分享项目经验：一个净水器的显示操作面板开发

以下是项目要求：灯要慢亮慢暗，没有操作时电池电流消耗要小于20uA，电池没电要报警显示。详细请看下表。

开发周期：1个月。硬件平台：51系列单片机；供电：3节7号电池。使用寿命：2年。项目完成情况：成功完成。

文档名称：

5672开发文档

制订日期：

2010-5-27

版本：

001

基本操作

功能描述

1：主控PCB显示界面及按键功能定义介绍

产品设计功能概述：

本产品为一净水器电控装置部分，设计使用三节七号南孚电池供电工作，通过对滤芯壳和滤芯的滤水量和使用时间统计，提示使用者是否需要更换滤芯壳和滤芯。产品的低压报警显示，提示使用者及时更换电池，保证正常工作。当产品掉电时，能够对滤芯壳和滤芯使用寿命数据进行存储，以保证对滤芯壳和滤芯的寿命正确统计。当更换新的滤芯壳和滤芯时，产品能够对寿命数据进行复位，重新计算装置使用寿命，当不使用滤芯壳时，产品能够对滤芯壳寿命指示器屏蔽，不显示。

显示界面介绍：

本产品界面均用LED显示产品运行状态，D1(0805封装，片式红色)：低压报警指示器。D3(3020封装，白色高亮，白偏蓝)：水流指示器。D9,D10,D11,D12,D41,D42均为滤芯壳寿命指示器，其中D9,D10,D11,D12为3020封装，白色高亮，白偏蓝。D41，D42为0603封装，片式红色。D13,D14,D15,D16,D61,D62均为滤芯寿命指示器，其中D13,D14,D15,D16为3020封装，白色高亮，白偏蓝。D61,D62为0603封装，片式红色。

按键功能定义：

S1：产品运行中，按动此键一次，显示滤芯壳和滤芯实际使用寿命，持续按下4S（±２０％）,滤芯寿命复位。

S2：产品运行中，按动此键一次，显示滤芯壳和滤芯实际使用寿命，持续按下4S（±２０％）,滤芯壳寿命复位。

S3：产品运行中，按动此键一次，显示滤芯壳和滤芯实际使用寿命，持续按下4S（±２０％）,滤芯壳寿命指示器不工作。

S1+S3：同时按下S1和S3，持续4S（±２０％）进入检测程序

S1+S2：同时按下S1和S2，持续4S（±２０％），滤芯壳和滤芯寿命数据同时复位

2：产品上电开机

初始上电时，LED显示实际运行状态，即滤芯壳和滤芯指示器，按实际使用寿命显示。持续无动作5S（±２０％）后，显示关闭。三个按键中的任何一个按动一次，开启寿命显示，持续无动作5S（±２０％），显示关闭，待机工作。

注：所有LED在关闭灭掉或开启点亮时，要求渐灭，渐亮的效果。LED在渐灭时，要求亮度一致，同步渐灭，由亮到灭的过程，平滑稳定的完成。在渐亮时，要求亮度一致，同步渐亮，由灭到亮的过程，平滑稳定的完成，以下的渐灭，渐亮的描述，要求同样的效果。

3：有水流的工作状态

当水流通过过滤器时，D3立即点亮，并以渐亮渐灭为一个周期循环显示，同时滤芯壳和滤芯寿命显示开启。水流停止后，D3立即灭掉，寿命显示延时5 （±２０％）秒之后全部渐灭。（备注：D3渐灭时间参考我司提供的样品）

4：S1按键操作功能及滤芯寿命计算

按动S1一次，显示滤芯壳和滤芯的实际使用寿命，持续按下4S（±２０％），滤芯寿命指示器相关监测数据将复位（复位值为0），滤芯寿命指示器全亮，持续无动作5S（±２０％）后显示关闭。

滤芯的寿命以D13,D14,D15,D16,D61,D62显示，寿命用完25%之前，D13,D14,D15,D16点亮；在26%~50%之间时，点亮D14,D15,D16；在51%~75%之间时，点亮D15,D16；在76%~95%之间时，点亮D16；当只剩下5％时，点亮D61，D62，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁.（备注：D61 D62渐灭时间参考我司提供的样品）

滤芯的寿命以滤水量(１３００加仑)或有效时间(一年 )计算，哪个先到以哪个为准显示,磁簧管导通1分钟等效水流过0.9加仑

5：S2按键操作功能及滤芯壳寿命计算

按动S2一次，显示滤芯壳和滤芯的实际使用寿命，持续按下4S（±２０％），滤芯壳寿命指示器相关监测数据将复位（复位值为0），滤芯壳寿命指示器全亮，持续无动作5S（±２０％）后显示关闭。

滤芯壳的寿命以D9,D10,D11,D12,D41,D42显示，寿命用完25%之前，D9,D10,D11,D12点亮；在26%~50%之间时，点亮D10,D11,D12；在51%~75%之间时，点亮D11,D12；在76%~95%之间时，点亮D12；当只剩下5％时，点亮D41，D42，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁.（备注：D41 D42渐灭时间参考我司提供的样品）

滤芯壳的寿命以滤水量(662.5加仑)或有效时间(6个月 )计算，哪个先到以哪个为准显示.

6：S3按键操作功能

按动S3一次，显示滤芯壳和滤芯的实际使用寿命，持续按下4S（±２０％），滤芯壳寿命指示器不工作。再持续按下4S（±２０％），又恢复滤芯壳寿命指示器之前的状态。

当不使用滤芯壳时，持续按下S3键4S（±２０％），滤芯壳寿命指示器不工作（指示器灭，无显示）。

7：S1+S3组合按键功能

时间加速检测程序：

同时按下S1和S3键，持续4S（±２０％）,系统进入时间加速程序，持续按住S1和S3不松开，D1点亮，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁，滤芯壳寿命指示器，依次以

D9  D10  D11  D12的顺序，1S（±２０％）为间隔熄灭，

直到D9,D10,D11,D12全部熄灭，D41，D42亮起，并以

并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁

滤芯寿命指示器，依次以D13  D14  D15  D16的顺序，

2S（±２０％）为间隔熄灭，直到D13,D14,D15,D16全部熄灭，D61，D62亮起，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁

在此期间，松开S1和S3，则退出时间加速程序。持续无动作5S（±２０％）后，显示关闭。（备注：滤芯壳和滤芯的加速是同时开始，结束则跟其剩余寿命时间和过滤量相关，换个说法：两个加速的时基是同步的）

   流量加速检测程序：

同时按下S1和S3键且水流流动，持续4S（±２０％）,系统进入流量加速程序，持续按住S1和S3不松开，D1点亮，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁，滤芯壳寿命指示器，依次以

D9  D10  D11  D12的顺序，1S（±２０％）为间隔熄灭，

直到D9,D10,D11,D12全部熄灭，D41，D42亮起，并以

并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁

滤芯寿命指示器，依次以D13  D14  D15  D16的顺序，

2S（±２０％）为间隔熄灭，直到D13,D14,D15,D16全部熄灭，D61，D62亮起，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁

在此期间，松开S1和S3，则退出流量加速程序。持续无动作5S（±２０％）后，显示关闭。

8：S1+S2组合按键功能

同时按下S1和S2，持续4S（±２０％），滤芯壳和滤芯寿命数据同时复位，即D9,D10,D11,D12全亮，D13,D14,D15,D16全亮

9：电池低压报警

当电池电量不足，电压<2.7v时，低压报警指示器D1以1s（±２０％）为周期闪烁显示（备注：D1渐灭时间参考我司提供的样品）

，持续无动作5s（±２０％）后，显示关闭，此时，在正常条件下，产品应还能工作不少于15天时间。

10：掉电数据存储功能及程序升级接口

要求组建数据在掉电情况下不丢失，为防止意外掉电时，数据存储错误，要求一个礼拜，对相关数据进行存储一次。

电路具备程序在线升级接口。

   

附录：5672 PCB长期方案试验测试项目

试验项目名称

标准引用

内容简述

测试方法简述

试验设备

EMC试验

静电放电敏感度试验

GB6838.3-87

静电放电敏感度

4KV（直接放电）

6KV（间接放电）

 

防护等级IPX8

GB4208-2008/IEC 60529：2001

防持续潜水影响

将PCB组件置于自来水面以下，带电工作14天后，功能应正常。

0.5m*0.5m*0.2m透明水槽及挂具

电池工作寿命测试

 

检测产品的功耗.电池可用时间

 

装上全新电池后，测量产品工作电流<13mA,待机电流<20uA。

电流表

功能检测

加速功能检测

 

 

 

功能检测治具

流量信号检测

 

 

 

按键检测

 

 

 

滤芯计时功能开启关闭检测

 

 

 

低电压检测

 

 

 

待机功耗检测

 

 

 

晶振时差频率测试

 

计时准确性

偏差不大于±20s/24h

时差频率测试仪

环境试验

试验A：低温

GB/T 2423.1-2001

在低温环境使用的适应性

 -25℃，带电，72小时

恒温恒湿箱

试验Ca:恒定湿热

GB/T 2423.3-1993

在高温高湿环境下的适应性

45℃，90%湿度，带电，72小时

恒温恒湿箱

 

交变湿热

GB/T 2423.4-2008

在交变温度环境下的适应性

20℃-->45℃，90%湿度，带电，6小时1循环，连续测6次

恒温恒湿箱

整机寿命测试

 

试验产品的稳定性

1万次寿命循环测试，0-50PSI-0，水温10℃

龙头测试机台

中性盐雾（仅作为内部评估用）

 

 

72小时

盐雾测试设备

 

 如标注1所示，当水流通过过滤器时，水滴图形以１Ｓ（±２０％）间隔依次点亮（白色），而后渐灭，为一个周期循环显示，直到水流停止.

1. 水流停止后，显示屏按寿命状态延时5（±２０％）秒之后全部熄灭。
2. 滤芯壳的寿命以四个横条显示，寿命用完25%之前，四个横条全部点亮（白色）；在２6%~50%之间时，点亮三个横条；在51%~75%之间时，点亮两个横条；在76%~95%之间时，只点亮一个横条；当只剩下5％时该横条由白色切换为红色，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁.
3. 滤芯壳的寿命以滤水量(662.5加仑)或有效时间(6个月 )计算，哪个先到以哪个为准显示.
4. 更换滤芯壳时，按住右侧上方如标注10所示，单稳态按键(复位)4Ｓ（±２０％）复位滤芯壳数据.
5. 当不使用滤芯壳时，按住右侧下方如标注7所示，单稳态按键(屏蔽) 4Ｓ（±２０％）让滤芯壳寿命指示器不工作。
6. 如标注4所示，滤芯的寿命以四个横条显示，寿命用完25%之前，四个横条全部点亮（白色）；在２6%~50%之间时，点亮三个横条；在51%~75%之间时，点亮两个横条；在76%~95%之间时，只点亮一个横条；当只剩下5％时该横条由白色切换为红色，并以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁.
7. 滤芯的寿命以滤水量(１３００加仑)或有效时间(一年 )计算，哪个先到以哪个为准显示.
8. 如标注8所示，电池盒采用三节7号(AAA)电池供电,正常使用一年,应具有防反装措施,设计允许输入电压DC2.8v-24v.
9. 如标注6所示，当电池电量不足时,显示屏下方电池状指示点亮（白色）,以１Ｓ（±２０％）间隔闪烁,在正常使用条件下,应还能工作15天以上.
10. 更换滤芯时，按住电池仓盖下方如标注9所示，单稳态按键(复位&延时)4Ｓ（±２０％）复位滤芯数据.
11. 同时按下标注7和标注9两个按键， 8Ｓ后（±２０％）进入检测序(只能加快程序时间参数,以保持检测有效性).
12. 要求组件数据在掉电情况下不丢失,具备在电路程序升级接口.
13. 磁簧管导通1分钟等效水流过0.9加仑。

该项目可转让，提供设计原理图和源代码。有需要的联系我。