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1、摘 要 我的毕业设计题目是：基于单片机的家用热水器控制器的设计。目前热水器已成为日常生活中不可缺少的家用电器，设计制造更实用、更方便、更安全、更节能的热水器是产品设计师和生产厂商不断追求的目标。家用热水器具有体积小、使用安全、安装方便等优点。系统硬件电路设计包括加热控制、温度检测等电路的设计。电热水器是一种可供洗手间、厨房、浴室使用的家用电器，具有无污染、安全、保温时间长、使用方便等优点。随着人民生活水平的不断提高和我国电力工业的不断发展,电热水器得到不断普及。本文给出了一种基于单片机实现的热水器电加热器的设计方案。本文运用以AT89S51为控制核心的方法,提出了利用S18B20来实现温度检测
2、，并设计一个由继电器控制的电路，利用继电器来改变小电流控制的电路功率，构建了一个加热控制电路，从而得出了可以实现加热以及保温的结论。关键字：热水器，单片机，DSB0温度检测器,继电器 iro-cntroler of wt eat ctrlle designAbstactMygradu proetticis: te dein of ir ontrollerbsed home wer heatr contrll. aer heter a ecome ndispnablinth aily lif houselaplines, t dsin nd maufaue f mo pratical, moe
3、convenent,safr,more neyefiient theater is coning o purs the gl of roductsiers nd anufacure.he hadwarcrcuit designinclu hang ontro, temerure deetionuit deig.Eltcaterheat is navailbe tiet,itce, bathroom andhousehld aplinces. athe advantagf lean, sae, long ldig time， easy to us. Wtthe contiuos mproveen
4、tof people ivin stands and the coninuou developmento hinas we industry,eectricwatr heaterarbecmg mor prevlentIn hs paper, based n51single-iesign f the uxilaryatng f he watr et.In thspape, 89S51 as h contol core，DS18B20 meratue detetio, ndtoesign a relay conrol rcuit, use the rela t hane the small-cu
5、rretconrol ciritpower tobuil a eatng conricuit, n oder o getconluson of waer etin an e ieved and the keeping oftemperture.Keyord:ater heate, micr-cotrolle, DS18B20 temprae etctor， ela目录1 引言2 家用电热水器控制器的硬件设计22.1 系统总体设计方案2.1 主要技术参数22.3 单片机的最小系统32.3.1 单片机的选择32.3.2复位电路和晶振电路.4 温度传感器S1820的选择确定72.DS18B20的特性
6、724.2 DS1820的测温原理2.5 键盘与显示10.5. 键盘部分102.2 显示电路12.6温度检测电路的设计22.7报警电路设计18单片机与PC机的通信接口32.8.1串行通信接口标准R-22C42 RS3与TTL逻辑电平的转换42.9 电源电路的设计1210 模式选择电路的设计52.1加热控制电路的设计163 系统的软件设计173.1 设计思想173.2程序设计及流程图173.2.1 初始化模块72.2 温度采集模块18.2.3 控制按键设计子程序流程图183.24 加热控制模块设计子程序流程图194 调试部分214 rous简介214.1.1软件功能特点214. 仿真结果5 结论
7、26 致谢5参考文献6附录一 原理图2附录二PCB图2附录三仿真图29附录四 程序30 引言当今社会大部分人在使用热水器时，基本上都是采用的快热式的。这是因为它给人们带来了极大的方便，人们不再为热水器耗电量大而发愁，所以快热式电热水器走进千家万户应经成为必然的。我国也在不断大力提倡家庭使用热水器,这样可以为国家节省很多电能。使用电热水器的方便之处还在于我国的电力来源比较方便,电能是无污染、清洁的，很受人们欢迎。目前市场燃气热水器、太阳能热水器、储水式电热水器遍地开花,然而燃气热水器因其安全隐患及越来越高的使用成本正逐渐淡出热水器市场2;而太阳能热水器也因其严格受天气、气候及安装条件影响而很难占
8、有更大市场份额;所以电热水器以其小巧时尚的外观、而且加热方便、比燃气热水器更安全的特点横空出世！在欧洲、东南亚市场热水器发展历程充分证明了这一点。普通电热水器有如下缺点：1、热水器长期通电，长期保持在六十度以上高温,发热管易结垢，内胆易漏水,因而较易损坏； 2、管道热水热量损耗大；3、等候用水时间太长;、在热水流出前都必须浪费一定量的冷水，根据管道的长短,一般家庭中冷水损耗量大,基本可达10-2升/次。而电热水器克服了上述缺点。它有很多优点,如：安全,干净环保;体积小所占空间小,安装方便，款式多样，美观实用,也是职工福利和客户礼品的绝佳选择。特别方便于洗涤,和洗漱，是为现代家居厨房洗涤、卫生间
9、洗漱专业设计生产的快速电热水器，结合了燃气热水器和传统储水式电热水器优点3。这里之所以设计家用电热水器正是看到了它的未来，即将来人们将越来越多的使用它。系统主要要求:1、 控制器控制的热水器功率是2W，采用两根加热棒。2、 可以显示热水器当前水温和设置水温。3、 可以进行水温设置。4、 可以进行速热整桶水和低功率加热等加热模式的选择。、加热、保温、低功率三种加热模式进行显示。2 家用电热水器控制器的硬件设计对于家用电热水器来说,硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能的丛础。硬件的选择和所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有直接的影响,系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的
10、设汁。本系统硬件方案论证包括单片机、温度检测传感器、加热控制驱动电路、电源电路、及键盘和显示等电路的选择。.1 系统总体设计方案设计家用电热水器控制器,使控制器控制的热水器功率为2000W,采用两个加热棒。可以显示热水器当前水温和设置水温；可以进行水温设置;设计也要实现可以进行速热整桶水、低功率等加热模式的选择等功能。利用发光二级管对加热、保温和低功率三种模式进行显示。系统硬件电路包括加热控制、温度检测、报警、复位等电路的组成。利用CD102来显示实时设定温度和实际温度4。1.1 主要技术参数1 温度检测范围是-02 测量精度：+1键盘是采用拨动开关,实现温度设定范围为:0804 参数调整:手
11、动控制/程序控制5增加预警系统,当加热到设定的温度时,则发出报警信号22 电热水器控制器系统组成框图电热水器控制电路由时钟电路，复位电路，单片机,按键，LC102，传感器，继电器等部分组成。当单片机的P22、P21口输出低电平“0”时,两根加热棒都工作。当P2输出“”时,报警电路工作。当P24、25、P2、P7口为“”时，发光二级管亮，模式选择显示工作。按键电路中,若有键按下，则对应的单片机管脚为“1”信号。热水器控制器系统组成框图如图2-:图2 热水器控制器系统组成框图2.3 单片机的最小系统所谓最小系统就是指由单片机和一些基本的外围电路所组成的一个可以工作的单片机系统。一般来说，它包括单片
12、机、晶振电路和复位电路。晶振电路:AT8S51片内有一个由高增益反相放大器构成的振荡电路。XTAl和XA2分别为振荡电路的输入输出端。其振荡电路有2种组成方式:片内振荡器和片外振荡器。复位电路:在RS输入端出现高电平时实现复位和初始化。2.1 单片机的选择单片机的全称是微型计算机（gle ChiMicrocomputer)。我们知道031芯片内部无RO,需要外扩程序存储器,由此造成电路焊接的困难,况且使用801还需要另外购买其他的芯片,如A/D转换及定时计数器(PM)等芯片,从而造成成本较高，不实用6。热水器控制电路数控部分采用T89S单片机作为控制核心。AT89C51是一种带4K字节闪存可编
13、程可擦除只读存储器(FPERMFlash Programmablend ErasableRead Oly Meory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT8S1具有以下标准功能：4字节Flash,256字节RA，32位I0口,看门狗定时器，个数据指针，2个16位定时器计数器,一个6向量级中断结构,全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外,AT891可降至0H静态逻辑操作,支持种软件可选择节电模式。空闲模式下,单片机停止工作，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。8位微控制器8 k字节为在系统可编程Flash7。STC89C51单片机的管脚图如图2-2：图2-2 AT85单片机的管脚图各引脚介绍如下：.电源和晶振VCC运行和程序校验时加VGND接地XAL1输入到振荡器的反向放大器TL2反向放大器的输出,输入到内部时钟发生器（当使用外部振荡器时，XTL1接地,XTAL接收振荡器信号)RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RT脚两个机器周期的高电平时间。ALE/O:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不
