《基于51单片机的智能热水器控制系统方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于51单片机的智能热水器控制系统方案（29页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 word 格式 专业资料 学习参考 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 引言 1 1 智能热水器控制系统的总体设计方案 1 1 1 方案的分析与选择 1 1 2 系统总体设计概述 2 1 3 各功能模块介绍 3 1 3 1 控制模块 3 1 3 2 显示模块 3 1 3 3 输入模块 5 1 3 4 其它模块 6 1 4 本章小结 8 2 硬件电路的设计与实现 8 2 1 单片机最小系统硬件电路设计 8 2 2 显示模块硬件电路设计 8 2 3 温度传感器 DS18B20 电路设计 9 2 4 电子式水位开关硬件电路设计 10 2 5 时钟芯片电路设计 10 2 6 声光报警电路设计
2、 11 2 7 按键设置模块电路设计 11 2 8 电源和开关模块设计 12 word 格式 专业资料 学习参考 2 9 本章小结 12 3 热水器控制系统的软件设计与算法实现 12 3 1 软件总体流程图 13 3 2 显示模块程序设计 14 3 2 1 写命令子函数 14 3 2 2 写数据子函数 14 3 3 温度传感器模块程序设计 15 3 4 时钟芯片相关程序设计 16 3 5 按键设置程序设计 16 3 6 主程序和中断服务程序设计 17 3 7 本章小结 17 4 测试 总结与评价 17 4 1 软件平台仿真测试 17 4 2 面包板电路搭建测试 18 4 3 系统方案总结与评价
3、 19 5 结束语 19 参考文献 20 致 谢 21 word 格式 专业资料 学习参考 基于 51 单片机的智能热水器控制系统 摘 要 随着科技的进步和人们生活水平的不断提高 热水器越来越普遍地走进千 家万户 给人们的生活带来了极大的方便 同时 人们对热水器的智能化和安 全性都提出了更高的要求 这就要求热水器具有一个智能控制系统 能够自动 获取当前水温和水位信息 判断实际温度与预设温度关系 从而实现加热的自 动控制 本文提出了一种基于 51 单片机的智能热水器控制系统的解决方案 该方案 采用 DS18B20 单线数字温度传感器来对水温进行检测 使用 DS1302 时钟芯片 实现计数和定时功
4、能 同时加入了水位判断和报警设计 用户通过按键和显示 屏来完成系统的参数设置 从而实现定时加热 自动恒温等功能 关键词 单片机 热水器 控制 DS18B20 word 格式 专业资料 学习参考 The intelligent water heater control system based on 51 single chip microcomputer Abstract With the progress of science and technology and the continuous improvement of people s living standard the water
5、 heater is more and more widely into the thousands has brought great convenience to people s life At the same time people also hope that the water heater is not just simply by switch or button commands to heat water also can according to the people set the temperature of the automatic constant tempe
6、rature timing heating automatic judgment function such as water level the water heater of intelligence and security are put forward higher requirements This requires a water heater has a intelligent control system can automatically access to current information water temperature and water level dete
7、rmine the actual temperature and the preset temperature relations so as to realize the automatic control of heating word 格式 专业资料 学习参考 This paper puts forward a kind of intelligent water heater control system based on 51 single chip solution the scheme adopts DS18B20 single line digital temperature s
8、ensor to test the water temperature using DS1302 clock chip realize counting and timing functions at the same time joined the water judgment and alarm design The user through the buttons and screen to complete the system parameter setting so as to realize the function such as timing automatic consta
9、nt temperature heating Key Words single chip microcomputer water heater control DS18B20 word 格式 专业资料 学习参考 引言 随着人们对生活质量的要求不断提高 热水器逐渐成为了城市居民生活的 一个不可或缺的东西 经过多年的发展和技术积累 整个热水器行业也不断涌 现出新的产品 热水器的种类也越来越多 从最初的燃气热水器一家独大 到 现在的燃气热水器 电热水器 太阳能热水器等多种热水器都有一定的市场占 有率 在热水器的使用效果上 功能也越来越丰富 使用更加人性化 甚至结 合最新的智能家居和物联网理念 智能化
10、程度大大提高 给人们的生活带来了 极大的方便 现在的热水器向着安全 节能 稳定 高效 人性化的方向快速 发展着 单片机是一种微控制器 体积小 功耗低 通过编程和外围电路设计 可 以完成多种智能控制任务 随着单片机技术的迅速发展 越来越多的家用电器 采用各种型号的单片机为控制核心 来完成和人类的交互 并通过相应的程序 和内部运算 实现一些智能化的控制 使家用电器的操作更加人性化 控制更 加智能化 在热水器中 也广泛采用了单片机作为控制核心 通过相应的温度 传感器 在热水器的温度控制上达到了更高的精度 完成了从最初的旋钮调节 逐渐向数字化调节方向转变 同时 通过不同的传感器 由单片机控制并指示 热
11、水器的各种工作状态 在发生缺水 水温过热等情况时及时向用户给出声光 报警 从而防止发生意外 保障了用户的安全 本文所提出的智能热水器控制系统 以 51 系列单片机为控制核心 通过温 度传感器 水位传感器感知热水器状态 并通过按键 显示屏和用户进行人机 交互 实现了定时加热 自动恒温的功能 同时也有过热 缺水的报警设计 给用户带来方便 本设计具有成本低 实用性强 温度控制精度高的特点 word 格式 专业资料 学习参考 1 智能热水器控制系统的总体设计方案 本设计所提到的智能热水器控制系统主要是实现对温度的自动控制 定时 加热控制和智能报警的功能 因此 智能热水器控制系统主要分为控制模块 显示模
12、块 信息输入模块 加热模块 声光报警模块等几部分构成 1 1 方案的分析与选择 对于主控芯片 本方案选择最简单的 8 位 51 系列的单片机 性能可靠 成本低 完全可以满足本系统的要求 而且由于 51 系列的单片机在电子相关专 业中的基础性地位 对其使用和编程都比较熟练 可以极大缩短开发周期 更 好地完成设计任务 对于显示模块 LED 液晶显示屏 LCD1602 字符型液晶 LCD12864 点阵 型液晶三者都是简单的 小型的显示器件 均可完成显示任务 LED 液晶显示 的内容过于简单 LCD1284 更适合显示图像类信息 而 LCD1602 非常适合显 示少量的 丰富的字符信息 因此 选择
13、LCD1602 字符型液晶 对于输入模块 分为用户信息输入和传感器信息输入 用户信息输入方面 使用按键进行输入要比旋钮更容易控制 用户也更易于接受 通过设置相应的 调节按键 可以十分精确地定位到用户所希望达到的温度 当然 按键也有机 械按键 电容按键等许多不同的种类 因为本系统处于实验调试阶段 故选取 最简单的机械按键 传感器信息输入分为两个部分 第一部分是温度信息输入 使用温度传感 器 用于告诉单片机当前的水温 实现温度的自动控制 第二部分是水位信息 输入 使用水位传感器 用来告诉单片机水量信息 达到缺水报警的目的 温 度传感器一般有热敏电阻和数字式温度传感器 DS18B20 可供选择 热敏
14、电阻的 word 格式 专业资料 学习参考 可靠性差 且输出的是模拟量 需要进行相应的 A D 转换后才能输入 比较麻 烦 而相比之下 数字式温度传感器测温范围宽 以单线串行方式与单片机进 行通信 节约了单片机的 I O 口资源 且直接输出数字量 外围电路简单 因 此最符合要求 水位信息输入只需考虑是否是缺水状态 因此只要对是否缺水 给出一个电平信息即可 直接封装一个断触电点 一端接地 当有水时 单片 机对应端口被拉低 无水时端口电平被拉高 来完成是否缺水的判断即可 同时 为了实现精确的定时加热功能 引入专门的时钟芯片 DS1302 进行 计时 为单片机提供日期和时间基准 为了保证使用者的安全
15、 加入声光报警 提示模块 在加热 缺水时给出提示 1 2 系统总体设计概述 本系统采用 51 系列单片机为控制核心 以 DS18B20 单线数字式温度传感 器获取温度信息 采用 DS1302 时钟芯片为单片机提供日期基准 显示方面采 用 LCD1602 液晶显示屏 以机械按键的形式供用户输入 设置当前的系统时间 定时加热的开始时间 水温设定等 来完成整个控制器的控制工作 系统整体 的结构框图如下图 1 1 所示 图 1 1 系统整体框图 5V 电源模块 1602 显示 单片机及其最小系统 及电源接口 温度传感器模块 水位传感器模块声光报警模块 按键输入 时钟电路 word 格式 专业资料 学习
16、参考 1 3 各功能模块介绍 要顺利完成整个系统的设计工作 就要对所采用的各个模块的元器件进行 具体的选型 并通过元器件的数据手册 操作说明的资料 详细地了解各个元 器件的性能 操作方法 硬件连接要求的内容 1 3 1 控制模块 本设计采用的主控芯是 51 系列的单片机处理器 STC89C52RC 这是一款 采用了 CMOS 工艺进行生产的 8 位处理器 该处理器具有相当可靠的工作性能 正常工作的功耗极低 而且有着相当丰富的系统资源 片内的程序存储空间达 到了 4K 具有 512 字节的 RAM 空间 可以满足大多数的程序要求 指令系统 完全兼容传统的 8051 单片机内核 有 2K 的 EEPROM 存储空间 要建立完整 的控制模块 还要为单片机配置其最小系统的外围电路 主要包括晶振和复位 电路 单片机才能正常的工作 1 3 2 显示模块 本设计所采用的 LCD1602 液晶显示屏 是一种小型的 集成度很高的液晶 显示屏 可以显示字母 数字 符号等 其特点是功耗低 体积小 轻薄 模 块化 而且由于其自带字符库 在显示方面的实现上只需要按照要求对其进行 初始化 设定相关的显示位置和显示
