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1、 毕业设计（论文）基于51单片机的家用电热水器设计Design of Household Electric Water Heater Based on the 51-series singlechip 作者声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本毕业设计（论文）引起的法律结果完全由本人承担。毕业设计（论文）成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。
2、特此声明。 作者专业： 作者学号： 作者签名： _年_月_日摘 要随着社会的发展，人类科技的进步，各行各业都在使自己的产品智能化、数字化，因老式的热水器使用煤气或天然气对水进行燃烧加热，用手动的方式调节温度，不仅不能够精确的确定使用者需要的水温，而且还存在一定的危险性。电热水器是一种可供浴室、洗手间及厨房使用的家用电器，随着人们生活质量的提高，现代的家用电热水器已经摒弃了以前的做法，而采用一种更加精确、安全的实施方案。C语言对单片机编程有诸多优点，例如：便于移植、句法检查时错误少、坚固性好、头文件种类诸多，能够方便快捷使用各种函数等。本文采用 AT 89C 52 单片机作为控制器，使用C语言编
3、写程序,设计了一款智能家用电热水器。使用阵型键盘输入温度，温度可以精确到摄氏度，并使用LED灯显示，能够精确提供用户所需温度的温水。采用DS18B20采集温度，使用LED灯显示，精确的显示出采集的水温。当所需温度高于当前采集的水温时，使用MOC3041芯片触发加热，当所需温度低于当前采集的水温时，则停止加热。基本实现了智能控制功能。关键词：单片机；C语言；采集；智能；家用电热水器 AbstractWith the development of social and program of human technology, every trade all transfer own product
4、 into intelligence, digitize, because the water heater of old style uses gas or natural gas to heat water and manually adjust mode conditioning temperature, not only unable to sufficiently accurately recognize the user need of water temperature, but also exist some certain risk. The electrical water
5、 heater is a kind of home appliances that bathroom, loo and kitchen can use, with raising of quality of human live, the modernistic household electrical water heater has abandonned the past way, but adopts a kind of implementation scheme of more accurate ,safety.C language possess many merits for pr
6、ogramming of singlechip, such as:Is easy to ransplant, having little bug when sentence construction review, fastness good, the head document type is so many that expediently quickly using various function etc.The writer adopts an AT 89 Cs 52 singlechip to be the controller and using C languages to w
7、rite programming ,design a style of intelligence household electrical water heater.Use array form keyboard input temperature, the temperature can be accuratly recognized to 0.1 , and use LED light display it, can accurately provide to the warm water of temperature that user needs.Adopt DS18 B20 to c
8、ollect temperature, use LED light display, the accurately displays to collect water temperature.When the temperature needed higher than to collect water temperature at present, use the MOC3041 chip lead to heating , when the temperature needed is lower than the collect water temperature at present,
9、stop heating.The simply carry out intelligence control function.Key Words： singlechip; C language; collect; Intelligence; household electric water heater目 录第1章 绪论11.1 家用电热水器的现状11.2 TX-1C单片机实验开发板简介1第2章 系统硬件设计22.1 系统硬件的组成部分22.2 系统硬件各部分的简介22.3 数码管显示32.3.1 数码管简介32.3.2 数码管的实现方法42.3.3 锁存器与数码管显示方法62.4 键盘输入
10、设计72.4.1 键盘输入方法72.4.2 键盘输入的抖动与去抖的方法82.5 DS18B20温度采集92.5.1 DS18B20技术性能与应用范围92.5.2 DS18B20的初始化与读写操作102.5.3 DS18B20的指令与格式12.4 DS18B20寄生电源供电方式152.5.5 DS18B20改进的寄生电源供电方式162.5.6 DS18B20外部电源供电方式172.5.7 DS18B20寄生电源供电方式18第3章 系统软件设计203.1 键盘输入的程序203.2 DS18B20温度传感器设计213.3 主函数的分析253.4 显示函数的分析263.5 中断加热子函数的分析33第4
11、章 功能简介与成品图片354.1 智能热水器具的功能354.2 成品图片35第5章 总结与展望38附录 程序41第1章 绪论 单片机是一种与我们生活息息相关的控制器，它存在于许多地方，例如：电子手表、掌上游戏机、数码相机、录音笔、电视机遥控器等等。单片机主要由中央处理器、内存、输入/输出设备组成，它就好像是一台小型电脑，它能够执行人们对它编写的程序，从而发出各种不同的控制命令，与外部电路结合后，便可以完成各种各样的功能。通过单片机人们的生活将会变得更加方便、快捷。 家用电热水器的现状我们的生活电热水器是一种可供浴室、洗手间及厨房使用，按照人们的需要的温度，提供温水的家用电器。市场上传统的机械式
12、电热水器控制精度低、可靠性差，甚至存在一定的危险隐患。随着社会的发展、人们生活质量的提高，人们对电热水器的要求越来越趋向于智能化和数字化，这种老式而简单的电热水器已经不能够满足人们的需要了。而智能化家用电热水器正是适应现代化智能家用电器趋势而出现。它能提供用户方便快捷的数字化输入方式，并且能精确的采集和控制环境中的水温，将其提供给用户，因此备受人们的关注。1.2 TX-1C单片机实验开发板简介XT-1C单片机开发板是哈尔滨市天祥电子综合多年开发经验，在原TX-1B基础上，经过精心设计开发出的多功能51单片机开发平台。该开发板集常用的单片机外围资源、串口和USB口两种调试下载接口于一身，完全兼容
13、ATMEL公司的51单片机，除此之外还有很多特点，如：无法解密、低功耗、高速、高可靠、强抗静电、强抗干扰等。TX系列单片机开发板可完全作为各种51单片机的开发板，用汇编语言或者C语言对其进行编程。当用STC公司的单片机时，直接用产品套件附带的串口线将开发板与计算机串口相连，按照STC单片机下载操作教程便可以下载程序，而且下载速度比起其他下载工具要快的多。本文将使用TX-1C开发板完成数字化电热水器的设计。第2章 系统硬件设计 系统硬件的组成部分系统设计硬件原理结构见图所示。系统以高性价比的AT89C51单片机为核心，由键盘输入、DS18B20温度采集、数码管显示电路、电源时钟复位电路、双向可控
14、硅驱动电路MOC3041、双向可控硅TLC336A组成加热器控制电路。 图2.1 系统设计硬件原理结构2.2 系统硬件各部分的简介这里AT89C51为总控制器。单片机的P0口连接74HC573锁存器，这样可以节约单片机端口，即可多次操作P0口，使其既能控制数码管的片选，又能控制数码管的位选，从而节省的单片机的外部接口，扩展了功能。键盘的输入由P3口完成在第4章节中会具体介绍如何实现。时钟复位电路见图2.2所示，RET连接单片机的RESET接口，主要完成单片机的复位功能。图2.2 时钟复位电路温度采集芯片由DS18B20芯片完成，DS18B20的2号接口接在单片机的P22口，按协议传送以两个字节
15、为一组的温度数据，第3章会介绍具体实现方法。加热模块见图2.3所示，MOC3041芯片的2号接口连接单片机的P22口。当需要加热时，P22接口送出低电平，即可触发加热器工作。图 加热模块2.3 数码管显示.1 数码管简介单片机系统中常用的显示器有：发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、液晶CD(Liquid Crystal Display)显示器、CRT显示器等。LED、LCD显示器有两种显示结构：段显示（7段、米字型等）和点阵显示（58、88点阵等）。使用LED显示器时，要注意区分这两种不同的接法。为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上一个小数点，共计8段。因此为LED显示器提供的编码正好是一个字节。本设计采用的TX-C1实验板是采用共阴LED显示器，根据电路连接图显示十六进制数的编码见表2.1所示。表2.1 十六进制数的编码十六进制编码数码管显数值十六进制编码
