強磁水處理儀是吸收了國內外同類產品的優點研發而成的。該產品中心磁場強，對外界磁干擾" title="磁干擾">磁干擾小，對水的處理效果明顯，是結構新穎獨特的新一代最理想的防垢、除垢、殺菌、滅藻、防腐、防銹的水處理產品。可廣泛運用于中央空調水循環系統，熱交換系統，工業冷卻水系統，家庭及公共建筑供暖供水管道，循環冷卻系統，特種水產養殖場水質穩定等。

　　1 強磁水處理儀的控制要求

　　(1)對兩個模擬信號進行采集：1個溫度，(NTC電阻信號)1個壓差(或兩個壓力，0～10 V或4～20 MA信號)。

　　(2)有四個輸出控制點：4個開關輸出(繼電器，兩個開關一組)。

　　(3)控制要求：實測壓差值與設定壓差值比較，超過設定壓差值時，關閉1號開關，同時打開2號開關，延時30秒，打開1號，關閉2號；如此往復，系統帶實時時鐘。

　　(4)顯示要求：液晶文本顯示，顯示測量溫度、壓差、設定壓差、分別顯示兩組開關的狀態，顯示實時時鐘。

　　(5)設計一組鍵盤：對溫度、壓力、日期和時間等的初值等進行設定。

　　2 系統設計

　　2．1 系統框圖

　　根據系統要求，設計了如圖1所示硬件系統，系統由10部分組成。各部分的作用如下：

　　2．1．1 鍵盤電路

　　對系統進行各種參數的設置和對系統進行控制。

　　2．1．2 時間電路

　　產生系統的日期和時間，如產生年、月、日、時、分、秒，并對這些參數進行存儲。

　　2．1．3 單片機

　　是系統的核心，用它對系統各部分進行管理控制。

　　2．1．4 電源電路

　　對220 V交流電壓進行變壓、穩壓。產生系統所需的各種電壓。

　　2．1．5 顯示電路

　　用來顯示系統的工作情況，如溫度、壓力、日期和時間。

　　2．1．6 A／D轉換電路

　　將溫度和壓力傳感器檢測到的模擬電壓" title="模擬電壓">模擬電壓轉換成數字量輸入單片機。

　　2．1．7 溫度傳感器

　　將測試點溫度的變化轉換成模擬電壓送A／D轉換器。

　　2．1．8 壓力傳感器

　　將測試點壓力的變化轉換成模擬電壓送A／D轉換器。

　　2．1．9 驅動電路

　　將單片機輸出的控制信號變成執行機構所需功率的驅動信號送執行機構。

　　2．1．10 執行機構

　　在驅動信號的作用下，完成最終任務的執行。

　　2．2 系統電路設計

　　根據系統要求和系統框圖1進行了電路的詳細設計，下面就各電路芯片的選擇和電路設計作一介紹，電路原理圖如圖2所示。

　　2．2．1 鍵盤電路設計

　　該部分的功能是對系統進行各種參數的設置和對系統進行控制。參數設置主要包括對溫度、壓力的值進行設定，另一就是對日期和時間進行設置。控制主要包括如啟動、停止和各種參數的選擇等。由于系統要求功能不多，所以共設置了8個鍵，這8個鍵與單片機的P20～P27相連，由于單片機的引腳目前還夠用，所以采用最簡單的連接方式。

　　2．2．2 時間電路

　　系統要求顯示日期和時間，單片機雖然可以產生系統的日期和時間，一但系統關機后，日期和時間將無法統計，所以選擇了時間電路DS1302。此電路可自動對日期和時間進行統計，如產生年、月、日、時、分、秒，并對這些參數進行存儲。當需要顯示日期和時間時，單片機直接從DS1302讀取，經處理后送液晶顯示器。

　　2．2．3 單片機的選擇

　　單片機是系統的核心部分，用它對系統各部分進行管理控制。根據系統要求選擇了AT89C52，AT89C52有4個8位的并口，8 kB閃存等，完全可以滿足系統要求。單片機與其它各部分的連接全部采用直接連接方式，這樣可使系統具有結構簡單，使用器件少，成本低等優點。

　　2．2．4 電源電路設計

　　電源電路采用變壓器對220 V交流變壓，變成10 V經整流器整流濾波，供繼電器使用，再經三端穩壓器穩壓后產生+5 V后供單片機和其它需+5 V的電路使用。+5 V的另一路就是對可充電電池充電，供DS1302使用。

　　2．2．5 顯示電路設計

　　由于系統要求顯示漢字，行數為4行。所以選擇了OCMJ4XSC-8點陣式液晶屏，其內部有顯示RAM，字型產生器，內置2M位中文字型ROM，總共提供8192中文字型(16×16點陣)，16 k位半寬字型ROM，總共提供126個(16×8點陣)，點陣數為128×64，共可顯示4行，每行8個漢字。單片機通過P0口與OCMJ4XSC-8傳輸信息，用P1口的對應位傳輸控制信號。我們用此顯示屏來顯示系統的工作情況，如設置溫度、壓力，實測溫度和壓力，日期和時間等。

　　2．2．6 A／D轉換電路設計

　　要求能對兩路模擬電壓進行轉換，將溫度和壓力傳感器檢測到的模擬電壓轉換成數字量輸入單片機。這里選用了8路模數轉換器ADC08 09，電路通過P0口輸入數據，通過P15、P16和P17對其進行控制。

　　2．2．7 溫度傳感器選擇

　　對容器內的水溫進行測試，將測試點水的溫度轉換成0～5 V電壓送A／D轉換器。供單片機分析判斷，當水的溫度低于最低設定值時，啟動加溫電路給容器內加溫，當水溫高于最高設定值時，停止加溫電路加溫。

　　2．2．8 壓力傳感器選擇

　　對容器內的水壓進行測試，將測試點水的壓力轉換成0～5 V電壓送A／D轉換器。供單片機分析判斷，當水位低于最低設定值時，啟動給水電路給容器內加水，當水位高于最高設定值時，停止供水。

　　2．2．9 驅動電路設計

　　其驅動電路的作用是將單片機輸出的控制信號變成執行機構所需功率的驅動信號送執行機構。由于被控對象要求采用220 V交流電，因此采用了分立元件和繼電器電路，由單片機的P33、P34、P35和P36共四路輸出，經三極管驅動后使繼電器吸合，接通220 V給執行機構供電。

　　2．2．10 執行機構

　　圖中末畫出此部分電路圖，單片機經驅動電路轉換將TTL電平轉換成220 V交流電壓，送到相應的執行機構，如加水的電磁閥，加溫的電熱管等，完成最終任務的執行。

　　3 結論

　　根據用戶的要求設計了以上電路，此電路采用了較先進的單片機、點陣式液晶顯示器和時間電路等，電路結構簡單。電路經組裝、調試和運行，電路工作穩定可靠，完全符合設計要求。