基于单片机的家用水流量设计毕业论文

软件流程图：

该方案特点：

（1）原理较为简单，器件更为耐用。

（2）体现了多学科交叉的特点，水流对不锈钢网的冲击与滑动变阻器阻值的对应关系是依据了力学原理，将温度计对水温感应的信号转换为电信号涉及到热学与电学的转换等，本方案将多学科融入工程，通俗易懂。

（3）由于不锈钢网安装于管道中，从卫生角度和实用角度来看，并不如第一种方案。

譬如，不锈钢具有导热特性，长时间后不锈钢会被腐蚀，影响水质，不易更换维修等。

方案三：

该流量计工作原理如图所示，当液体流经产品内有涡轮叶片机构,使涡轮旋转,涡轮的转速随流量的变化而变化。由于叶片内置磁体通过下方的一磁线圈回升，叶片周期性地切割电磁铁产生的磁力线,改变线圈的磁通量。根据电磁感应原理在线圈内将感应出脉动的电势信号,此脉动信号的频率与被测流体的流量成正比。该高频脉冲是成正比的转子角速度和流速。脉冲信号随时传送给单片机，再由单片机将信号传给液晶显示器和警报器。

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硬件框图（如图6）：

程序流程图（如图7）：

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该方案特点：

（1）涡轮流量计是理想的低流量液体监测器件。小型涡轮的反应迅速。

（2）涡轮技术是不受系统压力变化的影响。流量传感器的标准电源和输出出规格可以很容 易地改进，以适应当前的控制器。

2、方案确定

我设计该组件的目标及要求为：可以在一定非适宜环境下工作，操作方便，具有较强的实用性与可行性。尽量要求测量精确，误差较小。该水流测量装置应具有较强的安全性能，不会对人体与环境造成负面影响。本身不会造成大量的资源消耗或浪费。简约美观，符合家居氛围。

各方案的特点：

首先，2美观性较差，3中的涡轮可能存在噪音。

其次，水流较小时2，3可能会停止转动，同时3的涡轮存在惯性，会使所测流量偏大，这些都使2，3方案可靠性降低。

再次，从实用角度来看，方案二中滑动变阻器的阻值随着水温的变化而变化，受环境影响大；从卫生性能上考虑，3方案中安装在水中的涡轮会使水质降低。

相比较而言我认为方案一更为合理，具体如下：

受温度影响较小，可以适应多种工作环境；美观简约，操作方便；耗费资源少，节约环保，不会对环境和人体造成负面影响；采用电子流量计进行水流测量，相对另外两种物理方案误差较小；经济廉价，实用性强。

综合以上分析，我认为方案一更加适合设计要求，故对方案一进行了具体的设计与实施。

3、理论分析与方案论证

工作原理： 当打开水龙头时，根据单片机 STC89C52 的指令、水流量计传感器和数字温度传感器 DS18B20 实时采集水流量状态和水温的数据。当单片机 STC89C52 扫描到水流量计传感器的脉冲数，经过单片机 STC89C52 处理，计算出所采集的水流量后，通过液晶屏LCD1602 能动态显示当前水流量、水费及水温。

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各项技术保证：

我设计的家用流量设计大致可分为温度程序模块，水流量程序模块，显示程序模块。其中温度程序模块主要是将温度信号转换成电信号和对温度的处理，如调节数值在合理范围内，是否超出安全范围并报警等。水流量程序模块是对水流量进行数值读取并清零，对水流量数据进行处理等。显示程序模块是计算出流量值，温度及资源分配情况等。

4、总体设计

1 温度程序模块

（1） 温度数据转换程序

由温度传感器 DS18B20 采集的温度数据读取后温度的低位和高位分别存在主芯片 SCT89C52 存储器中 。其中依定传感器的设计 ，读出的数据最高位为 0 时温度 为正 ，温度为 1 时，温度是负数 。是以对温度数据处理 ，将温度数据高位和低位整 合在一起，在判断温度的正负即可。

（2）温度数据显示前处理程序

将已处理好的温度数据的首先判断它的正负，然后再去运行其他的代码。在这里，程序还设定了温度报警。温度报警本来可以在DS18B20 中对芯片进行设置，但考虑到对芯片的熟悉度不够，容易出错，而在程序中设定比较容易理解，写起来也不会太难。还有实际水的温度不可能超过100度，所以测得100度以上的温度值就会显得多余，在程序中只要设定最高 99.9 度即可。再就是美观上的设定，测得的温度在为个位时，十位为0就会看起来不太美观，只要把十位设定看不见即可。

如图 9 所示 ：

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