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1、xx学院毕业设计xx学院毕 业 设 计题 目 基于单片机的热水器控制系统设计 学 院 工学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 xx 学 生 xx 学 号 指导教师 xx xx 二一七年五月十六日- 2 -xx学院毕业设计摘 要随着国民经济的迅猛发展，人们对生活质量的要求越来越高。作为日常的家用电器，热水器成为了人们的关注对象之一。传统的热水器只具有简单的加热、加水、亮灯指示等功能，难以满足人们的需求。针对这一问题，本设计提出了一款基于单片机的热水器控制系统。本次设计主要分为硬件系统设计和软件系统设计。硬件系统设计主要包含了AT89S52单片机、电源电路、显示电路、指示灯电路、测温电路、水位
2、检测电路、报警电路、遥控接收电路、注水继电器控制电路、复位电路、晶振电路、按键电路。软件系统设计主要运用了C语言编写程序，KEIL软件和PROTEUS软件联合进行仿真。旨在设计出一款可用遥控器自由设置温度范围和预约时间、LCD1602液晶显示温度和时间，且具备报警功能的智能热水器，热水器在工作时加热、加水、缺水等具有相应的指示灯，当热水器的水位达到水位上限时，蜂鸣器开始报警。通过仿真与调试及实物制作，本次设计的热水器控制系统能够实现预设功能，本设计为进一步研究、应用提供了一定的数据参考。关键词：单片机；传感器；热水器ABSTRACTWith the rapid development of t
3、he national economy, peoples quality of life requirements are getting higher and higher. As a daily household appliances, water heaters have become one of the people concerned about the object. The traditional water heater only has a simple heating, water, light instructions and other functions, it
4、is difficult to meet peoples needs. Aiming at this problem, this design presents a intelligent control system of water heater based on single chip microcomputer.This design is divided into hardware system design and software system design. Hardware system design mainly includes the AT89S52 microcont
5、roller, power circuit, display circuit, indicator circuit, temperature measurement circuit, water level detection circuit, alarm circuit, remote control receiver circuit, water injection relay control circuit, reset circuit, crystal circuit, key circuit. Software system design mainly uses the C lang
6、uage program, KEIL software and PROTEUS software joint simulation. Designed to design a free remote control can set the temperature range and appointment time, LCD1602 liquid crystal display temperature and time, and have the alarm function of intelligent water heater, water heater in the work of he
7、ating, water, water and other indicators with the corresponding, when When the water level of the water heater reaches the upper limit of the water level, the buzzer starts to alarm. Through the simulation and debugging and in-kind production, this design of the water heater control system can achie
8、ve the default function, the design for further research, application provides a certain data reference.Key words: Single-chip; sensor; water heater目 录摘要IABSTRACTII1 前言11.1 选题背景及意义11.2 国内外研究现状12 主要研究内容32.1 主要设计内容32.2 总体设计方案32.2.1 硬件设计方案32.2.2 软件设计方案43 硬件系统设计53.1 AT89S52单片机53.2 测温电路63.3 水位检测电路73.4 遥控
9、接收电路73.5 显示电路83.6 按键电路93.7 报警电路93.8 电源电路103.9 指示灯电路103.10 复位电路113.11 晶振电路113.12 注水继电器控制电路124 软件系统设计134.1 编程软件介绍134.2 主程序设计134.3 子程序设计144.3.1定时中断子程序设计144.3.2 水位检测子程序设计154.3.3 加热继电器控制子程序设计165 系统仿真与调试185.1 仿真软件介绍185.1.1 Proteus软件185.1.2 Keil软件185.2 系统电路仿真185.3 PCB板设计与制作195.3.1 PCB介绍195.3.2 PCB板设计195.3.
10、3 PCB板实现205.3.4 电路板制作205.4 系统调试216 结论25参考文献26致谢27附录1 原理图28附录2 实物图29附录3 元器件清单30附录4 程序清单31- 30 -1 前言1.1 选题背景及意义当今社会，越来越多的科技成果被运用到热水器的制造中。如今，热水器已经从一个简单的加热产品变成了科技含量高的现代化家电产品。经过多年的发展和技术的积累，整个热水器行业不断涌现出新产品，热水器种类越来越多，从最初的燃气热水器，发展到了现在的燃气热水器、电热水器、太阳能热水器。在热水器的使用效果上，更加人性化，功能也越来越丰富，甚至结合了最新的智能家居理念，智能化程度大大提高，给人们的
11、生活带来了极大的方便。随着国民生活水平的提高，人们的生活条件有了很大改善，智能化电器在人们日常生活中占有比重越来越大，与家庭生活密切相关的热水器品种层出不穷，花样翻新。据统计我国热水器的销量在最近几年里一直以25%的增长率在增长，并且销售总额可能在未来的5年里达到500亿以上。我国约有70%的城镇居民在使用热水器，26%的城市居民有购买热水器的计划，市场平均一年需要1000多万台热水器维持运行，中国热水器行业有一定规模的热水器生产企业大约就有200家1。由此可见热水器在中国有广阔的市场，但热水器也衍生出了漏电，环保等一系列问题，近年来电热水器更是多次出现漏电伤人甚至致死事件，因此热水器的安全性
12、一直为消费者所关注。所以对热水器的改良是迫在眉睫。由于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。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。因此，在热水器中，广泛采用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。正是在这样的背景下，本设计选择基于AT89S52单片机的热水器控制系统进行设计研究。本设计通过温度传感器，让热水器在对温度的
13、控制方面有了更大的精度。通过水位传感器，让热水器在对水位的检测方面有了进一步的发展。在本设计中单片机控制并指示热水器的各种工作状态，当发生缺水、水温过高或过低等情况时能够及时给人们进行提示，从而防止了意外的发生，保障了用户的安全。1.2 国内外研究现状相比较国外来说，热水器在中国的成长路程不长。但如今中国已经成长为了生产热水器最大的国家，热水器年产量约为全世界的总和。据了解，中国生产成功的首台热水器是在20世纪70年代位于江苏省南京市的玉环厂。这台热水器的发明成功标志了中国人民用火烧水洗澡的年代结束了。热水器产品种类大致分为燃气热水器、电热水器、太阳能热水器、空气能热水器4类热水器。在这四类热
14、水器中，燃气热水器是发展得最早的，它主要的优点是体积小，可以随开随用，且价格低廉，因为这些优点，它霸占了热水器销售市场很长一段时间。但是由于它不能够装在浴室里，并且对安装的环境有很大的要求且安全系数不高，有可能会引发调节水温不便等缺点，如今的销售量已经大不如前了。相比较而言，电热水器的使用时间较长，并且节能环保，安全。由于我国现在极度地重视在科技的发展，并且不断地在挖掘技术方面的顶尖人才。所以在热水器方面的研究成果也在不断创新，热水器在经过研究后不断完善，历经了好几次更新换代，且每次更新的产品性能都有很大的提升，给人们的生活提供了很大便利。国内也相继出现了很多热水器品牌，如美的，海尔，万和等等
15、。其中，最出名的莫过于海尔最近研发出的国内第一款具有双重功能的智能热水器A6银海象热水器，它身上的超强记忆能力是其最为突出的优点。它能够在断电的时候自动记忆，就算是突然断电，系统也能够自动保存设置的参数，并且在下一次开机后可以恢复到以前的样子，不用重新输入数值，简单方便2。除此之外，它还能自动保存和分析使用者最近一个月用水的数据参数，然后用最节约的方法提前为使用者准备热水，体现出了真正的节能。据了解，国外对热水器的研发开展得比较早。可以追溯到19世纪70年代，经过了100多年的发展，涌现出了很多性能优良的产品。国外对智能热水器的主要研究成果有：西门子智能电热水器，西门子家电集团采用西门子在电站技术上的强大防漏电安全技术为基础，开发出了独有的ELCB德国安全专家模式功能。除具有正常的防漏电装置外，还具备安全电流自我检测功
