家用智能电热水器控制系统设计_谭志强
家用电热水器控制系统设计
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章引言 (1)第2章系统功能需求分析与设计方案选择 (3)2.1 系统功能需求分析 (3)2.2 方案选择 (3)2.3 本章小结 (6)第3章硬件系统设计 (8)3.1 电源电路 (8)3.2 单片机最小系统说明 (9)3.3 温度检测电路 (10)3.4 人机交互电路 (11)3.4.1 键盘接口电路 (11)3.4.2 显示电路 (12)3.5 红外一体接收模块 (15)3.6 报警电路 (15)3.7本章小结 (16)第4章软件系统设计 (17)4.1 主程序流程图 (17)4.2 液晶显示程序设计 (17)4.2.1写操作时序图 (18)4.2.2 初始化程序 (19)4.2.3 向LCD1602发送数据程序设计 (19)4.3按键扫描程序设计 (19)4.4温度控制程序设计 (20)4.4.1初始化DS18B20 (20)4.4.2读取DS18B20当前温度 (22)4.5控制程序策略设计 (22)4.6本章小结 (24)第5章仿真与调试 (26)第6章总结 (30)致谢 (32)参考文献 (34)附录 (1)摘要本设计完成了基于单片机控制的家用电热水器控制系统的设计。
系统选STC89C51单片机作为控制器，利用DS18B20数字温度传感器实时检测当前水温，以串行通行的方式反馈给单片机搭建了硬件平台；利用C语言完成温度控制系统软件开发；借助protuse平台进行了模拟仿真，仿真结果表明：该系统实行方案简单易行，可以实现检测水温、加热、红外遥控等功能。
关键词：STC89C51，DS18B20，红外遥控ABSTRACTThis design finishes designing of the household electric water heater control system based on the control of single-chip microcomputer. In this system, STC89C51 single-chip microcomputer is used as controller and DS18B20 digital temperature sensor is used to conduct field test of current water temperature. It also uses the way of serial and passage to give feedback to single-chip microcomputer to set up hardware platform. Besides, C Programming Language is used to develop temperature control system software. It also uses the protuse platform to conduct simulation. The simulation result shows that this system is simple and feasible of this execution program and it also achieves the function of detecting water temperature, heating and infrared remote control and so on.Keywords: STC89C51, DS18B20, infrared remote control第1章引言随着科学技术的发展，城镇居民家庭多数以更加安全方便的电热水器代替了燃气热水器；从前风光无限的燃气热水器因污染原因和安全问题逐渐退出了我们的视线；新兴的太阳能热水器虽然受到安装条件和天气原因的限制，但其安全、节约、环保的特性广受消费者青睐，发展态势迅猛。
智能化热水器控制系统的设计与实现
智能化热水器控制系统的设计与实现随着科技的不断进步，越来越多的家庭开始安装智能化家电，其中智能化热水器也逐渐成为一个热点。
智能化热水器不仅具有普通热水器的功能，还能通过智能化控制系统实现远程控制、自动调节水温等特点。
本文将从智能化热水器控制系统的设计和实现两个方面进行阐述。
一、智能化热水器控制系统的设计1. 系统构成智能化热水器控制系统主要由以下五部分组成：嵌入式系统、传感器、通讯模块、数据处理模块和用户终端。
嵌入式系统作为整个系统的核心控制中心进行信号采集和处理；传感器主要采集水温、水位等参数；通讯模块负责向用户终端传输数据；数据处理模块进行数据分析和决策，控制热水器的启停，自动调控水温；用户终端则根据用户需求进行远程控制和监控。
2. 功能设计智能化热水器控制系统应具备以下几个主要功能：1）远程控制：用户可以通过手机APP等手持终端进行远程控制，启停热水器或调节水温等功能。
2）智能化调节：系统根据用户日常使用习惯和所在地区的气候等信息，进行智能化调节，自动调整热水器启停和水温，让用户获得更加优质和舒适的热水体验。
3）故障诊断：系统能够自动检测热水器的状态和健康状况，及时发现故障并进行诊断处理。
4）节能环保：系统设计应注重节约能源和保护环境，降低热水器的能耗，提高能源利用效率。
二、智能化热水器控制系统的实现1. 具体步骤智能化热水器控制系统的实现主要包括以下三个步骤：1）硬件设计：根据系统构成和功能设计，选择合适的硬件设备和电路，进行原型设计和测试。
2）软件设计：根据硬件设计和功能需求，进行嵌入式软件编程、通讯协议开发和云端服务平台构建等方面的工作。
3）系统集成：进行硬件和软件的集成测试，确保系统的功能和性能都能够达到预期要求。
2. 技术选择在具体实现过程中，需要选择合适的技术方案和开发工具。
例如，可以采用ATmega128A系列芯片作为嵌入式系统的核心控制芯片；传感器选择温度传感器和水位传感器等；通讯模块采用GPRS或WIFI等通讯方式；数据处理模块可以采用PID算法等智能算法进行数据分析和控制；用户终端可以采用APP、网页端等不同形态进行访问和监控。
智能家用电热水器控制器设计毕业设计
毕业设计（论文）题目智能家用电热水器控制器设计英文并列标题问题 Intelligent home electric water heater controller design二零年月摘要随着计算机技术和电信业的发展，通过电话线进行的远程通信越来越常见。
人们凡是采用MODEM进行通信，但是在通信数据量不大，对通信速率要求不高的应用场合，我们可以考虑一种DTMF通信方式，它具有接口简单，成本低廉且可靠性高的特点。
本文介绍了一种电话远程控制家用电器的实现方式。
用户可通过任意一部双音频电话（包孕手机、电话分机）对本身家庭安装的家用电器进行开机、停机、设定等操作。
全文分为六章。
第一章介绍系统具体结构及实现方式。
第二章介绍主要芯片。
第三章讲的是从硬件方面分析了课题。
第四章是从软件方面分析了课题。
第五章就是仿真模拟软件的介绍。
设计中，硬件电路设计使用Auto CAD软件；使用C语言软件编写轨范；利用自带仿真软件对电话控制家用热水器仿真。
本设计作为毕业设计标题问题，主要价值在于运用理论与实际相结合。
如前所述，全球都需要高新科技，来带动整个经济的发展。
电话控制家用热水器是自动化生产技术的代表之一，是必弗成少的，在生活方面起着举足轻重的感化。
关键词：远程控制、DTMF通信方式、自动化生产AbstractWith the development of computer technology and telecommunications industries, remote communication via telephone lines are becoming more common. People usually MODEM communication, but not in the amount of communication data, the communication rate of less demanding applications, we can consider a DTMF communication, it has a simple interface, low cost and high reliability. This article describes the implementation of a telephone remote control home appliances. Users can install their own household appliances were starting, stopping, and other operations by setting an arbitrary one pair of tone phone (including cell phones, telephone extension).The full text is divided into six chapters. The first chapter describes the specific structure and implementation systems. The second chapter describes the main chip. The third chapter is talking about the hardware aspects of the analysis of the subject. The fourth chapter analyzes the issue from the software. The fifth chapter is the introduction of simulation software. Design, hardware design using Auto CAD software; software using the C programming language; the use of simulation software that comes with the phone to control domestic water heater simulation.The design as a graduate design topics, the main value lies in the use of a combination of theory and practice. As mentioned above, the high-tech global need to bring the whole economy. Telephone control of household water heater is one of the representatives of automated production technology is essential, plays an important role in life.Keywords: remote control, DTMF communication, automated production.目录第一章绪论 (1)1.1 本文课题研究背景 (1)1.2 电话远程控制电热水器的远程控制的内容 (1)第二章系统具体结构及实现方式 (2)第三章系统硬件设计 (4)3.1 振铃检测电路设计 (4)3.2 电话自动摘机和挂机电路设计 (5)3.3 音频放大电路设计 (6)3.4 DTMF信号解码电路设计 (6)3.5 语音提示电路设计 (7)第四章系统软件设计 (8)4.1 数据的发送与接收的流程图 (8)4.2 暗码修改流程图 (10)4.2.1系统身份认证功能 (11)4.2.2 用户信令解释功能 (11)4.2.3 软件按时功能 (11)4.3 软件设计流程 (12)4.3.1单片机初始化 (12)4.3.2振铃计数模块……………………………………………………………………………………4.3.3语音提示模块……………………………………………………………………………………4.3.4暗码修改模块……………………………………………………………………………………4.3.5控制电器模块……………………………………………………………………………………第五章系统的应用 (16)5.1系统的应用前景………………………………………………………………………………………5.2系统的调试与使用…………………………………………………………………………………第六章总结 (18)致谢…………………………………………………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………………………………………第一章绪论1.1 本文课题研究背景二十一世纪是信息时代，各种电信新技术鞭策了人类文明的进步。
电热水器温度智能控制系统的设计
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 引言 (1)1.1 设计的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 毕业设计研究内容、拟解决的主要问题 (2)1.4 毕业设计研究方法、步骤及措施 (2)2 系统硬件方案选择 (3)2.1 硬件方案的选择 (3)2.1.1 主控芯片的选择 (3)2.1.2显示器件的选择 (3)2.1.3 温度传感器的选择 (4)2.1.4 温度设置方式的选择 (4)2.2 系统总体方案 (4)3 系统硬件设计 (5)3.1 STC89C51单片机最小系统的设计 (5)3.2 显示电路模块的设计 (7)3.3 温度采集模块的设计 (8)3.4 红外遥感电路模块的设计 (9)3.5 报警模块电路的设计 (10)3.6 继电器驱动电路设计 (10)3.7 独立按键电路的设计 (11)4 源程序代码的编写 (11)5 结论 (12)参考文献 (13)附录A：仿真电路图 (14)附录B：PCB电路图 (15)附录C：硬件实物图 (16)附录D：C语言程序代码 (17)摘要随着科学技术的不断发展，日常家用电器的不断普及，越来越多的电力电子产品开始走向智能化、自动化。
在推动科学技术发展的同时，也极大方便了人们的日常生活。
这些智能化、自动化电子电力产品中，大部分是以单片机为核心运作的。
本次设计主要介绍一种电热水器温度智能控制系统，以STC89C51单片机为核心，DS18B20温度传感器实时采集温度，以继电器控制加热，LCD1602液晶显示屏作显示板，附几个独立按键进行设置，设计可红外遥控，并加入倒计时功能，以此得出一款智能型电热水器。
关键词：智能；STC89C51单片机；电热水器ABSTRACTWith the continuous development of science and technology，the constant popularity of daily household appliances，more and more electric and electronic products are becoming intelligent and automated. While promoting the development of science and technology，it is also a great convenience to people's daily life. These intelligent, automated electronic power products，most of them operate on the core of a single chip microcomputer．This design mainly introduces a temperature intelligent control system for electric water heater，Taking STC89C51 microcontroller as the core,，DS18B20 temperature sensor real-time collection temperature，relay control heating，LCD1602 LCD display board，with a few independent buttons to set up，design infrared remote control，and add countdown function，In this way an intelligent electric water heater is obtained..Keywords:Intelligence；STC89C51 microcontroller；electric water heater1 引言1.1 设计的背景和意义自19世纪末，第一台热水器诞生之后，热水器开始逐渐进入人们的视野，从最初的工业生产用途到现在的家庭中广泛使用，经过这100多年的发展，热水器进入了电气领域。
智能热水器控制系统的设计与应用
智能热水器控制系统的设计与应用随着科技进步，近年来人们的生活水平不断地提高和改善，日常生活中也越来越离不开智能家电。
因此，我们要以更高的要求面对热水器的智能化。
根据《中国家用热水器行业技术路线图》，要将中国电热水器未来的研发的重点以下几个方面：安全可靠，节能环保，舒适健康，结构升级，构建整合和智能化。
在这种背景下，这种设计选择是基于人们对现代家庭便捷舒适和多元化服务的需求。
单片机是一种体积小，功耗低的微控制器。
随着单片机技术的飞速发展，许多电器以单片机为控制核心，并通过相应的内部操作实现智能控制，设备操作因此更加人性智能。
本智能热水器控制系统具有成本低，实用性强，控温精度高的特点。
以单片机为控制核心，通过按键、显示屏、WIFI与使用者人机交互；可以连续稳定地完成热水供应，能定时加热和自动恒温；还具有报警设计，使人们在使用时放松，愉悦，对人们的身体健康有很大好处，并满足人们对现代生活节奏的需求。
定时预约及远程控制功能，使用效率高又能节约能源的同时又有很好的性能，具有很高的实际应用价值。
国内外研究状况和成果如今的热水器行业难以取得实质性的突破。
而剩下可行的途径便只有抓住人性化需求。
国外对智能电热水器的主要研究成果西门子能够保证出水温度均匀恒定，究其原因是采用了最新的温度控制技术；开发了安全专家，不仅有防漏电装置，安全电流还能自我检测，人与电源被双重保险完全隔离，以防止发生事故。
完善的节能系统完美融合了各种节能细节，还可以实时、定时和自动加热。
国内对智能热水器的主要研究成果：一些热水器品牌已急于推出新技术，例如双管加热，3D快速加热，增加变频能力，防漏电器和提前预约。
主要提升方向是更加安全节能、提高出水量等。
海尔热水器在行业内遥遥领先，其拥有智能加热、预约技术，综合保温技术，防电壁挂炉等技术。
其配备了完善的安全预警系统，使用户的安全性真正得到了全面、系统的保护。
如今，学者们仍不满足于中国已有的研究成果，依旧在寻求技术突破。
家用智能电热水器控制系统设计_谭志强
Key words： electric water heater； microcontroller； continuous flow type； water storage type
0 引言
1 系统组成及工作原理
电热水器是一种常用家用的电器。目前市场上的 电热水器 分 为 连 续 水 流 式 和 贮 水 式［1］。 前 者 虽 然 具 有加热速度快和体积小的优点，但需要的功率大，大多 数家庭供电线路难以承受。而后者大多数采用机械式 控制器，功率要求较低、安全性高，但存在加热时间长、 精度低、可靠性差、控制不方便等不足［2 － 4］。为了提高 贮水式电热水器操作的方便性与可靠性，本文设计了 一种家用智能电热水器控制系统，本系统在家用贮水 式电热水器 上 进 行 改 进，可 以 实 现 人 机 交 互、水 位 控 制、温度控制、漏电保护及声音报警等功能，本系统工 作可靠稳定、抗干扰能力强，大大提高了电热水器的安 全性、智能化和数字化。
chine interaction，water level control，temperature control，leakage protection，sound alarm，and etc． Also it has advan-
tages of easy operation，safety，reliability，energy saving and environmental protection．
2． Shanghai Academy of Science and Technology，Shanghai 201203，China）
Abstract： The existing home electric water heater is mainly divided into continuous flow and water storage type． The
家用热水器智能控制装置设计与实现
家用热水器智能控制装置设计与实现【摘要】本设计针对市场上智能热水器功能不完善、不环保等问题基于51单片机进行技术研制。
该终端由DS18B20温度传感器、DS1302实时时间芯片等模块组成，完成定时烧水和控制水温的功能，解决无法控制热水器的运行而导致的电能过度浪费的问题，并且研制实物终端，并且进行运行测试。
【关键词】51单片机，DS18B20，DS1302，智能控制Design and realize the intelligent controlequipment of domestic water heaters【Abstract】The design for intelligent water heater on the market the function is not perfect, not environmental protection issues such as technology based on 51 single chip microcomputer is developed.The terminal by DS18B20 temperature sensor, such as chip DS1302 real-time time module, complete timing the function of the water and control the water temperature, solution to control the operation of the water heater and lead to excessive waste of electricity problems, and develop physical terminal, and run the tests.【Key Words】51 SCM，DS18B20，DS1302，Intelligent control目录第1章绪论 (6)1.1 选题的背景和意义 (6)1.1.1 背景 (6)1.1.2 目的及意义 (6)第2章系统总体设计 (8)2.1 系统设计要求 (8)2.2 系统研究思路 (8)2.3 系统设计框图 (9)第3章元器件介绍及功能 (10)3.1 AT89S52 (10)3.1.1 功能特性描述 (10)3.1.2 管脚描述 (11)3.2 DS18B20数字温度传感器 (12)3.2.1 功能特性描述 (12)3.2.2 管脚描述 (14)3.3 DS1302实时时钟芯片 (15)3.3.1 功能特性描述 (15)3.3.2 管脚描述 (15)3.4 LCD1602点阵字符液晶显示屏 (16)3.4.1 功能特性描述 (16)3.4.2 管脚描述 (16)3.5 继电器 (17)3.5.1 功能特性描述 (17)第4章系统硬件设计 (18)4.1 单元电路设计 (18)4.1.1 电源电路 (18)4.1.2 单片机电路 (18)4.1.3 按键接口电路 (19)4.1.4 温度检测电路 (20)4.1.5 实时时钟电路 (20)4.1.6 液晶显示电路 (21)4.1.7 驱动加热电路 (21)4.2 总电路图 (22)第5章系统软件设计 (23)5.1 开发环境Keil uVision3介绍 (23)5.2 单元程序流程图 (24)5.2.1 主程序流程图 (24)5.2.2 读温度子程序流程图 (25)5.2.3 读当前时间子程序流程图 (26)5.2.4 液晶显示子程序流程图 (27)5.2.5 驱动加热子程序流程图 (28)5.3 程序详细关键代码 (29)5.3.1 main.c部分 (29)5.3.2 ds18b20.c部分 (32)5.3.3 lcd1602.c部分 (35)5.3.4 ds1302.c部分 (37)总结 (40)图目录图2.1 系统总体设计图 (9)图3.1 AT89S52管脚图 (12)图3.2 DS18B20管脚图 (14)图3.3 DS1302管脚图 (15)图3.4 LCD1602管脚图 (17)图4.1 电源模块电路图 (18)图4.2 单片机模块电路图 (19)图4.3 按键模块电路图 (19)图4.4 温度检测模块电路图 (20)图4.5 实时时钟模块电路图 (20)图4.6 液晶显示模块电路图 (21)图4.7 驱动加热模块电路图 (21)图4.8 总电路图 (22)图5.1 主程序流程图 (24)图5.2 读温度子程序流程图 (25)图5.3 读当前时间子程序流程图 (26)图5.4 液晶显示子程序流程图 (27)图5.5 驱动加热子程序流程图 (28)第1章绪论1.1 选题的背景和意义1.1.1 背景电能的应用技术种类多范围广，主要包括电能光热发电技术、光伏发电技术以及电能光热利用技术。
基于单片机的热水器智能控制系统设计
参考内容
标题：共享经济视域下社区团购 运作模式研究以兴盛为例
随着共享经济的兴起，社区团购作为一种新型的商业模式，逐渐成为了人们 的焦点。兴盛作为社区团购的代表企业之一，其成功的运作模式为业界所瞩目。 本次演示将从共享经济的角度出发，以兴盛为例，探讨社区团购的运作模式。
一、共享经济与社区团购
共享经济是一种新型的商业模式，它通过互联网平台将闲置的物品、资源进 行优化配置，从而提高资源的使用效率。社区团购则是在共享经济的背景下应运 而生的一种新型的电商模式，它将社交和团购结合起来，通过群等社交工具聚集 用户，以低价购买高品质商品。
总之，在共享经济的视域下，社区团购作为一种新型的电商模式具有巨大的 发展潜力。通过借鉴兴盛的成功经验，其他企业可以更好地了解社区团购的运作 模式并实现自身的快速发展。
参考内容二
随着科技的发展和人们生活水平的提高，家用热水器的使用越来越普遍。然 而，传统的热水器控制系统往往存在着能源浪费、温度波动大、加热时间长等问 题。为了解决这些问题，本次演示提出了一种基于单片机的智能家用热水器控制 系统设计。
该系统以单片机为核心，通过温度传感器实时监测热水温度，并根据用户设 定的温度进行自动调节。具体来说，单片机通过温度传感器读取热水温度，然后 根据设定的温度阈值进行比较，如果实际温度低于设定温度阈值，则控制加热器 进行加热；如果实际温度高于设定温度阈值，则控制加热器停止加热。此外，该 系统还具有时间设定功能，用户可以根据需要设定加热时间，从而更好地满足家 庭用水需求。
2、电路连接方式：设计热水器的电路连接方式，包括加热装置、温度传感 器、水位传感器等与单片机的连接方式。此外，还需要考虑电源、求，程序设计应包括温度检测、水位检测、 加热控制等模块。同时，为确保系统的安全性，还需加入防干烧、防电击等保护 模块。在程序流程设计中，应充分考虑各个模块之间的相互关系，确保程序能够 协调运行。
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仪表技术
设定系统的工作状态，即根据人们需要设定水位与温 度值，接着通过水位检测控制模块检测水箱中水位并 控制水量进出，然后通过温度检测控制模块对加热电 阻进行控制，同时温度检测控制模块检测水箱中温度， 并通过显示模块将实时测量的水位、温度信号值发送 给液晶显示屏显示。本系统确保电热水器能在安全状 态下工作，实现对电热水器的智能控制［6 － 7］。
（ 1． Electronic and Information Engineering College，Shanghai University of Electric Power，Shanghai 200090，China；
2． Shanghai Academy of Science and Technology，Shanghai 201203，China）
人机交互界面包括键盘与液晶显示两部分，通过 键盘操作实现对电热水器的控制操作，从液晶显示界 面了解热水器的工作参数与状态。其中，通过键盘进 行的操作主要有设定水位和温度，液晶显示部分显示 设定水位和温度值，以及当前的水位和温度值。本系 统设计中键盘采用独立式键盘，通过四个独立的按键 向控制器发送数据，每个按键占用单片机一个 I / O 口。 这四个按键的功能分别是功能选择按键、加法按键、减 法按键和跳出设置按键。液晶显示屏采用 LCD1602， 按键和 LCD1602 控制电路如图 2 所示。 2． 2 漏电检测电路设计
本设计使用 LCD1602 液晶显示屏，LCD1602 可显 示两行，每行 16 个字符，不能显示汉字，内置 128 个字 符的 ASCII 字符集字库，只有并行接口，无串行接口。 分析 LCD1602 的读写操作时序图便能得出其工作流 程，设计相应的程序，首先是初始化显示模式寄存器、光 标设置寄存器和移屏寄存器，最终完成显示功能［13］。 3． 2 按键扫描程序设计
图 3 漏电检测电路图
2． 3 水位检测电路设计 水位检测电路如图 4 所示，用八根不锈钢针分别
置于水箱容积的八平分位置，在电极间加电流，直流电 压通过一个较大电阻和钢针分压，钢针上的压降不大。 当某个钢针不接触水面时，其输出为高电平，当钢针与 水面接触时则输出为低电平。各输出分别连接单片机 的 P1． 0 ～ P1． 7 引脚，单片机对这些引脚进行判断处 理后，即可得出相应的水位值，省去了传统的 A / D 转 换器。当监测水位低于设定水位时，单片机即控制进 水阀打开注水直至注满热水器。
本系统包括单片机最小系统模块，电源模块，人机 交互模块，漏电保护模块，声音提示模块，温度检测控 制模块和水位检测控制模块等七个模块。其中，单片 机最小系统模块是该系统最为核心的部分，用于实现 对其他模块的控制功能； 电源模块为系统提供 5 V 直 流电； 人机交互模块实现单片机和外部的信息传递； 漏 电保护模块用于检测是否有漏电现象，保证热水器安 全稳定工作； 声音提示模块用于发音提示热水器当前 水位状态； 温度检测控制模块实现对水温的检测与控 制； 水位检测控制模块实现对水位的检测与控制［5］。 系统结构框图如图 1 所示。
为了确保人身安全，本系统设计具备漏电保护功 能电路。漏电检测电路如图 3 所示，电路由电感线圈 L1 、L2 ，电阻 Ｒ1 ～ Ｒ4 ，电容 C1 和比较器 LM393 组 成。 漏电检测线圈的输出经过比较器后送给单片机，当漏 电超过规定的阀值，单片机立即响应中断，切断整个系 统的电源并发出报警信号［9 － 10］。
热水器控制系统的控制过程可分为三个步骤： 温 度和水位数据采集、温度和水位数据分析处理、控制外 部输出。这个三个步骤不断重复，使整个系统实现所 需的控制 目 标。控 制 器 设 置 了 四 个 按 键： “进 入 设 置”、“加法按键”、“减法按键”和“跳出设置”。“进入 设置”用于切换设定温度和水位初始值的修改。第一 次按下为水温度初始值变为可调，再次按下水位初始 值变为可调状态，此为一个循环，即水温初始值为偶数 次按键，而水位初始值 为 奇 数 次 按 键，直 至“跳 出 设 置”按下，保 存 当 前 设 置，跳 出 菜 单。 “加 法 按 键 ”和 “减法按 键 ”用 于 调 整 设 定 的 水 温 和 水 位 的 上 下 限。 当前状态为可调状态时每按一次“加法按键”或“减法 按键”，被设置的 数 据 值 递 增 或 递 减。 调 整 温 度 值 时 以 1 ℃ 为调整单位，调整水位时以 10 L 为调整单位。 “跳出设置”用于在可调状态时，保存当前设置参数并 跳出可调状态，返回主程序。按键控制流程图如图 8 所示。
图 7 按键扫描程序流程图
3． 3 温度采集程序设计 温度采集是通过分时与 DS18B20 的单总线通信完
成的，有严格的时隙概念，因此对 DS18B20 的各种操作
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仪表技术
2016 年第 3 期
必须按协议进行。通过单线总线的所有执行都从一个 初始化时序开始，初始化时序包括一个由总线控制器发 出的复位脉冲和其后由从机发出的存在脉冲。存在脉 冲让总线控制器获知 DS18B20 在总线上且已准备好操 作，然后初始化 DS18B20 便能实现温度的读取［14］。 3． 4 按键控制程序设计
0 引言
1 系统组成及工作原理
电热水器是一种常用家用的电器。目前市场上的 电热水器 分 为 连 续 水 流 式 和 贮 水 式［1］。 前 者 虽 然 具 有加热速度快和体积小的优点，但需要的功率大，大多 数家庭供电线路难以承受。而后者大多数采用机械式 控制器，功率要求较低、安全性高，但存在加热时间长、 精度低、可靠性差、控制不方便等不足［2 － 4］。为了提高 贮水式电热水器操作的方便性与可靠性，本文设计了 一种家用智能电热水器控制系统，本系统在家用贮水 式电热水器 上 进 行 改 进，可 以 实 现 人 机 交 互、水 位 控 制、温度控制、漏电保护及声音报警等功能，本系统工 作可靠稳定、抗干扰能力强，大大提高了电热水器的安 全性、智能化和数字化。
本系统的控制过程如下： 首先通过人机交互模块
收稿日期： 2015 － 09 基金项目： 国家自然科学基金（ 61202369） ； 上海市自然科学基金（ 14ZＲ1417400） ； 上海市科技创新行动计划地方院校能力建设 项目（ 13160500900） ； 上海市教育委员会科研创新项目（ 12ZZ176，13YZ102） 作者简介： 谭志强（ 1990—） ，男，硕士研究生，研究方向为智能照明技术、无线传感器网络等； 杨俊杰（ 1977—） ，男，博士，教授。
按键信号处理包括三个方面： 按键动作检测、确定 按键键值和按键响应。考虑到外界因素和实际进行按 键操作时，按下及松开的瞬间都容易产生抖动现象，造
图 6 系统主程序流程图
成按键操作时按键端口电平可能会多次跳变。本系统 设计通过软件措施完成去抖动与防干扰处理，采用定 时中断扫描的方式进行按键检测，通过单片机定时中 断，每隔 10 ms 扫描一次按键端口状态，按键检测过程 中无需一直监视按键端口或执行额外的延时程序，节 省了单片机的 CPU 资源和中断资源。按键扫描流程 图如图 7 所示。
ming at this problem，an intelligent electric water heater control system based on single chip microcomputer is designed．
The system is improved in the household water storage type electric water heater． According to the set of water tempera-
2016 年第 3 期
图 2 人机交互电路图
图 1 系统结构框图
2 系统硬件设计
本系统的硬件电路设计包括单片机最小系统电 路，人机交互电路，漏电保护电路，水位检测控制电路， 温度检测控制电路和声音提示等六部分。核心控制器 选用 ATMEL 公司的 AT89S52 单片机，AT89S52 是一 种低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8 KB 系 统可编程 Flash 存储器，在众多嵌入式控制应用系统 中广泛应用［8］。 2． 1 人机交互电路设计
ture and water level value，the heater and water valve work is automatically controlled． It has functions such as man-ma-
chine interaction，water level control，temperature control，leakage protection，sound alarm，and etc． Also it has advan-
tages of easy operation，safety，reliability，energy saving and environmental protection．
Key words： electric water heater； microcontroller； continuous flow type； water storage type
Abstract： The existing home electric water heater is mainly divided into continuous flow and water storage type． The
former is fast but the power requirement is high； the latter has low power but long heating time and poor reliability． Ai-
差。针对该问题设计了一种基于单片机的智能电热水器控制系统。系统在家用贮水式电热水器上进行改进，根据设置的水温和水
位值自动控制加热器和进水阀工作，具有人机交互、水位控制、温度控制、漏电保护及声音报警等功能，以及操作方便、安全可靠、节