摘要：随着时代的发展，单片机领域不断扩张。人工智能产品的出现改变了人们的生活方式。智能产品不仅加快了人们的生活节奏，还为人们的安全提供了保障。在快节奏生活的同时，人们开始越来越关注自己的身体健康，基于 52 单片机设计的健康水杯就是以人的健康为出发点设计的一款智能产品。
关键词： STC89C52 ；健康提醒；智能加热
1 设计背景
生活中，往往会遇到这样的问题：出门带上一杯热水，可过一阵水就变凉了，没有办法在一整天中都喝到温度适宜的热水。如果每天喝的水温度太凉或过热，长时间会引发肠胃疾病。不仅如此，如果我们每天的饮水量达不到人体所需的数值还会增加心脏疾病的发病机率，所以如何实现随时随地加热水温，又能计算每日的饮水量，成了需要解决的问题。
2 设计原理
健康水杯是以 STC98C52 单片机为核心，利用温度检测电路、压力传感器、加热模块和显示电路组成，实现实时保持水温和计算每日饮水量，并通过 LCD1602 显示屏显示。STC89C52 单片机最小系统电路有复位电路、时钟电路和电源电路。拥有这 3 个部分电路后，单片机即可正常工作。
2.1 温度传感器
本设计使用的温度传感器为 DS18B20 ，具有体积小、价格低廉、精度高等特点。在本设计中可以检测出水杯中的水温情况，该传感器是一款常用的数字温度传感器。其输出信号为数字信号，所以减少了对输出数据的预处理电路。该传感器具有体积小、抗干扰能力强、精度高等特点，适用于各种狭小空间的测温环境。
图 1 DS18B20 的测温原理图
2.2 压力传感器
设计的智能水杯底部安放有一个压力传感器，该传感器可以感受水杯质量变化并分析水杯内水量的增减情况。该传感器输出信号为模拟信号，外部需要ad 转换电路的配合使用，ad 转换电路将数据转化为数字信号发送至单片机。
2.3 加热模块
加热电路由太阳能板、锂电池、加热线圈组成。锂电池可以使用 USB 数据线充电；太阳能板可以吸收太阳能光，并将吸收到的太阳能转化为电能存储到锂电池中，对锂电池进行充电。锂电池可以为加热线圈提供能量，加热线圈上电后会对水杯中的水提供热能，可以使瓶中的水温持续一定程度或加热至沸腾。
2.4 显示模块
本设计所使用的显示模块为 LCD1602 液晶显示器，该显示器是为了显示水杯的水量、水温和时间。
图 2 健康水杯的系统框图
3 结束语
智能健康水杯在使用时，用户可以先将锂电池进行充电，锂电池的存储电量可以在 1d 内保证水杯的温度变化。经调试，智能水杯的充电电量可以保证 1 杯水在 5 ～ 10 h内持续保温。智能水杯在保证饮水温度的情况下，还可以检测使用者的每日饮水量，为人体健康保驾护航，时刻提醒人们保证足够的饮水量。太阳能板的使用大大减少了锂电池电量的消耗，白天可以在任何地方为锂电池进行供电续航，延长热水杯使用的时间。智能水杯是一款智能设备，该设备造价低廉，实用性强，具有良好的市场空间及应用价值。
