智能电热水器控制器(1)

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1、精品文档 你我共享摘要热水器是一种可供浴室，洗手间及厨房使用的家用电器。目前市场上热水器主要品种有电热水器、太阳能热水器、燃气热水器。就中国的具体情况而言,由于太阳能热水器的使用受天气原因的限制,使用范围狭窄；燃气热水器由于以石油、天然气为燃料,而燃料供应量又难以满足人们日益增长的需求，且不利于环境，因此电热水器越来越受到消费者的青睐。市场上传统的机械式电热水器控制功能不完善 ,而且精度低、可靠性差，生活质量的提高使得消费者对电热水器要求越来越趋向于智能化和数字化，因此智能家用电热水器出现满足了大众的需求。它采用智能控制器为控制中心，具有抗干扰能力强 ,工作可靠稳定,自带flash闪存等特点，

2、完全满足高性能的电热水器的控制要求能。智能家用电热水器控制器有对温度精确控制，可靠的水位采集电路，防止干烧，时间设定等等功能。我们考虑到家电业的激烈竞争，节约生产成本，智能家用电热水器控制器的设计主要采用简单的器件：如51单片机，液晶屏显示12864，ADC0809等配件构成，与C语言软件编程相结合；充分利用内外围功能，以提高产品的性价比，稍加改进，便能以较低成本应用于实际批量生产中。【关键词】智能控制器、功能、设计 目录第一章 设计方案1.1 设计思想61.2 实现功能6第二章 硬件设计2.1 智能控制器的核心 72.2 矩阵式键盘按键功能 92.3 液晶屏显示部分 10 2.4 A/D转换

3、模块 102.5 水温及水位检测电路 112.6 漏电检测及报警电路 112.7 加热及继电器失控保护电路 11第三章 软件设计3.1智能控制器子程序设计123.2主程序流程图13总结14参考文献14附录15第一章 设计方案1.1 设计思想智能电热水器控制器主体由51单片机组成。时间由单片机内部的定时器计数器提供。由温度传感器ADC08098读取外部温度数据并传输到计算机内部。由液晶屏12864显示温度、时间，联合控制开关输出想要的数据。 输入由接口芯片和串并转换芯片74LS165从单片机的串口输入。 1.主体部分由STC89C52单片机组成，单片机外接晶振。作为内部定时器的输入脉冲。时钟由内

4、部的定时器构成。2 .AD转换由ADC08098实现，这是集AD转换和串行输出一身的芯片,它能将采集到的温度直接转换成串行信号输入到单片机。3 .输出通道使用电子开关配合光电二极管实现对加热器的控制。4.显示部分分两部分。一部分是由于显示时间一部分是用于显示温度。时间和温度显示当前时间和温度，可以通过转换开关实现当前时间和设定时间的转换。温度也是同理。显示器由七段数码管组成。四个用于显示时间，两个用于显示温度。六个数码管通过一个I/O口扩展芯片8255A与单片机连接。5. 输入设备采用一个I/O接口芯片。使用扫描的方法实现数据的输入。输出的并行数据通过一个并行/串行接口芯片实现串口的输入。6.

5、控制开关，由外部的电子开关直接输入。硬件上使用I/O引脚直接输入。在编程上由程序上直接扫描I/O引脚通过引脚电平的变化转入相应的中断子程序，实现相应的功能。7.输出控制，由电平控制的光电二极管实现。光电二极管直接接到单片机的输出引脚。1.2 实现功能设计的智能电热水器将要实现的功能： 1、对温度精确控制 .采用高性能的温敏电阻实时采集热水器内水温 ,将温度信号转变为电压信号后送单片机处理 ,可用高清晰度的数码管进行实时显示 2、可靠的水位采集电路，实时采集水位供查询时进行显示，当水位过低时给出提示并停止加热，防止干烧。3、开机方式有立即开机和定时开机两种 .24小时内任意设定开机时间 .用省时

6、节能的方式准时加热到特定温度，既可免去等待烧水的时间,又避开用电高峰,节约电费. 4、自动检测热水器是否处于正常工作状态，并具有调温、恒温、防干烧、防超高温、防漏电等多项自检功能，使用户在使用过程中安全更有保障。 第二章 硬件设计 2.1 智能控制器的核心我们采用了单片机（STC89RC52）为智能控制器的控制核心。STC89C52RC单片机:它具有抗干扰能力强 ,工作可靠稳定 ,自带 flash闪存等特点 ,完全满足高性能的电热水器的控制要求 .同时考虑到家电业的激烈竞争，节约生产成本，我们用尽量简单的器件实现这些功能，并充分利用内外围功能，以提高产品的性价比，稍加改进，便能以较低成本应用于

7、实际批量生产中。STC89C52RC单片机功能介绍：STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CP

8、U 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。 和atmel的对比 ，STC89C52RC单片机有: 8K字节程序存储空间； 512字节数据存储空间； 内带4K字节EEPROM存储空间; 可直接使用串口下载； STC89C52RC引脚功能：p0 口：p0口是一个8位漏极开路的双向i/o口。作为输出口，每位能驱动8个ttl逻辑电平。对p0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据存储器时，p0口也被作为低8位地址/数据复用。在

9、这种模式下， p0具有内部上拉电阻。 在flash编程时，p0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。 p1 口：p1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向i/o 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 ttl 逻辑电平。对p1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（iil）。此外，p1.0和p1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（p1.0/t2）和时器/计数器2 的触发输入（p1.1/t2ex），具体如下表所示。 在flash编程和校验时，p1口接收低8位地址字节

10、。引脚号第二功能p1.0 t2（定时器/计数器t2的外部计数输入），时钟输出p1.1 t2ex（定时器/计数器t2的捕捉/重载触发信号和方向控制）p1.5 mosi（在线系统编程用）p1.6 miso（在线系统编程用）p1.7 sck（在线系统编程用）p2 口：p2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向i/o 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个 ttl 逻辑电平。对p2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（iil）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行movx dptr） 时，p

11、2 口送出高八位地址。在这种应用中，p2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如movx ri）访问外部数据存储器时，p2口输出p2锁存器的内容。在flash编程和校验时，p2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。p3 口：p3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向i/o 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个 ttl 逻辑电平。对p3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（iil）。 p3口亦作为stc89c52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，p3口也接收一些控制信号

12、。端口引脚 第二功能p3.0 rxd(串行输入口)p3.1 txd(串行输出口)p3.2 into(外中断0)p3.3 int1(外中断1)p3.4 to(定时/计数器0)p3.5 t1(定时/计数器1)p3.6 wr(外部数据存储器写选通)p3.7 rd(外部数据存储器读选通)此外，p3口还接收一些用于flash闪存编程和程序校验的控制信号。rst复位输入。当振荡器工作时，rst引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。ale/prog当访问外部程序存储器或数据存储器时，ale（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ale仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，

13、因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ale脉冲。对flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（prog）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（sfr）区中的8eh单元的d0位置位，可禁止ale操作。该位置位后，只有一条movx和movc指令才能将ale激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ale禁止位无效。psen程序储存允许（psen）输出是外部程序存储器的读选通信号，当stc89c52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次psen有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次psen信号。ea/vpp外部访问允许，欲使cpu仅访问外部程序存储器（地址为0000h-ffffh），ea端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被编程，复位时内部会锁存ea端状态。如ea端为高电平（接vcc端），cpu则执行内部程序存储器的指令。flash存储器编程时，该引脚加上+12v的编程允许电源vpp，当然这必须是该器件是使用12v编程电压vpp。 2.2 矩阵式键盘按键功能为了方便智能热水器控制器功能的选择，我们采用矩阵式键盘，矩阵式键盘的工作原理： 按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的 两端。行线通过上拉电阻接到+5V