学校代码：11517学 号：201150712220HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING文献综述题 目基于单片机的家用热水器控制器的设计学生姓名 王明慧 专业班级 电气工程及其自动化1122班 学 号 201150712220系（部） 电气信息工程学院指导教师（职称） 李小魁（讲师） 完成时间 2013年1月2日 基于单片机的家用热水器控制器的设计摘要 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 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而本文对基于单片机的家用热水器的设计思想 及硬件结构的实现进行了简要的分析，对各种方案的发展现状和趋势进行了论 述，对国内外研究现状及研究意义做了简要的总结和阐述关键字：热水器、单片机、发展前景1 绪论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电热水器控制精度低、可 靠性差，甚至存在一定的危险隐患太阳能热水器虽然在众多乡镇广泛应用，但 是在当今高速发展的时代，太阳能热水器在大城市里却有着其局限性，因此，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高，并且趋 向于智能化和数字化，一些老式而简单的电热水器和太阳能已经不能够满足人们 的需要了。
而快热式家用电热水器无需储水罐热水即开即用无需预热减少了电能 的浪费应用价值极高另外它还具有体积小、使用安全、安装方便等优点因此 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 断追求的目标也是我们研究和发展的方向2 主要内容 文献【1】【2】主要介绍了单片机、家用热水器的的基础知识文献【1】介绍了 单片机开发软件的快速入门，以及AT89C51单片机的结构和原理，C51语法简介， 汇编指令的使用，定时器中断，串行通信，LED显示等相关基础内容，为本设计 奠定了扎实的基础文献【2】介绍了家用电热水器和太阳能热水器的区别以 及各自的优缺点，并着重分析了太阳能热水器在中国的发展现状，太阳能热水器 一般在中小城市里发展比较好，并且政府通过家电下乡等政策促进太阳能热水器 的利用相反，在相对较大的城市里，因为一些地域的限制以及周围的高层，太 阳能不能很好地被应用，而家用电热水器就被广泛的利用，并且由于人们工作生 活节奏的快速化，让我们也渐渐习惯了电热水器因此也是我们发展的方向文献【3】以单片机为核心，结合模糊控制技术，设计出一种多功能的热水 器，通过短时加热判断其温度变化率，再根据这一温度变化率和初始温度与给定 温度的差值大小，判断出加热时间的提前量，使用户在设定时间到来时能及时用 到热水。
文献【4】本文介绍了目前国内的太阳能热水器还处于研发阶段，这种控制 器只具有温度和水位的显示功能，不具有温度控制功能由于加热时间不能控制 而导致过烧，从而浪费大量电能本设计是以 89c51 单片机为检测控制中心，采 用 ds12887 实时时钟，实现了温度，水位，时间三种参数的实时显示功能文献【5】基于单片机控制电路的微波热水器的设计，本设计详细介绍了一 种以单片机为核心控制电路的微波热水器，通过对该微波热水器进行控制电路设 计和结构设计，可实现漏电、超温和干烧保护等功能文献【6】本系统以STC89C51RC单片机为核心、采用数字式温度传感器 DS18B20、水温采集控制电路、水位控制电路、温度、水位显示模块和报警电路 实现了家用热水器水温水位的自动控制该系统实现对水温和水位的检测、显示、 报警等功能，利用金属棒和水的导电性采集水位信号，并以单片机端口的输出电 平控制继电器的动作来实现上水、关阀;并辅以发光二极管显示相应的水位状态 整个系统成本低廉，耐高温性强，易于调整，测试方便测试结果表明，误差小于 2%,满足家用要求文献【7】本设计提出的基于单片机的快热式家用电热水器的设计采用电源 电路、单片机控制器、温度检测电路、按键输入电路、LED数码管及指示灯电路、 报警电路和加热控制电路还采用了热敏电阻、放大电路以及转换电路等。
文献【8】对现在的快热式家用热水器进行了分析，本文介绍了一种以Atmel 公司的低功耗高性能CMOS单片机为核心，以PID算法控制以及PID参数整定相结合 的控制方法来实现的水温控制系统，其硬件电路还包括温度采集、温度控制、温 度显示、键盘输入以及RS232接口等电路该系统可实现对温度的测量，并能根 据设定值对温度进行调节，实现控温的目的文献【 9】介绍了家用电热水器控制系统的实验研究他是基于单片机AT89C51电热水器控制系统，该系统的功能是对电热水器进行温度采集和显示， 时钟的显示，热水器的开机方式控制设计了系统硬件以微控制器为控制核心， 由外围温度检测电路，实时时钟电路，键盘，热水器加热开关，LED显示电路， 功能指示电路，报警电路等组成其中温度测量是电热水器控制系统的重要组成 部分，组要采用的是PtlOOO铂电阻温度传感器进行温度采集，基于单片机控制的 电热水器，具有反应灵敏，抗干扰能力强，稳态温度波动小，达到设定温度时间 短，节省电能等要求文献【10】介绍了单片机在电热水器中的应用利用MC68HC05系列单片机 可构成一功能较为完善的电热水器控制器，控制器的设计可按总体方案设计，软 件设计，调试，固话四个步骤进行。
为了节电和避免等用热水情况的出现，应用 了模糊控制技术，定义温度偏差和温度变化率为输入模糊量，并通过模糊控制算 法推断出加热时间的提前量文献【11】介绍了单片机的智能家用热水器控制系统设计为实现对家用热 水器低成本、性价比高的控制，设计了以AT89C52单片机为核心，采用DS28B20 温度传感器、水位监测模块、温度显示模块以及键盘输入模块的智能家用热水器 控制系统该系统通过水位的监测，实现了被测系统水位超标的报警提示及对送 水系统的控制文献【12】为实现对家用热水器低成本、高性价比的控制，设计了以AT89S52 单片机为核心，采用DS18820温度传感器、水位监测模块、温度显示模块以及键 盘输入模块的智能家用热水器控制系统该系统通过对温度的检测、分析和处理， 实现了对当前温度的显示及对加热系统的控制通过对水位的监测，实现了被测 系统水位超标的报警提示及对送水系统的控制文献【13】【14】介绍了基于单片机的太阳能热水器文献【13】是以AT89C51 为检测核心，采用DS12877实时时钟，设计了一种太阳能热水器智能控制器，该 控制器有时间、温度、水位设定与控制功能，及良好的抗干扰功能文献【14】 则是以AT89C2501单片机为核心，根据用户的设定温度和测得出水口温度。
以脉 冲宽度调制方式调整冷热水的进水阀门，使得出水温度在冷热水或压力发生变化 时也能保持基本恒定文献【15】本文采用AT 89C 52单片机作为控制器，使用C语言编写程序, 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0.1 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结语：通过对文献的认真阅读和总结，通过与太阳能热水器，燃气式热水器 等的比较了解到家用热水器在中国发展前景.并且通过文献对自己设计基于单片 机的家用热水器控制器有了软硬件的指导，我对自己的设计有了大体思路我的 该设计主要以AT89C51单片机为核心，通过温度芯片DS18B20采集温度并且以 数字信号的方式传送个单片机，通过 LED 显示，加之有按键、加热系统，报警 系统同时由二极管来显示出是在加热状态或是在保温状态，超过设定温度由蜂 鸣器报警在硬件设计上主要有温度检测电路模块，显示电路模块，按键电路模 块，报警电路模块，复位电路模块组成。
在软件设计上主要有温度检测子程序， 显示子程序，按键子程序，复位子程序等通过此设计来实现家用热水器实用， 安全，节能，经济的要求我也相信新一代更加节能，便捷的热水器将很快应用 到生活中。