基于ATmega16L的凈水機控制系統的設計

開關量輸出經過擴展后，由于外部負載為電磁閥感性負載，所以選用高壓高電流達林頓管陣列ULN2803A直接驅動負載，同時增加了D5～D9作為續流二極管。續流二極管均為并聯且在線圈的兩端，當線圈通過電流時，會在其兩端產生感應電動勢。當電流消失時，其感應電動勢會對ULN2803A產生反向電壓。當反向電壓高于ULN2803A反向擊穿電壓時，會造成ULN2803A損壞。但由于續流二極管并聯在線圈兩端，當流過線圈中的電流消失時，線圈產生的感應電動勢通過二極管和線圈構成的回路做功而消耗掉了，從而保護了ULN2803A的安全。
2.3 數據保存
由于不同的用戶設定的參數不一樣，這些參數在沒有修改前要永久保存，在系統中要求保存的參數有：定時開/關機的時間、定時開/關制熱的時間、水溫度設定值。這些參數可以通過外擴鐵電存儲器來保存，但將會增加控制系統成本。由于ATMEGA16L自身帶有512 B的EEPROM，擦寫次數達100 000次?？紤]到這些參數不會頻繁地被修改，所以用單片機內部的EEPROM就能夠滿足參數保存的要求。同時在程序設計中盡量減少了對EEPROM進行讀寫R的次數，只在上電時對EEPROM進行讀，參數改變時對EEPROM進行寫，按每天總共讀寫10次計算，可以使用27年。
2.4 水位檢測裝及控制方案
水位的檢測是通過在水箱中豎直安裝一根中空管(里面分別裝有高/低水位干簧管)，中空管外面套有一個浮動的磁環裝置，與水位同時升降。當磁環和相應干簧管在同一高度時，干簧管閉合，單片機檢測到信號后，執行相應控制。如檢測到低水位信號時，單片機輸出啟動凈化水的信號，打開進水閥門，同時為了避免由于硬件誤檢測帶來誤控制，在啟動凈化水的同時會啟動制水時間，在規定時間內沒有達到高水位信號時，LCD屏則顯示機器故障或者提示停水了，機器自動停機；當檢測到高水位信號時，關制水，啟動殺菌消毒裝置對新制的水進行處理。
3 控制系統軟件設計
凈水機的軟件設計采用模塊化設計思想，以主程序為核心，設計了各功能模塊子程序，使大量的功能在子程序中實現，簡化了軟件設計結構。子程序模塊主要包括：定時處理子程序、系統故障檢測處理子程序、溫度處理子程序、鍵盤管理子程序、數據存儲子程序、顯示子程序等。所有程序采用基于ICCAVR編譯器，用C語言編寫。系統主程序流程圖如圖5所示。

以ATmega16L單片機為核心的控制系統凈水機成本低、抗干擾能力強、運行穩定可靠。殺菌消毒過程使用臭氧、紫外線殺菌消毒兩種方法。通過對經凈水機處理水的水質進行檢測，可以滿足GB19298-2003、生活飲用水衛生標準GB5749-2006的要求。目前該凈水器已為企業帶來了巨大的經濟效益。