摘 要：經(jīng)過多年的發(fā)展，飲水機在我國已成為家庭、辦公場所不可或缺的電器，目前我國飲水機擁有量已超過1.2億臺，國內(nèi)、國際市場潛力巨大。然而傳統(tǒng)有膽飲水機卻存在反復(fù)加熱，留有水垢，熱膽的不銹鋼材質(zhì)產(chǎn)生硝酸鹽，高耗能，噪音和干燒的問題。本文節(jié)能智能飲水機利用其自動定時設(shè)計和電路智能控制，利用接水掃描感應(yīng)后開始計時，再次接水會重新計時，累計超過設(shè)定值后自動斷電，從而解決上述問題。

關(guān)鍵詞：自動斷電;計時器;定時節(jié)能;程序存儲器

1 設(shè)計背景

（1）項目概述。“自動斷電式”飲水機是對普通飲水機進行了改裝，由于普通家用飲水機存在諸多弊病，其內(nèi)膽中的水反復(fù)燒開，“千滾水”中產(chǎn)生的亞硝酸鹽對人體有極大的致癌風(fēng)險，因此我們對傳統(tǒng)飲水機加以改進，使其在用戶接水后1個小時自動斷電，從而不進行反復(fù)加熱，同時在無人的情況下，可以自動斷電以節(jié)約電能和防止反復(fù)加熱，極大地方便了使用者。

（2）項目設(shè)計背景及意義。普通的家用飲水機打開加熱電源后，不管房間內(nèi)有沒有人，或者不論是白天還是夜晚都一直處于加熱、保溫狀態(tài)，普通飲水機在給人們提供飲用水的同時存在著水還沒有放干或放不干的余水反復(fù)燒開，導(dǎo)致有毒物質(zhì)大量沉積危害人體健康。為此，出現(xiàn)了不少改進或改革型產(chǎn)品。如溫度延時式飲水機，其特點是：水被燒開后，若內(nèi)膽里的水沒有放干則利用溫度延時幾個小時不進水，不燒水。這種飲水機沒有完全擺脫反復(fù)燒的現(xiàn)象，且受地理，季節(jié)等環(huán)境影響，控制不可靠;無熱膽飲水機，據(jù)了解，這種產(chǎn)品因加熱膽極?。ǚQ無熱膽）功率極大（1500 W以上），它不能節(jié)能降耗。這種飲水機安全、衛(wèi)生達不到要求，使用不方便。

經(jīng)過調(diào)查分析，我們對飲水機的節(jié)能進行了估算：一臺飲水機，每年待機耗能約300度，用戶每年為此要支付144元的電費;以目前全國飲水機4000萬臺左右的保有量計算，僅此一項，每年的用電能耗就達120億度，電費支出則高達58億元。據(jù)調(diào)查，目前有71.52%居民家中正在使用飲水機，可見飲水機的應(yīng)用非常廣泛。采用“自動斷電式”飲水機，全國每年將節(jié)約120億度電。

2 硬件設(shè)計

（1）單片機外部存儲器系統(tǒng)擴展圖。外部存儲器的擴展：8098單片機僅有256個字節(jié)的片內(nèi)RAM，不可能存放程序，也難以存儲大量數(shù)據(jù)。因此要為8098單片機系統(tǒng)配置相應(yīng)的片外存儲器，即數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器。

（2）系統(tǒng)工作原理。本系統(tǒng)所設(shè)計的功能及操作要點在下面做一說明 。

用戶可以通過鍵盤或程序來選擇是否選用光控環(huán)節(jié)。以下先就光控環(huán)節(jié)的原理及應(yīng)用作一介紹光控環(huán)節(jié)由于采用了數(shù)字型測光器件，它可以直接將光的亮度直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字。這就使系統(tǒng)少了一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，減少了系統(tǒng)的負擔(dān)，節(jié)約了系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。系統(tǒng)實時采集數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的數(shù)值做出反應(yīng)，給出開關(guān)燈的指令。

系統(tǒng)可通過鍵盤來預(yù)先設(shè)置限定時間的開關(guān)燈及軟啟動和軟關(guān)閉。這些都可通過鍵盤來設(shè)置。在設(shè)定系統(tǒng)的開關(guān)燈和軟啟動軟關(guān)閉時間時，有關(guān)的數(shù)據(jù)會通過LCD板顯示出來。用戶可根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)很容易看出系統(tǒng)工作在什么狀態(tài)。

（3）系統(tǒng)內(nèi)外引線實現(xiàn)圖?？刂齐娐吩韴D如圖1。

P1.0與按鍵相連，當(dāng)按下飲水機開關(guān)接水時，即按下了圖中的開關(guān)，P1.0變?yōu)榈碗娖?，此時，通過單片機程序，延時設(shè)定時間后， P2.0口由低電平變?yōu)楦唠娖?，固態(tài)繼電器斷開，飲水機斷電。

（4）定時節(jié)能的實現(xiàn)。根據(jù)調(diào)查，確定最佳的延時時間，當(dāng)最后一次接水后，超過這個設(shè)定的時間還沒有人繼續(xù)接水，系統(tǒng)默認為無人接水狀態(tài)，系統(tǒng)會自動斷電，如在晚上睡覺的時候，沒有關(guān)閉飲水機的電源，飲水機會自動斷電，以減少晚上反復(fù)加熱對電能的浪費，如果在設(shè)定時間之內(nèi)有人繼續(xù)接水，系統(tǒng)則重新開始計時，以保證不影響正常的飲水。以此達到節(jié)能的目的。

3 軟件總框圖

單片機控制延時時間以及對按鍵的檢測，其軟件流程框圖如圖2。

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作者簡介：羅昊（1990-），男，湖北襄陽人，本科，初級，研究方向：液壓與氣壓傳動。