2.3原理框图.第三章 硬件的选择与介绍 3.1 AT89C51的介绍 3.1.1 主要特性 3.1.2 管角说明 3.1.3 振荡器特性 3.1.4 芯片擦除3.2 ADCO8O9的介绍 3.2.1 引脚结构及内部原理 3.2.2 ADC0809应用说明3.3温度传感器AD590 3.3.1 温度传感器AD590基本知识 3.3.2 AD590引脚图 3.3.3 AD590温度与电流的
9、关系 3.3.4 AD590的应用电路 3.4压力传感器3.4.1 PS-10传感器3.4.2主要性能指标3.4.3电源的设计3.4.4放大器的设计3.5音乐播放提示电路3.6自动断电电路第四章 软件的编写第五章 结论 致谢参考文献附录A:英文资料附录B:英文资料翻译附录C:硬件设计原理图与PCB图附录D:其它资料(根据各课题具体)附件: 毕业论文光盘资料 南京工程学院自动化学院本科毕业设计(论文)第一章 绪 论 11 引言目前,电水壶的市场竞争越来越激烈,由于行业进入门槛底.利润高.运营周期短.行业垄断尚未形成,电水壶世上成了过内家电生产企业和渠道商寄予厚望的大蛋糕。为改变以往技术含量底.质
10、量.安全没保障等问题破坏小家电行业的整体形象,众多生产企业努力在提升电水壶技术含量.改善性能等方面下功夫,让点水壶的使用更方便.安全,更新换代之后的电水壶产品大多采用集智能温控.防干烧.超温保护等功能于一体的加热装置,比如采用了英国STATX公司的智能温控器和蒸汽感应装置.水自动断电率达到了100%,或者通过不锈钢发热盘.360度旋转新技术.壶体与电源分离式设计等方法保证沸腾后电热水壶自动断电.防干烧,这些技术都使得电水壶的技术含量更上一层楼。1.2 选题背景与意义快速电水壶用于快速烧开自来水,是继电开水器.电子热水瓶.冷热饮水机之后近几年开发出来的新型家用饮水电器,适用于家庭.办公室.宾馆等
11、场所。1.2.1。.优点(1)外型新潮。(2)方便快捷。壶身于电源底座可以相互分离,其连接方式采用360度旋转结构,不需要整体移动,可任意方向操作,使用方便快捷。(3)新鲜卫生。现喝现烧,一次沸腾,克服电开水器生水与熟水相混.电子热水瓶重复沸腾“千滚水”和冷热饮水机使用过程容易导致二次污染的弊端。(4)安全可靠。产品设置烧水自动断电.防干烧断电.热熔断保护和接地保护等多重保护装置。烧水时,通过壶内的高灵敏度蒸汽感应控制系统.水沸后自动断电。使用过程中若操作不当,壶内无水也能自动切断电源,防止烧坏电热元件和火灾事故。如果电路出现短路鼓掌,热熔断器自动熔断,起到安全保护作用,使用电水壶非常安全。(
12、5)水位显示。壶身两面有透明水窗或水位尺,水高多少一目了然。1.2.2.规格(1)按功率可分750W.800W.900W.1000W.12000W.1500W和2000W等几种。(2)按容量可分为0.8L.1L.1.2L.1.5L.1.7L.1.8L和2L等几种。1.2.3种类(1)按制作材料可分为塑料型和不锈钢型两种。塑料型电水壶造型优美.形式多样.售价便宜,是电水壶的主流产品;不锈钢电水壶外形光亮.耐用.售价较贵。(2)按电热结构可分为隐藏式不锈钢电热盘和外露式电热管两种。采用电热盘结构的电水壶,电热元件不敞露,电气性能优良.安全卫生.容易清洁.使用寿命长,但售价较贵。采用电热管结构的电水
13、壶,电热管浸在水中发热,热效率高.加热速度快,且售价便宜。(3)按操作方式可分为分离式和旋转式两种。分离式电水壶不需要整体移动.壶身能分离电源底座,使用方便,操作安全。旋转式电水壶是分离式电水壶改进型,壶身360度旋转连接电源底座,任意方向操作,电源线可以人工卷入电源底座收藏起来。 1.2.4。选购方法(1)类型.外型的选择。选择电水壶的类型主要根据使用情况而定,如果经常烧水而且使用率较高的,为方便操作起见,选择旋转式电水壶为宜;如果不经常使用,偶尔烧水的则可选购分离式电水壶。确定类型后则重点选择外型,要检查壶身.电源底座表面平滑光洁,无凹凸不平.变形.划痕和檫花等现象,壶盖与壶口密封良好,把
14、手手感圆滑和强度足够等。(2)容量.品牌.价格综合选择。选择电水壶的容量视饮水人数而定,1-2人选0.8L或者1L,3-4选1.2L或者.1.7L,5人以上选1.8L或者2L。应选择知名度高.质量有保证.售后服务好的名牌厂家的电水壶,市场较多见的国内品牌有忆龙.华帝.东龙.骏马和海马牌等。进口品牌有万能.威马.健伍.伟嘉和飞利浦等。价格:国内品牌电水壶单价在50-200元之间。同一类型的电水壶进口品牌比国内品牌贵80-100元。(3)安全电气性能的选择。在确定一款电水壶后,应现场注水通电检查,方法如下:自动断电性能检查:将自来水注入壶内至规定最高水位,接通电源,按下电源开关,红色指示灯亮,表示
15、通电加热,沸腾后壶盖缝隙喷出蒸汽,约15-25秒后自动断电,指示灯熄灭,说明电水壶自动断电性能良好。防止干烧性能检查:壶内不注水,接通电源加热,约25-30秒自动断电。随之冷却至常温或注入自来水,即可恢复正常工作,说明防干烧性能良好。壶身与电源底座通电性能检查:按下电源开关,将壶身放入电源底座,自动接通电源。当壶身脱离电源底座,自动断电,则说明电水壶通电电源性能良好。此外,检查电源插头插座.电源连接器接触良好,电源线外皮无损伤龟裂,开关动作灵敏可靠,指示灯亮灭正常等。13研究现状电水壶曾经历了一次较大的更新换代,过去的热水壶都采用发热管,发热管裸露水中,既不安全也不美观。如今的隐藏式发热盘,采
16、用不锈钢材质,不仅安全,而且方便清洁,采用不锈钢电热盘加热新技术,大功率高效率设计,烧水快速,低功率保温,省时节能。随着技术的发展,未来的电热水壶将成为以智能化、节能化、健康化为导向的具备高科技技术含量的新型小家电产品,而新技术、新产品的不断出现定会掀起大众饮水方式的重大变革。第二章 研究内容21总体构架22流程框图23原理框图第三章 硬件的选择与介绍31:AT89C51 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。该器件
17、采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。3.1.1主要特性: 8031 CPU与MCS-51 兼容 4K字节可编程FLASH存储器(寿命:1000写/擦循环) 全静态工作:0Hz-24KHz 三级程序存储器保密锁定 128*8位内部RAM 32条可编程I/O线 两个16位定时器/计数器 6个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路3.1.2管脚说明:VCC:供电电压
18、。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8
19、位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为
20、输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口,如下表所示:口管脚 备选功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许
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