1 设计背景
在人们的日常生活中，热水壶的使用相当普遍，使用频率相当高。当前市场上的热水壶主要是对瓶内热水起基本的保暖作用。众所周知，过高的水温不适合冲牛奶，过低的水温不适合泡茶。有的时候，人们在用热水壶内的热水时，并不知道热水的温度，这种情况下，一旦水温不合适，就会造成很大的浪费。还有的人在倒完热水后，因为一些匆忙的事情会忘记盖上瓶盖，这样也会影响热水壶的保温效果。
随着人民生活水平的不断提高，提供一种既能显示瓶内水温又能自动关闭瓶盖的智能热水壶势在必行。
2 系统组成
笔者在设计这款可自动合盖的热水壶时，考虑经济实用，单片机的最小系统采用STM32F103C8T6主芯片，由时钟电路、复位电路和电源电路组成。系统电源采用锂电池电路，内部包含充电电路、升压电路和锂电池容量判断电路。电路输入模块即按键模块，采用的是具有低功耗和宽工作电压特点的TTP223N作为触摸检测芯片。系统的主要执行部件采用由高耐压、大电流复合晶体管ULN2003驱动的步进电机。系统OLED显示模块无需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快，可用于挠曲性面。系统温度检测电路采用了DS18B20常用的数字温度传感器，其输出的是数字信号，具有体积小、硬件开销低、抗干扰能力强、精度高的特点。系统方框原理图如图1所示。
图1 系统方框原理图
3 系统工作过程
当人们需要倒水时，触碰热水壶把手处的触摸按键（长按3s），对应的单片机就会驱动步进电机转动，从而打开热水壶的瓶盖；倒完水后手松掉，那么触摸按键就检测不到人体信号，随即单片机控制步进电机关闭热水壶的瓶盖。
如果要往热水壶内倒水，可以双击热水壶把手处的触摸按键，进入倒水模式，此时单片机会使步进电机转动，打开瓶盖，此时要么再次双击触摸按键，要么等候1min，瓶盖才会关闭。DS18B20传感器通过数据口与单片机进行通信，并把当前的温度发送给单片机，进而使瓶身处的液晶屏显示温度。在平常的使用中，人们可以在瓶身处的液晶屏观察瓶内水温，并合理使用。
4 结束语
笔者采用ST公司的STM32F103C8T6单片机，设计了这款可以自动开合瓶盖并显示水温的热水壶，系统各单元模块电路的设计、制版，焊接、装配、编程和调试均为自行采购和独立完成，一来不会让人忘记关闭热水壶的瓶盖导致热水变凉，造成浪费，二来使产品具有较强的经济实用性。未来，设计人员将结合实际实用情况进一步完善产品。
