毕业设计（论文）自动售水机设计.doc

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1、中文摘要饮水对健康起着十分重要的作用，然而，目前市场上大量流行的桶装水因为保质周期、送水环节的人工操作污染、饮水机内长期菌体有机物堆积等问题而正被另一种新兴的水取代自动投币售水机。自动售水机电路起到控制作用，是自动售水机的大脑，也是整个机台的核心部分，它决定了整台水机运行的正常与否、使用的寿命长短、拥有智能和稳定的电控技术。该设计以时间控制为核心，通过对振荡电路振荡频率的调节，使其与延时电路相协调，从而准确控制出水时间和显示时间。对振荡频率的调节分为粗调和微调，以保证其准确性。延时单元配合以计数芯片的锁存功能引脚，以便统一控制整机电路。关键词：自动售水机；时间控制；振荡频率；锁存ABSTRAC

2、TDrinking water is playing very important role to health, but, large amount of barrelled popular water the automation is being substituted by another one kind of water new and developing throwing in coins selling water machine because the hand operation guaranteeing the quality period , giving water

3、 a link contaminates , the long-term thallus organic congeries waits for problem within drinking water machine at present on the marketplace. Arrive at control action starting from when the automation sells the water electromechanical road, cerebrum being that the automation sells water machinebe al

4、so entire machine core part, its working life-span length that regularity uses or not, own intelligence and stable electricity having decided to rectify platform water machine charge a technology. That design is centering on duration control , measure by checking oscillating circuit oscillating freq

5、uencys, makes the person be in harmony with time lapse circuit appearance, thereby accurate the time controlling out water and display time. The adjustment checking oscillating frequency is allotted in order rude harmonious readjusts, with guarantee its accuracy. The deferred element stretches a foo

6、t in coordination with using the chip lock exist function counting, to unite the road controlling the entire electromechanical.Keywords: The automation sells water machine， duration control， oscillating frequency， lock exist 目 录第一章自动售水机的介绍41.1自动售水机的背景及意义41.2自动售水机的应用4第二章总体方案设计62.1设计要求与功能实现62.2设计框图62.

7、3主要芯片功能介绍62.3.1 555定时器62.3.2CD40106引脚图102.3.3 CD4553引脚及功能102.3.4CD4511112.4 继电器介绍132.4.1 继电器的功能132.4.2 继电器的运用13第三章单元电路设计143.1脉冲信号发生电路143.2延时电路143.3数据锁存、计数器清零电路153.4译码与显示电路16第四章电路的安装与调试174.1 电路的安装174.1.1安装步骤174.1.2 安装时要注意的问题174.2 电路调试18第五章总结与展望20参考文献21附录 A22附录 B23致谢24第一章自动售水机的介绍1.1自动售水机的背景及意义1907年，美国

8、人休穆尔考入哈佛大学。 他的内兄劳伦斯卢埃伦认为：“学习是浪费时间，生活中不受教育也能取得成就，比如发明点什么有用的东西。” 一天，他对休说：“我已经取得自动售水机的专利，如果你休学，同我合伙做生意，我们会发大财的。” 很快， 在火车站和马路边出现了第一批自动售水机。 自动售水机是一种更新颖、更科学、更健康、更便利的购水模式，以绝对的价格优势出售的活净水晶莹清澈，不含污染物，没有细菌和病毒，去除了致癌物、无机矿物质和有害重金属等，同时保留了水中的活性氧，使水成为活化水。活净水对人体的作用有：溶解度高，易被人体细胞吸收，有利生津止渴，促进新陈代谢；能消除人体消化系统中的油腻和血管上的血脂，有利于

9、血管弹性的恢复；服药时能使存物充分溶解、吸收而提高药效；能降低血脂和胆固醇；用来洗练能滋润皮肤等，故活净水在日本被誉为“21世纪饮用水”。 水是生命的源泉。人对水的需要仅次于氧气,人如果不摄入某一种维生素或矿物质，也许还能继续活几周或带病活上若干年，但人如果没有水，却只能活几天。然而，目前市场上大量流行的桶装水因为保质周期、送水环节的人工操作污染、饮水机内长期菌体有机物堆积等问题而使生活饮水质量得不到保障.这个时候，自动售水机的出现就迎刃解决了这些 困扰人们的问题。 自动售水机的出水,经过粗滤活性炭吸附超滤膜反渗透膜矿化处理活化处理活氧消毒 等多道深度净化、活化处理，自来水中含有的各种泥沙、铁

10、锈、重金属、细菌、余氯及其衍生物、以及各种有机污染物已经被彻底清除，保证出水的洁净。独家采用的的晶体能活力素，该产品比表面积高、内聚力强、具有永电性，并且富含对人体有益的各种微量元素。经水浸泡可改变水分子结构，形成小分子水，增加水中的矿物质，释放有利于提高人体血液循环、消化吸收等代谢能力，常饮可以增强人体抗氧化能力。1.2自动售水机的应用市场前景：在中国2I世纪十大朝阳产业中，终端制水产业位列第六，其市场容量预计为1000多亿元。巨大的市场潜力，目前已吸引法国的威利雅、美国的GE、日本的日立等世界水处理巨头涌人中国。投币售水机最早出现在国外，因为是现制现售的高品质健康饮用水，加之价格优势，同时

11、具备安全、便利、健康、科学的特点，一经问世便受到广大消费者认同，并逐渐取代瓶装水一半以上的份额，从而成为主流的终端饮水消费方式。在美国，在欧洲，在东南亚，在日本已经非常普及。若在一个区域市场布放100个站点，区域运营服务商不必投入太多资金利用总部的模式以特许连锁加盟的方式运营这个项目，同时还要和加盟商对营业额进行分账。项目特色：l、使用便利：24小时现场制水，全天自助式供应，消费者自带容器，采用IC智能刷卡方式或将一定数量的硬币投入到机器中，然后按一下灌装键，就可完成整个购买过程。2安全放心：活性水中含有大量溶解氧，纯净而富氧，品质高，口感好；使用专用水桶，自己定时清洗，安全放心，避免交叉污染

12、。省水省电，制水过程无污染，满足更前瞻的消费者。3成本低廉：自动售水，24小时营业，全年无休；免人工、免店面，免运输；最大限度地节省经营者人力、物力和时间投入。投资小、见效快，投资回报率高，安装场所选择面广。4价格定位：每公升售价02元，标准中桶4580元桶标准大桶80130元桶。投资规模：2万元左右即可启动。适合人群：大中城市小本投资者、希望兼职创业者。第二章总体方案设计2.1设计要求与功能实现该“自动售水机电路”是不使用单片机的直接通过RC延时电路及芯片来实现功能的控制电路。主要由信号发生电路、延时复位电路和计数译码显示电路等部分组成。信号发生电路提供一个一定频率的脉冲信号用于计数，售水时

13、间为30秒，同步显示售水时间。电路中用按键开关代替投币，用发光二极管来代替出水阀。当投币（按下按键）时，数码管显示“000”。投币结束（松开按键）时，计数电路工作，计时开始；同时，出水阀出水（发光二极管被点亮），售水开始。30秒后，计时停止，小数点被点亮；同时，出水阀关闭（发光二极管熄灭），售水结束。2.2设计框图 自动售水机电路由信号发生电路为计数器提供脉冲信号用以计数，延时电路对计数器进行延时控制，同时控制继电器并控制显示部分，是系统电路时间控制的重要部分。计数器在延时电路的控制下，对译码电路送数或锁存。经译码电路译码，最终在显示电路上显示出计时效果。图2-1 自动售水机电路设计框图2.3

14、主要芯片功能介绍2.3.1 555定时器555定时器功能简述：555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、

15、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图如图2-2所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 图2-2 555定时器内部方框图555电路的内部电路方框图如图所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3Vcc和1/3Vcc。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2/3Vcc时，触发器复位，555

16、的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。RD是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3Vcc作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。555定时器的应用：1）555定时器单稳态触发器 图2-3 555构

17、成单稳态触发器上图2-3为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见下图2-4。图2-4单稳态触发器波形图暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元

18、件R、C的大小。Tw=1.1RC通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。 （2）555定时器组成施密特触发器电路如图2-5所示，只要将脚2和6连在一起作为信号输入端，即得到施密特触发器。下图2-6画出了、Vi和Vo的波形图。设被整形变换的电压为正弦波，其正半波通过二极管D同时加到555定时器的2脚和六脚，得到的Vi为半波整流波形。当Vi上升到时，Vo从高电平转换为低电平；当Vi下降到时，Vo又从低电

19、平转换为高电平。回差电压：V=图2-5 555构成施密特触发器 图2-6 555构成施密特触发器的波形图（3）555定时器构成多谐振荡器如图2-7，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端放电，使电路产生振荡。电容C在和之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图2-8所示。图2-7 555构成多谐振荡器 图2-8 多谐振荡器的波形输出信号的时间参数是： T=0.7（R1+R2）C=0.7R2C其中，为VC由上升到所需的时间，为电容

20、C放电所需的时间。555电路要求R1与R2均应不小于1K，但两者之和应不大于3.3M。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。 （4）555定时器组成占空比可调的多谐振荡器电路如图2-9，它比图2-7电路增加了一个电位器和两个引导二极管。D1、D2用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径（充电时D1导通，D2截止；放电时D2导通，D1截止）。图2-9 555构成占空比可调的多谐振荡器占空比 可见，若取，电路即可输出占空比为50的方波信号。2.3.2CD40106引脚图CD40106

21、由六个斯密特触发器电路组成。每个电路均为在两输入端具有斯密 特触发器功能的反相器。触发器在信号的上升和下降沿的不同点开、关。图2-10 CD40106引脚图2.3.3 CD4553引脚及功能CD4553是3位十进制计数器，但只有1个输出端，要完成3位输出，采用扫描输出方式，通过它的选通脉冲信号，依次控制3位十进制的输出，从而实现扫描显示方式。引脚功能： CLOCK：计数脉冲输入端，下调沿有效。 CIA、CIB：内部振荡器的外界电容端子。 MR：计数器清零（只清计数器部分），高电平有效。 LE：锁定允许。当该端为低电平时，3组计数器的内容分别进入3组锁存器，当该端为高电平时，锁存器锁定，计数器的

22、值不能进入。 DIS：该端接地时，计数脉冲才能进行计数。 DS1、DS2、DS3：位选通扫描信号的输出，这3端能循环地输出低电平，供显示器作为位通控制。 Q0、Q1、Q2、Q3：BCD码输出端，它能分时轮流输出3组锁存器的BCD码。 CD4553内部虽然有3组BCD码计数器（计数最大值为999），但BCD的输出端却只有一组Q0Q3通过内部的多路转换开关能分时输出个、十、百位的BCD码，相应地，也输出3位位选通信号。例如：当Q0Q3输出个位的BCD码时，DS1端输出低电平；当Q0Q3输出十位的BCD码时，DS2端输出低电平；当Q0Q3输出百位的BCD码时，DS3端输出低电平时，周而复始、循环不止

23、。图2-11 CD4553引脚图2.3.4CD4511CD4511是一个用于驱动共阴极 LED （数码管）显示器的 BCD 码七段码译码器，特点：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流。可直接驱动LED显示器。 CD4511 是一片 CMOS BCD锁存/7 段译码/驱动器，引脚排列如图 2-12所示。其中a b c d 为 BCD 码输入，a为最低位。LT为灯测试端，加高电平时，显示器正常显示，加低电平时，显示器一直显示数码“8”，各笔段都被点亮，以检查显示器是否有故障。BI为消隐功能端，低电平时使所有笔段均消隐，正常显示时， B1端应加高电平。另

24、外 CD4511有拒绝伪码的特点，当输入数据越过十进制数9(1001)时，显示字形也自行消隐。LE是锁存控制端，高电平时锁存，低电平时传输数据。ag是 7 段输出，可驱动共阴LED数码管。另外，CD4511显示数“6”时，a段消隐；显示数“9”时，d段消隐，所以显示6、9这两个数时，字形不太美观。若要多位计数，只需将计数器级联，每级输出接一只 CD4511 和 LED 数码管即可。所谓共阴 LED 数码管是指 7 段 LED 的阴极是连在一起的，在应用中应接地。限流电阻要根据电源电压来选取，电源电压5V时可使用300的限流电阻 其功能介绍如下： BI：4脚是消隐输入控制端，当BI=0 时，不管

25、其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。 LT：3脚是测试输入端，当BI=1，LT=0 时，译码输出全为1，不管输入 DCBA 状态如何，七段均发亮，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。LE：锁定控制端，当LE=0时，允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=0时的数值。A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。 a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。图2-12 CD4511引脚图CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。其引脚图如上图2-12所示。 各引脚的名称

26、：其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BI、LT；13、12、11、10、9、15、14分别表示 a、b、c、d、e、f、g。左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS。锁存功能: 译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态。当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE为“1”电平时，TG1截止，TG2导通，此时有锁存作用。译码 : CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二输入端与非门对输入数据B、C进行组合，得出四项，然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。消隐 : BI为消隐

27、功能端，该端施加某一电平后，迫使B端输出为低电平，字形消隐。消隐控制电路如图3-4所示。消隐输出J的电平为J=（C+B）D+BI 如不考虑消隐BI项，便得J=（B+C）D 据上式，当输入BCD代码从1010-1111时，J端都为“1”电平，从而使显示器中的字形消隐。2.4 继电器介绍2.4.1 继电器的功能继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛应用于遥控、遥测、通讯、自动控制、机电一体化及电力电子设备中，是最重要的控制元件之一。继电器一般都有能反映一定输入变量（如电流、电压、功率、阻抗、频率、温度、压力、速度、光等）的感应机构（输入部分）；有能对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构（输出

28、部分）；在继电器的输入部分和输出部分之间，还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。作为控制元件，概括起来，继电器有如下几种作用：扩大控制范围。例如，多触点继电器控制信号达到某一定值时，可以按触点组的不同形式，同时换接、开断、接通多路电路。放大。例如，灵敏型继电器、中间继电器等，用一个很微小的控制量，可以控制很大功率的电路。综合信号。例如，当多个控制信号按规定的形式输入多绕组继电器时，经过比较综合，达到预定的控制效果。 自动、遥控、监测。例如，自动装置上的继电器与其他电器一起，可以组成程序控制线路，从而实现自动化运行。工厂专业生产各式时间继电器 电磁继电器

29、电子继电器 大功率继电器 液位继电器 固态继电器 大功率继电器 小型继电器 计时器 计数器 继电器等。继电器实质是一种传递信号的电器，它根据输入的信号达到不同的控制目的。继电器一般是用来接通和断开控制电器（电动机）如在直流电动机里的电流继电器，当电流过小或过大时，它检测到这种电流信号后便控制电动机的启停，还有如热继电器，如电动机长期过载而使温度过高时，它便控制电动机停止。2.4.2 继电器的运用1、先了解必要的条件 控制电路的电源电压，能提供的最大电流； 被控制电路中的电压和电流； 被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时，一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供

30、足够的工作电流，否则继电器吸合是不稳定的。 2、 查阅有关资料确定使用条件后，可查找相关资料，找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器，可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。 3、注意器具的容积。若是用于一般用电器，除考虑机箱容积外，小型继电器主要考虑 电路板安装布局。对于小型电器，如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。第三章单元电路设计3.1脉冲信号发生电路脉冲信号发生电路如下图3-1所示，由555定时器构成的多谐振荡器发出脉冲信号，供计数部分计数。信号频率为10赫兹，可通过RP1、RP2进行校准调节。输出信号的时间参数是： T=0.7（R1+R2）C=0.7R2C

31、其中，R2=RP1+RP2通过计算，R2的阻值选择为470K,RP1、RP2分别为500K和10K，这样就可以将脉冲信号的频率调到10赫兹了。图3-1 信号发生电路图3.2延时电路 延时单元如图3-2所示，本设计采用RC延时电路作为系统电路的时间控制部件，关系到自动售水机电路能否正常工作。延时的长短靠可调电阻RP3来调节，只有该环节调整得当，显示电路才会计时准确。该部分电路利用CD40106的反相器特性与电容C4、电阻R4、电位器RP3共同组成了具有控制整个电路功能的延时单元。RC的延时，由于电容和电阻分别选择为300K100K和100uF，延时时间可以设定为30秒。当开关按下的瞬间，电容充电

32、，并通过反相器维持数码管的dp端为低电平，使小数点不被点亮，同时使CD4553的锁存端维持低电平送数；30秒后，电容放电完毕，通过反相器，数码管dp端变为高电平，小数点被点亮，同时使锁存端锁存。图3-2 延时电路图3.3数据锁存、计数器清零电路该部分电路由CD4553及外围元件组成，当延时结束，电路进行锁存控制和清零，同时，数据锁存后，继电器得电，使出水阀关闭（灯灭），使售水结束。这部分电路直接受延时电路控制，在系统电路中起到很重要的作用。图3-3 计数器及周围电路图3.4译码与显示电路译码显示电路作为计时器使用，如下图3-4所示，显示出水时间，让顾客对售水机的出水量一目了然。电路由CD451

33、1和三位共阴数码管及外围元件（驱动三极管等）构成。图3-4 译码与显示电路图第四章电路的安装与调试4.1 电路的安装4.1.1安装步骤首先要画出电路布线图，有了布线图可以按图进行有步骤、有参照的安装与焊接；之后按图焊接电阻、电容等低小器件，这样就方便了后面较大元器件的安装，然后按大小次序焊接其他元件。当其他元件安装完毕后，开始安装焊接芯片，安装时要注意不能损坏芯片。最后将各导线焊接上，并引出电源线，注意不要使裸线交叉。4.1.2 安装时要注意的问题1、布线图的重要性安装与焊接的第一步，一定要先画好布线图。有了布线图，可以快速而准确的找到元器件所在位置，能有效防止安装和焊接过程中出错。通过布线图

34、，还可以直观的看到导线在实物中的位置，在焊接时就比较方便。当安装和焊接中出现错误时，我们可以根据布线图来查找问题所在，由于电路原理图与实物图存在较大差距，只有布线图才能提供简洁、准确的参考。如果没有布线图，不仅安装和焊接不方便，出错后查找也比较吃力。所谓“磨刀不误砍柴工”，这就是画布线图的重要性。2、安装和焊接过程中的一些小问题。 在安装时要注意根据电路板的大小来分布电路，由于电路板小，因此，在安装时，电阻采用直立式安装，这样可以节约空间。在焊接时，需要用到电烙铁，所以对电烙铁的使用方法要熟悉，不能因为对电烙铁的不了解而损坏电烙铁或者损坏电路板及各元器件。电烙铁是电子焊接中最常用的工具，作用是

35、将电能转换成热能对焊接点部位进行加热焊接，其是否成功很大一部分是看对它的操控怎么样了，因此某种角度上来说电烙铁的使用依靠的是一种手法感觉。 一般来说，电烙铁的功率越大，热量越大，烙铁头的温度也就越高。一般的晶体管、集成电路电子元器件焊接选用20W的内热式电烙铁足够了，功率过大容易烧坏元件，因为二极管、三极管结点温度超过 200就会烧坏。但以搭棚焊为主的胆机制作中，电烙铁功率要大些，可在35W-45W中选择，甚至可以更大。 值得注意的是，线路焊接时，时间不能太长也不能太短，时间过长也容易损坏，而时间太短焊锡则不能充分融化，造成焊点不光滑不牢固，还可能产生虚焊，一般来说最恰当的时间必须在1.5s4

36、s内完成。 焊锡是一种易熔金属，最常用的一般是焊锡丝。焊锡的作用是使元件引脚与印刷电路板的连接点连接在一起，焊锡的选择对焊接质量有很大的影响。现在最常用的一般是含松香焊锡丝,但细分起来也颇有讲究，其中真正不掺水份的含银焊锡丝当然是上等品了。 另外值得一提的是吸锡器，其对于新手来说十分实用，初次使用电烙铁总是容易将焊锡弄得到处都是，吸锡器则可以帮你把电路板上多余的焊锡处理掉。另外，吸锡器在拆除多脚集成电路器件时十分奏效有用，它能将焊点全部吸掉，而对于能熟练使用烙铁的人来说就完全没有必要了，用烙铁完全可以代替其功能，将焊点熔掉就可以很容易的将元件取出。 焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位进行焊

37、前处理。 清除焊接部位的氧化层-可用断锯条制成小刀,刮去金属引线表面的氧化层，使引脚露出金属光泽。印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上一层松香酒精溶液。 元件镀锡-在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上，并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层很薄的锡层。导线焊接前，应将绝缘外皮剥去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一起，然后再镀锡。 做好焊前处理之后，就可正式进行焊接 （1）右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。 （2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。

38、电烙铁与水平面大约成60角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在23秒钟。 （3）抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。 （4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。 焊接质量-焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触良好。要保证焊接质量，其典型特征是锡点光亮，圆滑而无毛刺，锡量适中。锡和被焊物融合牢固,不应有虚焊和假焊。 虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良，时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊点中拔出。 焊接电路板时，一定要控制好时间。太长，电路板将被烧焦，或造成

39、铜箔脱落。从电路板上拆卸元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的锡熔化后，将元件拔出。 如何拆换元件-其实拆换元件再简单不过了，用吸焊器很容易就能完成，将元件管脚上的焊锡全部吸掉，这里告诉大家一个小诀窍，现在的电路板大多做工精细，焊锡使用很少，很难熔掉，那么我们可以加点焊锡在管脚上再去利用吸焊器就容易多了。 另一个方法就是前面提到的，直接使用电烙铁熔掉焊锡，但这样就存在不小的危险性，既要小心焊点没完全被熔掉，又怕接触的太久烧坏元件。常用的方法是在加温的时候就用镊子夹住元件外拉，当温度达到时，元件就会被拉出，但切记不要太用力了，否则管脚断在焊锡中就麻烦了。 当然，为保险起见，两种方法结合起来使

40、用是再好不过了，因为有时由于元件插孔太小，吸焊很难被吸干净，此时撤走吸焊器就会粘住，故可以用电烙铁加热取掉。 另外，由于芯片不能老是承受高温，因此，在安装芯片时，我们采用了底座，这样一来，可以避免芯片直接接触高温，避免芯片损坏。4.2 电路调试该电路的调试分为两个阶段。1、 漏洞和错误的查找和改正当所有电路焊接完毕，电路并不一定会正常工作，也许真题电路中存在某些问题，也许电源电路中存在一些错误，这时就需要我们对电路进行初步调试。在本电路当中，主要有元件的焊接和导线的焊接两方面出现问题。在元件的焊接中，由于芯片555与其底座不匹配，致使引脚焊接错误，调试时无法为计数电路提供脉冲信号。通过测量引脚

41、电压的方法找出问题并解决，同时也用到万用表根据电路原理图和布线图来测量有问题部分的连接是否正确。除此之外，继电器的焊接也存在问题。在焊接之前，没有真正弄清楚继电器的引脚，在连接中出现错误不能正常工作，通电调试后发现错误，将继电器取下，用万用表仔细测量，并查找相关资料了及其结构及功能。问题解决后继续调试，发现继电器仍无法工作，经请教同学，安装三极管9013作为驱动，再次调试，将因多次焊接而出现虚焊的焊点连接好，问题解决。在导线的焊接中，由于CD4553的2脚与数码管之间的导线连接出现虚焊，使数码管第二位闪烁且有时不亮，通过使用万用表，检查出电阻R14与三极管VT2之间连接处接触不良，重新焊接后问

42、题解决。在接下来的调试当中，发现数码管在显示计时时，忽明忽暗，经检查，由于导线较多且密集，导线之间容易接触。于是将导线用焊锡固定于电路板上，经调试后发现，问题解决。2、 实现功能的调试在确认电路不存在其他问题后，就要进行最后的调试，调试分为两部分，一个是信号发生单元的调试，另一个是延时复位单元的调试。信号发生单元的调试：信号电路所发出的信号频率由电位器RP1和RP2控制，按本设计要求，调节RP1和RP2，使脉冲信号的频率为10赫兹，这样就使计数器每秒钟计数十次，在数码管显示为秒表计时。其中，RP1为粗调，首先调节RP1，调到一定范围后在调节RP2，RP2为微调，这样就可以使结果比较准确。在这部

43、分调试中，由于准确度要求较高，需要用示波器测试。延时复位单元的调试：延时复位电路采用RC延时电路进行延时，通过可调电阻来实现延时长度的调整。RC延时电路连接到CD4553的10脚，延时结束后进行锁存和复位。调试时，反复调节RP3，使得从松开AN时起至显示器小数点被点亮止，时间刚好为30秒。调试结束后，该电路就可以使用了。第五章总结与展望经安装调试与完善，设计基本实现了预期的功能且性能稳定，可放心使用。投币（按下按键）后，数码管开始显示计时，同时出水阀出水（发光二极管被点亮），30秒后，数码管计时锁存，出水阀关闭（法官二极管熄灭），售水结束。水是生命的源泉，每个人都离不开饮水，所以，投资自动售水

44、机很有发展潜力。成本低廉，只需2万元左右即可启动，大中城市小本投资者、希望兼职创业者都可以经营。本电路中的设计还有很多不足之处，随着社会发展，投币正在被刷卡这种更为方便快捷的付款形式所代替。再有条件的情况下，可以将刷卡部分的电路安装到本设计中来，使该自动售水机电路既可以以投币的形式又可以以刷卡的形式工作。这样不仅使消费者更加方便，使电路更加实用，也彰显了与时俱进，追求发展和创新的精神。另外，该电路中可以添加报警装置，提醒消费者售水结束，为消费者提供方便。由于该电路中没有中断控制部分，所以如果水桶过小，在售水过程中需要换水桶时，不仅不方便，还会造成不小的浪费。在电路中加上中断控制部分就能防止这种

45、事情的发生。这样，只需在需要暂停时按一下中断控制按键，就能让售水暂停，当换好水桶后，再次按此按键，售水便继续进行。饮水健康永远都是人类的一件必不可少的重要事情，而自动售水机的出现则标志着人类健康饮水达到了一个新的高度。随着自动售水机的不断发展和完善，人们已经越来越离不开这种健康饮水的途径，希望自动售水机发展的更快更好，使人们的饮水更健康、更方便，让社会更和谐、更美好。参考文献1电子线路设计、实验、测试谢自美 华中理工大学出版社 2芯片速查手册赵宏伟，朱洪文 中国自动化技术公司出版3赵良炳.现代电力电子技术基础，北京：清华大学出版社4 易泓可.电气控制系统设计基础与范例，北京：机械工业出版社5 百度网络 6 谷歌网络 附录 A自动售水机电路原理图附录 B自动售水机实物图致谢