电热水器设计报告
家用热水器控制器设计_综合电子实验报告
电子电路实验实验总结报告题目名称：家用电热水器控制器学生：学号：学生：指导教师：验收日期：电工电子实验教学中心制摘要用清洁能源电能进行加热的热水器被称作电热水器。
电热水器与燃气热水器、太阳能热水器是目前市场上畅销的三大热水器种类。
近年来，由于电热水器使用安全、用电方便快捷、加热迅速、价格便宜等方面的优势，人们对电热水器喜爱甚佳，市场销售历年居首，目前电热水器几乎成为家用电器必备之一。
本文介绍一种储水式电热水器的控制器，其主要功能有进水设置与显示、进水控制、温度设置与显示、温度控制及自动报警等功能。
本文先介绍了家用电热水器控制器总体方案设计，按照功能及技术性能指标要求，采用自上而下的设计方法对进水控制器和温度控制器的电路结构进行分析和设计，详细的介绍了两种控制器的工作原理；接着介绍了进水控制器的设计与仿真，进水控制器由水位预置电路、进水状况检测电路及电磁阀控制电路等电路组成，用Multisim软件完成了对各部分电路的仿真检验，检验了进水控制器设计的正确性；接着对温度控制器设计进行介绍，温度控制器由温度传感器电路、A/D转换电路、温度预置电路、加热器控制电路、时钟电路及数码管显示电路等电路组成，用软件Multisim完成了对各部分电路仿真检验，检验了温度控制器的设计的正确性；再对进水控制器硬件电路进行安装和调试，完成了进水控制器所要求的功能和技术指标。
因次，从控制器的电路设计和仿真的结果和电路的安装和调试的情况来看，本文所介绍的家用热水器控制器的设计是成功的，完全实现了所要求的指标，验证了电路的可行性。
目录第1章热水器控制器整体设计 (1)1.1题目简介 (1)1.2功能及技术性能指标要求 (1)1.3进水控制器电路结构及工作原理 (2)1.4温度控制器电路结构及工作原理 (3)第2章进水控制器电路设计与仿真 (5)2.1水位预置电路 (5)2.1.1 手动脉冲信号产生电路 (5)2.1.2 预置编码电路 (5)2.1.3 译码驱动显示电路 (6)2.1.4 仿真结果 (7)2.2进水状况检测电路 (8)2.2.1 电路设计 (8)2.2.2 仿真结果 (9)2.3电磁阀控制电路 (9)2.3.1 优先编码电路设计 (9)2.3.2 状态比较电路设计 (9)2.3.3 继电器开关电路设计 (10)2.3.4 仿真结果 (11)2.4进水控制器仿真结果 (11)第3章温度控制器电路设计与仿真 (14)3.1温度传感器电路 (14)3.1.1 温度/电压变换电路 (14)3.1.2 测量放大器电路 (15)3.1.3 仿真结果 (15)3.2A/D转换电路 (16)3.2.1 电路设计 (16)3.2.2 仿真结果 (17)3.3温度预置电路 (17)3.3.1 手动脉冲产生电路设计 (17)3.3.2 计数器电路设计 (18)3.3.3 仿真结果 (19)3.4加热器控制电路 (19)3.5时钟电路 (21)3.5.1 电路设计 (21)3.5.2 仿真结果 (22)3.6数码管显示电路 (23)3.7温度控制器仿真结果 (23)第4章家用电热水器控制器测试 (25)4.1水位预置情况 (25)4.2进水状况检测情况 (25)4.3电磁阀控制情况 (26)4.4温度传感器情况 (27)4.5A/D转换电路情况 (27)4.6温度预置情况 (28)4.6加热器控制情况 (28)实验总结 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录一家用电热水器控制器（进水控制器）元器件明细表 (31)附录二家用电热水器控制器（进水控制器）实物照片 (32)附录三实验日志 (33)第1章热水器控制器整体设计1.1 题目简介以清洁能源电能进行加热的热水器称为电热水器。
多功能家用电热水器的设计
多功能家用电热水器的设计
多功能家用电热水器是一种智能化的设备，具备实用性、节能效率和多种功能。
它可以使温度升高到适合我们使用的范围之内，提供热水，能够根据使用者的需求调节温度，可以预约加热，以及自动保温功能，大大提升了我们的生活质量。
首先，多功能家用电热水器设计时应考虑到安全性，如水器周围空间的布局应符合安全的要求，防止由于杂物堆积造成的危险。
其次，多功能家用电热水器的外表应设计简洁大方，符合当下流行的家电设计理念。
同时，设计中的材料也要选用优质的不锈钢，添加一些防火材料，以防止过热发生火灾。
此外，多功能家用电热水器应拥有优化的结构，以确保水器内部元器件和系统不会失效。
它也需要具有自动恒温功能，能够根据房间温度和湿度进行自动调控，避免过热或者过低，提高产品的使用寿命。
此外，多功能家用电热水器还应具有定时功能，可以让用户设定加热的时间，更方便的对水器的使用。
最后，多功能家用电热水器的控制面板设计也很重要，它应当具有易操作和便捷性，能够让用户在操作时无需过多难懂的按键，只需简单点击就能明了清楚的操作，让用户大大减少操作时间。
总之，多功能家用电热水器是一种极具实用性的设备，能够大大提升我们的生活质量，使我们的使用更便捷实惠。
设计时，要注意安全性、优化结构和控制面板，以确保产品的质量和可靠性。
多功能家用电热水器是一种智能化的设备，为了保证这
一设备的实用性、节能效率和多种功能，在设计上要注意安全性、简洁大方的外表、选用优质材料、优化结构、自动恒温功能、定时功能以及易操作便捷的控制面板。
可以根据使用者的需求调节温度，可以预约加热，以及自动保温功能，为提升我们的生活质量立下贡献。
智能电热水器毕业设计
智能电热水器毕业设计随着科技的不断发展，智能家居成为了现代家庭的新宠。
在这个背景下，智能电热水器也应运而生。
本篇毕业设计将介绍一种基于物联网技术的智能电热水器。
设计思路智能电热水器采用物联网技术，并通过云平台实现与用户的交互。
其主要组成部分包括控制器、传感器、云平台和APP客户端。
控制器：采用单片机进行逻辑控制和数据处理，能够实现智能化的热水控制。
通过连接WIFI模块，将热水器与互联网进行连接。
传感器：采用多种传感器进行热水器的环境监测，比如温度传感器、湿度传感器、用水量传感器等。
数据将通过控制器上传至云平台。
云平台：采用云计算技术，实现热水器与用户之间的数据交互。
用户可以通过云平台与热水器进行远程控制和监测，随时随地查看当前的用水量和剩余水量，并能够调整水温和查询用水情况。
APP客户端：安装在用户手机上，通过连接互联网，能够实现对热水器的实时控制和管理。
用户可以通过APP客户端进行远程启动/关闭热水器、调整热水器水温、查看用水情况等操作。
设计特点智能电热水器的设计特点主要有以下几个方面：1. 基于物联网技术，实现了与用户的互动和数据交互，并能够远程控制和监测。
2. 采用多种传感器进行环境监测，能够实时反馈数据到云平台，并给用户提供更全面的用水情况和能耗的统计。
3. 通过APP客户端，随时随地掌握热水器的用水情况，提高了用户的生活质量。
总结本篇毕业设计介绍了一种基于物联网技术的智能电热水器，该热水器能够远程控制和监测，并通过云平台给用户提供更全面的用水情况和能耗的统计。
该设计具有一定的实际应用价值，能够提高用户的生活质量，减少能源浪费。
电热水器课程设计报告
西安邮电学院测控仪器课程设计报告书题目：电热水器的设计系部名称：信息与控制系学生姓名：刘志伟（01）王宇（07）付国伟（13）李航（35）专业名称：测控技术与仪器班级：测控0504班时间：2007年12月10日至12月 21日电热水器的设计一、设计目的：用热电式传感器（热敏电阻）设计一个电热水器。
当热水器内的水温低于950 C时，控制电路给出信号使电热水器电源接通，给水加热，加热时红色指示灯亮；当热水器内的水温达到950 C使，控制电路自动切断热水器电源，停止给水加热，使其处于保温状态，停止加热时，黄色指示灯亮。
二、设计要求：（1）可控制电热水器电源接通或断开。
（2）可显示相应的控制状态。
三、设计器材：四、设计方案及分析（包含设计电路图）1、LM324的功能及引脚：LM324 是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
如图1所示：图1其内部的四个运算放大器, A, B, C, D 以及引脚功能如下：LM324中的每一组运算放大器可用图2所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。
两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。
图22、继电器的继电特性：电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即常开触点从断到通。
一旦触点闭合，输入量x继续增大，输出信号y将不再起变化。
当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放，常开触点断开。
我们把继电器的这种特性叫做继电特性，也叫继电器的输入-输出特性（参考图3）。
释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数，即 Kf= xf /xx触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数，即Kc=PC/P0图33、负温度系数热敏电阻（NTC）极其特性：NTC具有很高的负温度系数，特别实用于-100——3000 C之间测温。
电热水器设计
电热水器设计报告一、电气控制方式系统通电后即进入工作状态，用户可以随时设定加热温度，控制器会根据设定的加热，温度通过单片机的输出端口控制固态继电器,使加热丝工作，进而控制加热装置的启闭。
二、电路设计原理图，见附页1三、电气控制硬件设计系统核心为ATMEL单片机AT89C51为核心，具备功能强、运行速度快等特点。
通过P2.3端口连接一个键盘电路来实现对参数的设定。
通过串口连接4位LED数码管，显示设定加热温度和当前温度。
加热设备通断电是通过P2.5端口完成。
加热过程中P2.5端口是高电平，单片机AT89C51通过程序检测P0.0到P0.3端口输入的温度传感器检测信号的状态，通过软件计算后与设定温度进行比较后，控制加热设备的通断电。
3.1显示电路由七段供阳显示译码器74LS47、3线-8线译码器74HC138、4个PNP型三极管S8550和4个数码管组成。
通过单片机AT89C51的P1.0～P1.3端口将要显示字符的BCD码输出到74LS47的四个输入端，译码后输出相应的笔端驱动LED数码管。
数码管的位选信号由AT89C51的P2.0～P2.2端口输出，经过3线-8线译码器74HC138译码后驱动相应的数码管。
3.2键盘电路键盘电路和显示电路一样，采用动态扫描方式，利用动态显示时的数码管驱动位置信号来判断相应按键的状态。
单片机的P2.0～P2.2端口输出的BCD码经译码器译码后，相应Y口呈低电平，而AT89C51的P2.3端口平时为高电平（由于有上拉电阻），当某一键按下时，P2.3被下拉为低电平，这时单片机利用程序查询P2.3是否为低电平，如果P2.3为低电平，就读回单片机P2.0～P2.2端口的值（从缓冲区读取），就可判断是哪个按键按下，定义是增加、减小、加热开关，然后调用相应的处理程序进行处理。
3.3输出控制电路单片机对控制的输出是通过P2.5端口完成的。
加热过程中P2.5端口的输出状态是高电平，三极管S8050导通，使固态继电器输出导通，加热丝有电，AT89C51通过程序检测P0.0到P0.3端口输入的温度传感器DS18B20检测信号的状态，通过软件计算后与设定温度进行比较后，控制加热丝的通断电，加热到设定的温度时，P2.5端口变为底电平，三极管S8050截止，固态继电器输出截止，加热丝断电，停止加热；当温度降到设定温度以下时恢复加热，起到保温的效果。
电热水器设计报告
快热式电热水器摘要：本文介绍的是一种以52单片机为控制器，加上温度检测电路、红外遥控输入电路、电源电路、加热控制电路、1602液晶显示电路、蜂鸣报警器电路等外围电路构成的快热式家用电热水器的系统。
该系统能设定功率档位，并且通过红外遥控可以调节不同的功率档位，同时它也可以自动进行功率档位的转换，以及自我保护的功能和报警功能。
关键词：单片机、温度检测、加热控制、1602液晶显示Abstract:This paper is a kind of with 52 singlechip controller, add temperature detection circuit, infrared remote control input circuit, the power supply circuit, heating control circuit, 1602 LCD display circuit, bees alarm circuit and other peripheral device consisting of KuaiReShi household electric water heater system. This system can set up power gear, and through infrared remote control can adjust different power gear, at the same time it also can automatic power gear conversion, and self protection function and alarm function.Keywords: MCU、temperature detecting、heating control、02 LCD display一：总体系统设计1．整个系统主要包括加热、温度检测、显示和报警等四个模块。
电热水器毕业的设计开题的报告
04届毕业设计开题报告 电热水器的设计和制作 指导教师:吴建林 小组成员:严婷、林雨露、杨月、陈竹
君、胡倩婷
红外线防盗报警器设计与制作
1、本毕业设计(论文)课题应达到的目的 2、本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求 3、对本毕业设计(论文)课题成果的要求 4、本毕业设计(论文)课题工作进度计划 5、选题依据与现有认识 6、控制器选型及P89C61的功能特点 7、电热水器原理图及原理 8、设计中遇到问题及相应解决办法 9、主要参考文献 0
7
39
PLCC
P89C60X2 和 P89C61X2 分别包含 512 字节和1024 字 节RAM、32个I/O口、 3个16位定时/计数器、 6中断源-4中断优先级 -嵌套的中断结构、1 个增强型UART、看门 狗定时器以及片内振 荡器和时钟电路。
17
29
管脚
1 2 3 4 5 6 7 8
[11] 孙贵宁. 基于单片机S3F9454的水位水温检测电路的设计[J] .电子工程师2019年2月31卷 第2 期. [12] 曾健平,谢海情,周永峰. 智能太阳能热水器水温水位控制系统[J] .测量与设备2019年11月12日 [13] 刘鸣等.温度传感器DS18B20的特性及程序设计方法[J] . 电测与仪表,2019年 ,10 :47～51 [14] 周立功，夏宇闻. 单片机与CPLD综合应用技术[M] . .北京：北京航空航天大学出版社,2019.
2.解决该问题的方法
（1）多看一些有关单片机理论和控制方面的书籍 （2）通过网络查询相关资料 （3）向指导老师咨询
9、主要参考文献
[1] 康华光. 电子技术[M]. 第四版. 北京：高等教育出版社，2000. [2] 谢自美. 电子线路设计实验测试 [M]. 第二版. 武汉：华中科技大学出版社,2000. [3] 胡乾斌, 李光斌. 单片微型计算机原理和应用 [M] . 武汉：华中科技大学出版社,2019. [4] 何立民. 单片机应用技术选编[M] . 北京：北京航空航天大学出版社. [5] 李光飞，李良儿，楼然苗. 单片机C程序设计实例指导[M] . 北京：北京航空航天大学出版社.
热水器设计（最终五篇）
热水器设计（最终五篇）第一篇：热水器设计一、卫生间之家电设计——热水器1、多维度的获取用户信息，设计适合用户需求的热水器产品 1）判断用户需求档次，有针对性的设计：根据用户房屋的地段、地价、面积、楼层、装修风格档次、预算、气质、年龄段、职业及是否自己居住（出租）等因素，判断用户为高端、中端、一般档次，有针对性的设计不同档次的家电产品；2）实地勘察卫生间是否适合安装热水器："由于卫生间空间较小，不适合安装电热水器，可以设计厨房安装燃气热水器；"经过勘察卫生间，热水器安装位置右端必须预留35公分以上，以便于日后维修使用，符合这个条件可以设计横式热水器，如果不符合这个条件，建议设计立式热水器或者在厨房设计燃气热水器；3）针对用户的需求及使用喜好、习惯设计热水器种类；""用户考虑安全，设计防电墙电热水器；用户希望厨房卫生间都能使用热水，而且厨房、卫生间间隔较远，可设计卫生间使用电热水器，厨房设计小厨宝；""用户希望快速加热，可以设计燃气热水器；用户希望多路供水，可以设计热水中心，设计燃气热水器；4）结合不同的户型进行设计；"""卫生间与厨房相隔较远，可以设计电热水器；厨房与卫生间一墙之隔，可以设计电热水器或燃气热水器；一厨二卫，其中一厨一卫相邻，主卫不相邻，主卫设计安装电热水器，厨房设计燃气热水器兼顾厨房热水使用。
"一厨二卫，且分别距离较远，需要安装热水器较多，可设计电热水器、燃气热水器或者厨房小厨宝；5）了解用户家庭人口数量，设计适合用户的热水器："单身家庭一般设计容积为40-50升以上的电热水器；"三口之家一般设计容积为60-80升以上的电热水器；"三口以上一般设计容积为80-100升以上的电热水器；"燃气热水器洗浴时，不限人数，也没有加热时间的限制；2、卫生间热水器的设计 1）电热水器"咨询口径：海尔电热水器防电墙技术，能确保洗浴安全，预警技术时刻检测用电环境，出现问题及时提醒；"安装位置：⑴ 电热水器安装在卫生间里，地面要有排水设施，安装位置右端必须留有30cm的维修空间；⑵ 如果用户需要吊顶装修，电热水器可能设计为全包或半包，设计人员告知用户吊顶必须能自由拆卸，便于日后热水器维修使用；"预埋管路：⑴ 与用户协商，确定管路安装方式。
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快热式电热水器
摘要：
本文介绍的是一种以52单片机为控制器，加上温度检测电路、红外遥控输入电路、电源电路、加热控制电路、1602液晶显示电路、蜂鸣报警器电路等外围电路构成的快热式家用电热水器的系统。
该系统能设定功率档位，并且通过红外遥控可以调节不同的功率档位，同时它也可以自动进行功率档位的转换，以及自我保护的功能和报警功能。
关键词：单片机、温度检测、加热控制、1602液晶显示
Abstract:
This paper is a kind of with 52 singlechip controller, add temperature detection circuit, infrared remote control input circuit, the power supply circuit, heating control circuit, 1602 LCD display circuit, bees alarm circuit and other peripheral device consisting of KuaiReShi household electric water heater system. This system can set up power gear, and through infrared remote control can adjust different power gear, at the same time it also can automatic power gear conversion, and self protection function and alarm function.
Keywords: MCU、temperature detecting、heating control、02 LCD display
一：总体系统设计
1．整个系统主要包括加热、温度检测、显示和报警等四个模块。
它的工作流程如下：
(1)接通电源
(2)开启电热水器
(3)调节水量
(4)调节功率
(5)检测出水温度，判断是否继续加热
(6)排水
2．快热式电热水器系统组成框图
二．方案的论证与选择
1．电源电路的选择
方案一：
采用干电池，使用方便，安全可靠，但价格昂贵，且使用时间较短，还容易造成环境污染，所以不采用。
方案二：
采用2节4.2V可充电式锂电池串联共8.4V供电。
然后将8.4V电压降压到5V，并用稳压芯片使电压稳定在5V给整个系统供电，锂电池的电量比较足，可以充电，重复利用，但是锂电池成本较高，用于本设计不太经济，所以不采用。
方案三：
市电通过变压、整流、滤波、稳压得到+5V的电压，由于市电来源方便，使系统
测试时更加简单，且经稳压后的电压比较可靠，较经济实惠。
所以采用该方案。
2．温度传感器的选择
温度检测的方法有很多，有热电偶，热敏电阻，还有专门的集成测温传感器等。
方案一：
热电式传感器是将温度的转化为电量变化的装置，它利用敏感元件的电磁参数随温度的变化而变化的特性来达到测量的目的。
通常把温度的变化敏感元件的电阻、电势的变化，再经过相应的测量电路输出电压或电流，然后由这些参数的变化来检测对象的温度变化。
热敏点具有灵敏度高、体积小、较稳定、制作简单、寿命长、易于维护、动态特性好等优点，但变化率非线性，不适合测量高温区等缺点。
方案二：
采用集成测温传感器DS18B20，直接将温度转换为数字信号传送给单片机，而且该芯片硬件电路简单，仅用一个端口就可以和单片机进行通信，供电电压与单片机兼容，用户还可以自定义温度报警设置，而且简单的编程就可以控制。
方案三：
温度\频率转化测温法，直接将温度信息转换成频率信号，用单片机测出频率的大小，从而间接测出温度值，温度\频率转换电路简单可靠，成本也较低。
综合我们本身设计要求以及系统稳定性的考虑，采用方案二。
3．键盘的选择
方案一：
采用矩阵键盘，键盘的设置在行、列线的交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。
行线通过上啦电阻接+5V，被拉在高电平状态。
但线路较复杂，对于这个系统也用不到那么多的按键，所以不采用。
方案二：
采用独立键盘，该键盘也常用于需要少量按键控制系统中。
每个独立键盘单独占用一根输入端口线，各键的工作状态不会相互影响。
采用轻触式独立小按钮，既实用又方便，但键盘在使用时伴随有一定时间的触点机械抖动。
方案三：
采用红外控制，红外遥控是一种无线、非接触控制技术，具有抗干扰能力强，信息传输可靠，功耗低，成本低，易实现等显著优点，因此对于本系统用红外遥控更加适合一些，故采用此方案。
4．加热控制电路的选择
方案一：
由若干不同功率的电热丝组合得到几种加热功率，为了满足该系统的要求就需要几组电热丝和继电器，成本较高且工作可靠性较低。
方案二：
通过一个继电器，采用可控硅控制功率，它能经受较高的功率，并且可以设置较多的档位，成本大大降低且可靠性高，而且电路简单，可控硅的控制也较简单。
综上，采用方案二。
5．显示器的选择
方案一：
采用LED数码管显示，数码管自身发光，显示清晰，寿命较长，故障率低，适合在白天等强光条件下显示。
但数码管功耗较大，硬件电路较复杂，可以显示某些预先设置的图像，但是显示内容基本不可变。
而且在背景光很强时，显示不清晰。
方案二：
采用1602液晶显示，在背景光较强时，显示清晰，驱动电压低、极其省电、可靠性高、显示信息量大、无闪烁、对人体无害、成本低廉且外围电路也比较简单。
但是使用有温度范围限制，且因是反光式的，在外界光线很明亮的情况下很容易看不清楚。
而且它的寿命较短，使用一定年限后清晰度明显降低。
综合我们的设计及环境因素等方面的考虑，我们采用方案二。
三．系统硬件单元电路的设计
1．电源电路的设计
市电通过变压、整流、滤波、稳压得到+5V的电压。
2．加热控制电路的设计
通过一个继电器，采用可控硅控制功率，可控硅通过moc3023来驱动，它能经受较高的功率，并且可以设置功率档位，方便控制。
3．过零检测电路的设计
为了方便我们控制可控硅，还需要加入一个过零检测电路，通过它来控制可控硅的导通角，从而达到设置功率档位的要求。
四．软件设计
单片机的快热式家用电热水器的设计主要包括主程序，加热控制子程序，过零检测子程序，温度的检测和显示子程序。
主程序流程图 加热控制控制程序流程图
过零检测程序流程图 可控硅触发信号程序流程图
温度检测及显示流程图
五．总结
本次设计不仅完成设计课题的基本要求，在老师的指导下还实现了稳定温度，并使其自动调节的目的。
本系统是用单片机进行简单的控制，一次稳定性还是较高的，通过合适的方案选择不仅增加了该系统的可靠性，还增加了系统的准确性，在该系统中是直接采用1602液晶来显示其档位。
不过，在该系统中还是存在些许问题，最大的就是温度的精度不是很高，而这主要是编程的问题，类似这些问题还有待自己进一步的研究的解决，虽然结果有不足之处，但毕竟是自己亲手做的，收获是可想而知。