[发明专利]一种数显防千沸水节能饮水机

权利要求书

1.一种数显防千沸水节能饮水机，包括水桶（1）、聪明座（2）、聪明头（3）、供水管（4）、冷水管（5）、冷水出水龙头（6）、热水管（7）、热水出水龙头（8）、积水盒（10）、电热器（11）、加热胆（12）、通气管（13）和蓄水箱（14），所述水桶（1）通过安装聪明座（2）上的聪明头（3）与蓄水箱（14）连接，蓄水箱（14）底端通过供水管（4）与加热胆（12）连接，供水管（4）设有冷水管（5），加热胆（12）底部设有电热器（11），加热胆（12）底端一侧设有热水管（7），还在该饮水机外部结构的下端设有积水盒（10），其特征在于：该饮水机还包括进水电磁阀（15）、出水电磁阀（16）、压力传感器（17）、液面显示柱（20）、数码显示屏、液晶显示屏以及控制系统，所述进水电磁阀（15）位于冷水管（5）与加热胆（12）之间的供水管（4）上，出水电磁阀（16）位于热水管（7）上，压力传感器（17）安装在积水盒（10）上，加热胆（12）外侧底部连通有液面显示柱（20），通气管（13）一端接于大气中，另一端连接加热胆（12）上端，该饮水机内部还有设有控制系统，外部设有数码显示屏和液晶显示屏。

2.根据权利要求1所述的数显防千沸水节能饮水机，其特征在于：所述控制系统包括饮水机电源电路、单片机电路、矩阵键盘电路、数码管显示电路、液晶显示电路、加热控制电路、温度监控电路、报警电路、热水出水闸门控制电路、水量数据存储电路、进水控制电路；

所述饮水机电源电路中电经过整流滤波后再分别经过四个芯片（U1、U2、U3、U4）分别得到+5V、+3.2V、+24V和+12V电压分别为整个控制电路系统供电；

所述单片机电路包括主芯片单片机（U5）和上述外围电路；

所述矩阵键盘电路由行线和列线组成的4×4矩阵键盘，行线键盘与主芯片单片机（U5）管脚P20、P21、P22、P23连接，列线键盘由主芯片单片机（U5)管脚P24、P25、P26、P27连接；

所述数码管显示电路包括两个锁存器（U10、U11），锁存器（U10）、锁存器（U11）分别与主芯片单片机(U5)的管脚P30和P31连接；

所述液晶显示电路中，液晶显示屏芯片（U20）的Vcc管脚与电源电路的+5V相连，液晶显示屏芯片（U20）的GND管脚接地，液晶显示屏芯片（U20）的V0管脚与滑动电阻（VR1）的划片相连，滑动电阻（VR1）的一端接地，另一端与划片相连，液晶显示屏芯片（U20）的RS管脚通过电阻（R16）与主芯片单片机（U5）的管脚P35相连，液晶显示屏芯片（U20）的RW管脚通过电阻（R17）与主芯片单片机（U5）的管脚P36相连，液晶显示屏芯片（U20）的E管脚通过电阻（R18）与主芯片单片机（U5）的管脚P37相连，液晶显示屏芯片（U20）的DB0、DB1、DB2、DB3、DB4、DB5、DB6、DB7管脚分别通过电阻（R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26）并分别与主芯片单片机（U5）的管脚P40、P41、P42、P43、P44、P45、P46、P47相连，液晶显示屏芯片（U20）的BL1管脚与电源电路的+5V相连，液晶显示屏芯片（U20）的BL2管脚接地；

所述加热控制电路中，主芯片单片机（U5）的管脚P52经过限流电阻（R2）后与三级管（Q10）的基极相连，其发射极经过电阻（R4）与三级管（Q11）的基极相连，三级管（Q11）的集电极与芯片（U6）的触发端T端相连，两个电阻（R5、R6）、两个电容（C22、C23）与芯片（U6）组成震荡电路，芯片（U6）的输出端F端与下降沿触发带清除主从双J-K触发器芯片（U7）的1CLK端相连，主从双J-K触发器芯片（U7）的J端和K端分别接+5V和接地，主芯片单片机（U5）的端口P53经过与非门芯片（U8），再经过开关（S21）后根据开关闸刀所处的位置分为两路，一路与芯片（U6）的～1CLR端相连，另一路方向是接地，主从双J-K触发器芯片（U7）的输出端1Q分为两路输出，一路通过二极发光管（VD5）后与电磁继电器（K1）的电磁线圈一端相连，电磁线圈另一端接地，二极管（VD6）保护电磁继电器（K10），另一路与集成计数器芯片的时钟输入端CP端相连，异步清零端CR经过开关（S20）后根据开关闸刀所处的位置分为两路方向，一路方向是与三极管（Q10）的集电极相连，另一路方向是接地，三极管（Q10）的基极经过电阻（R8）后与主芯片单片机（U5）的管脚P32相连，芯片（U9）的输出端Q0和Q1端分别与管脚P5.1和P5.0相连，输出端Q1还与电磁继电器（K2）的电磁线圈一端相连，电磁线圈另一端接地，两个电磁继电器（K1、K2）分别控制着与电热器（11）相连的常开开关和常闭开关的打开与闭合；

所述温度控制电路中，数模转换芯片（U12）的VDD端口接电源电路的+5V输出端，电阻（R9）的一端也接+5V电压，另一端一路与数模转换芯片（U12）的A/D转换的模拟量输入通道AIN0相连，另一路与热敏电阻（RT）串联后分别与数模转换芯片（U12）的A0、A1、A2和VSS端相连后接地；参考电压输入端VREF接+5V电压，内外时钟切换端EXT和AGND端接地，I²C总线数据输入输出端SCL一路与主芯片单片机（U5）的管脚P33相连，另一路经过电阻（R10）后与数模转换芯片（U12）的VDD端相连，I²C总线时钟输入端SDA一路与主芯片单片机（U5)的管脚P34相连，另一路经过电阻（R11）与数模转换芯片（U12）的VDD端相连；

所述报警电路中，音频功率放大器（U13）的Vcc端接电源电路的+5V输出端，GND端接地，正输入端IN+经过电阻（R28）后与主芯片单片机（U5）管脚P53相连，负输入端IN接地，由电容（C24）与电阻（R27）串联组成的容阻震荡电路接在增益两端GAIN的两端，音频功率放大器输出端OUT经过电容（C25）接蜂鸣器（SP1）的一端，蜂鸣器（SP1）的另一端接地；

所述热水出水闸门控制电路中，由压敏电阻（RV）、可变电阻（VR2）、电阻（R29）和电阻（R20）组成的压力传感器两端分别与运算放大器（U15）的正负极相连，运算放大器（U15）的输出端与下降沿触发带清除主从双J-K触发器芯片（U14）的时钟输入端1CLK相连，主从双J-K触发器芯片（U14）的1Q端经过二极管（VD9）后与锁存器（U16）的锁存端L相连然后又与主芯片单片机（U5）管脚P56相连，主芯片单片机（U5）管脚P56另一路经过电阻（R35）和电容（C27）组成的延时电路与锁存器（U16）的数据输入端D0相连；主从双J-K触发器芯片（U14）的～1Q端经过电容（C26）和电阻（R34）组成的延时电路与其清零端～1CLR相连；锁存器（U16）的数据输出端Q0和与门芯片（U17）的输入端的其中一端相连，运算放大器（U15）的输出端和与非门芯片（U19）的两个输入端相连后，与非门芯片（U19）的输出端和与门芯片（U17）的另一个输入端相连，与门芯片（U17）输出端最后与主芯片单片机（U5）管脚P54相连，同时输出端一路又经过发光二极管（VD10）后与电磁继电器（K3）的电磁线圈一端相连，此端经过开关（S19）后与+5V蓄电池的正极相连，电磁线圈另一端接地与蓄电池的负极；电磁继电器（K3）所对应的常开开关（K3-1）的一端接+24V电压，另一端接在出水电磁阀（YV1）的正极，出水电磁阀（YV1）的另一端接地；

所述水量数据存储电路中，串行EEPROM芯片（U18）的芯片地址输入引脚A0、A1、A2和GND五个管脚接地、写保护WP端也接地，串行EEPROM芯片（U18）串行时钟端SCL和串行数据端SDA分别与主芯片单片机（U5）管脚P61和P62相连、电磁继电器（K3）所对应的常闭开关K3-2的一端接+5V电压，另一端一边接在串行EEPROM芯片（U18）的电源输入端VCC上，另一边经过电阻（R38）与三极管（Q11）的基极相连，三极管（Q11）的集电极接+5V电压，发射极一路与主芯片单片机（U5）管脚P57相连，另一路经过电阻（R39）后接地；

所述进水控制电路，三极管（Q10）的基极经过电阻（R37）后与主芯片单片机（U5）管脚P60相连，三极管（Q10）的集电极接电源电路的+5V输出端，三极管（Q10）的发射极接发光二极管（VD12）后与电磁继电器（K4）的电磁线圈一端相连然后接地，电磁继电器（K4）的所对应的常开开关的一端接+24V电压，另一端接在进水电磁阀（YV2）的正极，进水电磁阀（YV2）的负极接地。

3.根据权利要求2所述的数显防千沸水节能饮水机，其特征在于：所述冷水管（5）自由端头设有冷水出水龙头（6），热水管（7）自由端头设有热水出水龙头（8）。