整个硬件系统由主控制系统、输入输出模块、传感器、其他功能电路和电源部分组成。主控系统使用单片机控制，包括对键盘的信息的接收和控制，对其他功能电路的控制等，通过软件编程实现预定功能；传感器部分即检测子系统，主要是进行饮水机中水的温度检测和控制，采用智能温度传感器DS18B20；其他功能电路部分包括恒温，防干烧，出水等电路，达到功能多样化；电源部分为智能饮水机提供必要的电能，保证饮水机能够正常的工作。

3.3 软件部分

3.3.1 主程序部分

程序的初始化主要包括三个环节：

(1) 实现各种设置堆栈指针、定时器/计数器 0 初始化、以及开中断、定时器/计数器启动；

(2) 实现 LED 显示当前水温并能显示预设的水温；

(3) 不断的进行按键扫描，判断是否有按键按下，如没有按键按下，则返回显示；如有按键按下，则根据所按键实现相应的操作。

人机对话功能键设置如下：

(1) “出水” 键：控制其出水和停止出水；

(2) “加热” 键：控制其加热和停止加热；

(3) “锁定” 键：用于锁定其他所有按键；

(4) “切换” 键：用于将显示器切换至温度设定界面并开始设定温度；

(5) “设置温度” 键：以 5℃为间隔在 0℃至 100℃之间以递增方式设定水温。

// 关键代码
void main()
{
T=100;
while(1)
{
Lock_key();
if(Lock==0)
keyscan();
if(flag2==0)
temp_display();
if(flag2==1)
SEG_display(T,0);
if(temp>=T*10) {Temp_led=0;Hot=1;Hot_led=1;}
if(temp< T*10) Temp_led=1;
if(temp>=1000){Beep=0;Hot=1;Hot_led=1;}
if(temp<1000) Beep=1;
}
}

3.3.2 温度检测

温度检测运用 DS18B20 芯片，因为其功能全面且精度高，完全可以满足设计要求，它将检测到的水温送给单片机，再由单片机输出给显示电路将实时水温显示出来。

// 关键代码
void init_ds18b20()
{
uchar x=0;
DQ = 1; //DQ 复位
delay_us(10); //稍做延时
DQ = 0; //单片机将 DQ 拉低
delay_us(100); //精确延时 大于 480us
DQ = 1; //拉高总线
delay_us(10);
x=DQ; //稍做延时后 如果 x=0则初始化成功 x=1 则初始化失败
delay_us(20);
}
uchar ReadOneChar()
{
uchar i;
uchar dat=0;
for (i=8;i>0;i--)
{
DQ = 0;
dat>>=1;
DQ = 1; 
if(DQ)
dat|=0x80;
delay_us(10);
}
return(dat);
}
void WriteOneChar(uchar dat)
{
uchar i;
for (i=8; i>0; i--)
{
DQ = 0;
DQ = dat&0x01;
delay_us(10);
DQ = 1;
dat>>=1;
}
}
int ReadTem()
{
int t;
uchar a,b;
init_ds18b20();
WriteOneChar(0xcc); // 跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换
delay_us(200);
init_ds18b20();
WriteOneChar(0xcc); //跳过读序号列号的操作
WriteOneChar(0xbe); //读取温度寄存器等
a=ReadOneChar();
b=ReadOneChar();
t=b;
t<<=8;
t=t|a;
return t;
}
void temp_display()
{
uint temp_point;
temp=ReadTem()*0.625; //将温度的高位与低位合并
temp_point=temp%10; //取出小数位
SEG_display(temp/10,temp_point);
}

3.3.3 显示程序设计

显示程序是负责点亮 4 支数码管，并根据单片机送出的数据及时更新显示的数据，其程序流程图如下

(大家可以换成oled屏显示)

// 关键代码
void SEG_display(uchar dat1,uchar dat2)
{
P23=1;
P0=table[dat1/100];
P20=0;
delay_us(80);
P20=1;
P0=table[dat1/10%10];
P21=0;
delay_us(80);
P21=1;
P0=table[dat1%10]|0x80;
P22=0;
delay_us(80);
P22=1;
P0=table[dat2];
P23=0;
delay_us(80);
}

3.3.4 键盘扫描程序

键盘扫描程序的任务是在程序运行过程中始终不停的检测是否有按键被按下，如果检测到有按键被按下，则进入与该按键对应的程序运行；若该按键没有被按下，则继续检测下一个按键，如此循环，从而完成每一个按键所对应的功能。

// 关键代码
void keyscan()
{
if(key1==0)
{
delay_ms(2);
if(key1==0)
{
flag=~flag;
if(flag==1)
Out=0;
if(flag==0)
Out=1;
}
while(!key1);
}
if(key2==0)
{
delay_ms(2);
if(key2==0)
{
flag1=~flag1;
if(flag1==1)
{Hot=0;Hot_led=0;}
if(flag1==0)
{Hot=1;Hot_led=1;}
}
while(!key2);
}
if(key3==0)
{
delay_ms(2);
if(key3==0)
{
if(flag2==1) T+=5;
if(T>=101)T=0;
}
while(!key3);
}
if(key5==0)
{
delay_ms(2);
if(key5==0)
{
flag2=~flag2;
}
while(!key5);
}
}
void Lock_key() // 锁定键盘
{
if(key4==0)
{
delay_ms(2);
if(key4==0)
{
Lock=~Lock;
if(Lock==1)
Lock_led=0;
if(Lock==0)
Lock_led=1;
}
while(!key4);
}
}