毕业设计(论文)-家用电热水器控制系统设计
毕业论文(设计)：电热水壶控制系统设计
南通农业职业技术学院毕业论文(设计）课题名称电热水壶控制系统的设计专业及班级应用电子技术电子3092 学号 0962302223姓名戚光利指导老师顾诚甦年月日电热水壶控制系统的设计摘要本论文设计介绍了MCS—51系列单片机为控制芯片，对电热水壶工作进行控制的方法.通过电加热电路对水进行加热，并对水的温度进行采样，采样信号通过ADC0809将数字量送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LED显示，并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统.单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、8255芯片、地址锁存器等组成的单片机控制电路、温度检测电路、A/D转换电路、光电隔离电路、键盘及显示电路和温度加热电路。
整个系统的关键电路是单片机控制电路，完成信号的输入和输出的转换,即可将温度检测电路采样的输入信号通过A/D转换器ADC0809进行处理加工后输出到显示器进行显示，并可以通过控制器控制温度，同时当水加热超过指定的温度以后，蜂鸣器工作报警。
关键词单片机温度控制控制器Design of control system for electric heating kettleAbstractThe thesis introducts the method of use the series of MCS-51 one—chip computer which is the control chip to control the work of kettle heat with electric energy. Through electric heated circle, the water will be heated，then sample the temperature of the water. The sampling signal will set the mimic to the system of single chip computer through ADC0809, after is processed by the computer and controlled by the keyboard, it will be showed by LED monitor, at the same time, the system can control the temperature beyond the setting，the system of alarm will run.The hardware of the one—chip computer controls the thermos which includes 8051 chips, 8255 chips，one-chip computer control circuit that address latch ，etc。
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。
电热水器控制系统的设计
南京工程学院本科毕业设计（论文）题目：电热水器控制系统设计专业：自动化（数控技术）班级： K数控092 学号：*********学生姓名：指导教师：起迄日期： 2013.2.20～2013.6.08 设计地点：基础实验中心C302Graduation Design (Thesis)Design of Control System for Electric Water HeaterBySupervised byAssociate Prof.Department of Automation EngineeringNanjing Institute of TechnologyJune，2013南京工程学院康尼学院本科毕业设计（论文)摘要电热水器作为人们生活中不可或缺的家用电器之一，对我们的生活水平有着重要的影响，常用的热水器主要分为以下三种：燃气式热水器，太阳能热水器以及电热水器。
太阳能热水器虽然有没有污染的优点，但是其使用受到天气与位置的较大限制，加之其不能对温度进行有效控制；燃气热水器虽然不用受到上面的限制，但是人们通常会对其使用过程中的一些危险，如一氧化碳中毒和燃气泄漏的担心，加之其安装过程非常繁琐，也渐渐淡出人们的视线；而电热水器在具有其上优点的同时，其安装十分方便，同时在当今时代，电热水器的各方面的研发已经十分的成熟，安全性也能很好的得到保证。
而随着科技的发展，传统的机械式控制系统一难以满足人们对高生活水平的要求，而在微处理器技术、传感器技术的进一步成熟的现今社会，电热水器开始摒弃传统的机械式的控制方式，转而采用全新的控制方式，，以微处理器为核心，通过传感器测温，然后再通过显示屏显示，辅以友好的人机界面，从而实现热水器的智能使控制方法。
本论文完成的控制系统是利用AT89S52单片机作为控制核心的，然后利用其现有接口外接各种硬件模块，主要有：温度测量电路，实时时钟电路，键盘，看门狗电路，加热开关，LED显示电路。
热水器自动控制系统设计毕业设计(论文)word格式
LM7805系列稳压块封装如图2-1所示：
图2-1LM7805示意图
LM7805引脚功能:
1脚为输入端
2脚为公共端
3脚为输出端
注意事项：
引脚不能接错，公共端不能悬空；
为防止过热应安装散热片；
(在安装时,由于用力过猛,把引脚给压断过，因此在后面的安装过程中，我们特别小心)。
印制板上的滤波电容应直接与引脚相连。)
·两个十六位定时器/计数器
·五个中断源,两级中断优先级；
·一个全双工的异步串行口；
·间歇和掉电两种工作方式。
2、AT89C51的功能描述
AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，片内有4k字节的在线可重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。它与MCA-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不仅可完全代替MCS-51系列单片机，而且能使系统具有许多MCS-51系列产品没有的功能。
目前市场上的电热水器又连续水流式和贮水式，前者虽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。而市场上传统的机械式电热水器控制
功能不完善,而且精度低、可靠性差，生活质量的提高使得消费者对电热水器要求越来越趋
向于智能化和数字化，因此我们采用单片机作为控制中心设计了这个热水器自动控制系统。
2、可以设定要加热到的温度，当水温达到设定温度时停止加热。.
3、可靠的水位采集电路，同时水位分为两个档，当低于第一个档位时，鸣蜂器响10秒起到提示报警作用；当低于第二个水位时，停止加热，防止干烧。
4、配备遥控器，操作更加方便。
第一章总体结构和方案论证
第1.1节系统总体结构和原理图
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。
快热式家用电热水器的设计毕业设计论文
课题实践类别：项目承接与技术服务题目：快热式家用电热水器的设计课题实践课题及任务湖南工业职业技术学院课题实践开题报告书电气工程系电气自动化技术专业湖南工业职业技术学院课题实践考核表电气工程系电气自动化技术专业快热式家用电热水器的设计摘要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家不断追求的目标。
快热式电热水器与普通电热水器最大的区别在于它取消了储水罐，热水随开随用，无须预热，减少了电能浪费。
另外，它还具有体积小，使用安全，安装方便等优点。
本设计要求用2位数码管显示出水温度和功率档位，设置3个按键分别为电源开关键、档位上调和下调键，出水温度超过65℃时停止加热，并蜂鸣报警，温度降低到45℃以下时恢复加热。
内胆温度超过105℃时停止加热，防止干烧。
本文首先介绍了系统的总体组成，硬件中先描述了整体结构和各模块的相互关系。
对于较新的可编程芯片又进一步介绍了其内部结构及外部特征。
本软件采用模块化设计。
在主程序模块下分成若干彼此独立的分模块，在各模块适当位置设置软件陷阱，进行冗余设计，在信号采集与处理程序中采用多种数字滤波的方法，以消除随机的尖脉冲千扰。
本系统可以实现对热水器水温的实时控制，程序的可移植性强，有很好的推广、应用价值。
性能达到目前国内的同类设备水平，且价格低廉。
关键字： 51系列单片机控制，LED数码显示，单片机，温度传感器，热敏传感器目录第一章热水器功能介绍 (2)1.1 功能要求 (2)第二章方案论证 (3)第三章系统硬件电路的设计 (5)3.1 加热控制电路 (6)3.2 温度检测电路 (7)3.3 键盘与显示电路 (8)3.4 核心部件单片机 (9)3.5 整流和稳压电路 (10)3.6 报警电路 (10)第四章系统程序的设计 (11)4.1 主程序 (11)4.2 显示扫描子程序 (12)4.3 按键扫描处理子程序 (15)4.4 加热控制程序 (15)4.5温度检测程序 (18)第五章调试及性能分析 (22)第六章系统的抗干扰措施 (23)6.1 系统干扰的来源 (23)6.2 硬件方面的抗干扰措施 (24)6.3 软件方面的抗干扰措施 (24)6.3.1 数字滤波消除数据采集误差 (24)6.3.2 利用“看门狗”技术来实现PC的快恢复 (24)6.3.3 指令冗余 (25)心得与总结 (26)参考文献 (27)附录一快热式电热水器硬件原理图 (28)附录二程序 (29)第一章热水器功能介绍1.1 功能要求当前，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家不断追求的目标。
基于单片机的家用热水器控制器设计毕业设计论文
基于单片机的家用热水器控制器设计毕业设计论文————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：摘要我的毕业设计题目是：基于单片机的家用热水器控制器的设计。
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[1]。
家用热水器具有体积小、使用安全、安装方便等优点。
系统硬件电路设计包括加热控制、温度检测等电路的设计.电热水器是一种可供洗手间、厨房、浴室使用的家用电器,具有无污染、安全、保温时间长、使用方便等优点。
随着人民生活水平的不断提高和我国电力工业的不断发展,电热水器得到不断普及。
本文给出了一种基于51单片机实现的热水器电加热器的设计方案。
本文运用以AT89S51为控制核心的方法，提出了利用DS18B20来实现温度检测，并设计一个由继电器控制的电路，利用继电器来改变小电流控制的电路功率，构建了一个加热控制电路，从而得出了可以实现加热以及保温的结论。
关键字：热水器，单片机,DS18B20温度检测器，继电器Micro—controller of water heater controller designAbstractMy graduation project topic is：the design of micro controller—based home water heater controller. Water heaters have become indispensable in the daily life of household appliances, the design and manufacture of more practical，more convenient, safer, more energy-efficient water heater is continuing to pursue the goal of product designers and manufacturers.The hardware circuit design including heating control，temperature detection circuit design.Electric water heater is an available toilet，kitchen，bathroom and household appliances。
热水器控制器系统设计
1 引言几年来，市场上陆续出现了一些热水器控制器，但大多数控制器存在着诸如性能不稳定，容易产生误操作；温度、水位检测、控制误差大；显示器有时出现乱码；与电辅助加热装置不能很好配合等弊端。
从而必然会催生性能比较稳定、功能强大、智能型的热水器控制器。
随着中国电力基础设施不断建立和完善，储水式热水器的普及，电热水器市场中又一细分产品—即快热式电热水器因其更快、更方便、和小巧、时尚的外形越来越受到人们的亲睐。
其作为业内的新生力量在迅速崛起并不断壮大。
其03、04年年增长速度已超过50%，虽然市场销售的总量仍然少于燃气式和储水式，但它的市场份额预测06年可超过15%。
毋庸质疑，即快热式电热水器是今后热水器的发展方向。
随着气价的上涨，相信今后电热水器市场仍将会呈现强劲的增长势头。
在现代社会中，热水器控制电路的原理不仅应用于生活方面，其运用也涉及到了生产各个方面。
随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到热水器控制电路的影子，其将更好的服务于社会。
随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
用单片机来设计电热水器控制器具有新颖、价廉、安全、实用等优点，并且在国产电热水器上获得了成功应用。
本设计的一些方法也适用于冰箱、空调等家用电器的电脑控制设计中。
目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。
特别是其中的C51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。
该热水器控制器电路的设计主要由单片机、液晶显示器、18b20等配件构成；操作简便，运行成本低，同时免除了令用户不满控温精度低、可靠性差、功能单一等局面。
完整的电热水器控制电路主要由硬件电路部分和软件部分构成，本文重点论述了硬件的设计与制作。
毕业设计(论文)-即热式电热水器控制系统设计
太原科技大学毕业设计（论文）任务书学院（直属系）：电子信息工程学院时间：说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。
目录摘要.............................................................................................................................. ABSTRACT (I)引言 0第1章系统功能需求分析与控制方案设计 (2)1.1 功能需求分析 (2)1.1.1 硬件功能需求分析 (2)1.1.2 软件功能需求分析 (3)1.2 控制方案设计 (3)1.3 执行器的选择 (5) (5)第2章系统硬件设计 (6)2.1 键盘输入电路的设计 (6)2.2 LCD1602显示电路的设计 (6)2.3 DS1302时钟电路的设计 (7)2.4 温度采集电路的设计 (8)2.4.1 DS18B20简介 (8)2.4.2 DS18B20电路的设计 (8)2.5 水流检测电路的设计 (9)2.6 加热驱动电路的设计 (9)2.6.1 大功率光耦MOC3042 (9)2.6.2 驱动电路的工作原理 (10)2.6.3 驱动电路的设计 (10)2.7 漏电保护技术 (11)2.8 本章小结 (12)第3章控制算法设计 (13)3.1 PID控制算法 (13)3.2 被控对象模型的建立 (13) (14)3.3.1 PID参数整定 (14)3.3.2 MATLAB仿真 (15)3.4 本章小结 (16)第4章系统软件设计 (17)4.1 软件系统总体设计 (17)4.2 键盘输入 (18)4.3 DS18B20测温 (19)4.3.1 DS18B20初始化 (19)4.3.2 DS18B20写数据 (20)4.3.3 DS18B20读数据 (21)4.3.4 DS18B20温度读取 (21)4.4 LCD1602显示 (22)4.4.1 LCD1602时序介绍 (22)4.4.2 LCD1602初始化 (23)4.5 PID算法的软件设计 (23)4.6 PWM输出 (24)4.7 本章小结 (24)第5章模拟仿真与结果分析 (26)5.1 显示模拟仿真 (26)5.2 加热模拟仿真 (27)5.3 结果分析 (27)第6章结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录A 系统整体电路图 (31)附录B 部分源程序 (32)摘要本文完成了即热式电热水器控制系统的设计。
家用智能电热水器控制器毕业设计(论文)
编号：审定成绩：XX大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：家用智能电热水器控制器学院名称：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：答辩组负责人：填表时间：年月xx大学教务处制摘要随着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。
其中，电热水器控制器性能的好坏不仅是电热水器性能好坏的体现，更关系到人身安全等重要内容。
因此，电热水器控制器的设计是智能电热水器的需要，同时也是电热水器的重要组成部分。
论文首先结合当前电热水器的发展现状和发展趋势，介绍了电热水器控制器研究的目的及意义。
在确定控制参数的基础上，详细介绍了控制器的各功能组成模块及工作原理。
根据电热水器工作原理进行控制器的硬件电路设计和软件设计。
最后深入介绍了控制器的调试方法和过程，以及对整个控制器的设计与实现工作进行总结。
硬件电路设计中充分利用51单片机的特点，主要对水温控制、水位控制和漏电检测模块进行了详细地分析设计。
其中，通过采用自制分段式水位传感器，实现了水位测量的低成本设计；对水温控制进行了完整的理论分析和算法设计，测量精度达到±1℃；通过分析漏电检测原理，在理论计算基础上设计了漏电检测电路。
软件部分在硬件平台的基础上实现电热水器的控制工作，包括液晶显示程序、按键扫描程序、水位控制程序、温度控制程序、漏电检测程序以及声音提示程序等。
本系统在软硬件设计的基础上，使用了计算机仿真演示。
通过计算机仿真，该控制器可以实现对水位控制、温度控制等功能，并能动态监测电热水器工作状况，这也验证了此设计的正确性。
【关键词】电热水器漏电检测温度控制水位控制AbstractWith the improvement of quality of people's lives, people’s demand for water heaters tend to be more intelligent and digital. Among them, whether the electric water heater controller performance is good or not is not only the embodiment of the water heater performance, but also related to personal safety and other important content. Therefore, the electric water heater controller design is not only the need of intelligent water heater; but also is an important part of electric water heater.Firstly with the electric water heaters’ current development situation and trend, the purpose and significance of the electric water heater controller was introduced in this paper. Based on determining the control parameters, the functional component and the working principle of the controller were introduced in detail. The controller hardware and software were designed by knowing the working principle of the water heaters. Finally, the paper described the debugging process and method in detail, the design and implementation of the control system also was summarized. Full use of features 51MCU in hardware design, mainly analysis the water temperature control, water control and leakage detection module in detail .Among them, the water temperature control for a complete theoretical analysis and algorithm design, measurement accuracy of ±1℃, through the use of home-made sub-type level sensors, level measurement and display to achieve a low-cost design. By analyzing the leakage detection principle, we design the leakage detection circuit based on the theoretical calculation. Software components could control the electric water heaters based on the hardware platform, which includes liquid crystal display program, key scanner, water level control procedures, temperature control procedures, leakage test procedures, and procedures for voice prompts.The system use computer simulation shows based on hardware and software design. Through computer simulation, the controller can realize the water level detection, temperature detection and other functions, and can dynamically monitor the working conditions of electric water heaters, which also verified the correctness of this design.【Key words】Electric water heater leakage detection temperature controlwater line control目录前言.................................................................................................................... - 1 - 第一章绪论.......................................................................................................... - 2 - 第一节电热水器发展现状及发展趋势. (2)一、电热水器发展现状................................................................................ - 2 -二、电热水器控制技术历程及趋势............................................................ - 2 - 第二节课题研究的目的及意义. (3)第三节本文研究的主要内容 (4)第四节本章小结 (5)第二章系统总体设计.......................................................................................... - 6 - 第一节系统概述. (6)第二节硬件总体选型 (7)一、主要元器件选型原则............................................................................ - 7 -二、主要元器件选型.................................................................................... - 7 - 第三节软件总体设计.. (8)一、单片机系统资源分配............................................................................ - 8 -二、系统软件总体设计................................................................................ - 9 - 第四节本章小结.. (10)第三章系统实现................................................................................................ - 11 - 第一节硬件设计.. (11)一、电源电路设计...................................................................................... - 11 -二、单片机最小系统电路设计.................................................................. - 12 -三、人机交互电路设计.............................................................................. - 13 -四、水位控制电路设计.............................................................................. - 14 -五、温度控制电路设计.............................................................................. - 16 -六、漏电检测电路设计.............................................................................. - 17 -七、声音提示模块...................................................................................... - 19 - 第二节软件设计.. (19)一、液晶显示程序设计.............................................................................. - 19 -二、按键扫描程序设计.............................................................................. - 22 -三、水位控制程序设计.............................................................................. - 23 -四、温度控制程序设计.............................................................................. - 23 -五、漏电检测及声音提示程序设计.......................................................... - 26 -六、控制策略程序设计.............................................................................. - 26 - 第三节本章小结.. (28)第四章系统测试与分析.................................................................................... - 29 - 第一节硬件调试.. (29)一、静态调试.............................................................................................. - 29 -二、动态调试.............................................................................................. - 30 - 第二节软件调试.. (30)一、先独立后联机...................................................................................... - 31 -二、先分块后组合...................................................................................... - 31 -三、先单步后连续...................................................................................... - 31 - 第三节仿真演示.. (32)一、仿真软件简介...................................................................................... - 32 -二、系统仿真测试过程.............................................................................. - 33 - 第四节本章小结.. (35)第五章结论........................................................................................................ - 36 - 致谢.................................................................................................................. - 37 - 参考文献.............................................................................................................. - 38 - 附录.................................................................................................................. - 40 -一、英文原文 (40)二、英文翻译 (46)三、系统电路 (51)四、源程序 (52)五、其它 (62)前言随着国民经济的快速发展，热水器已经成为人们生活中必不可少的家用电器之一。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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 (7)3.1 电源电路 (7)3.2 单片机最小系统说明 (8)3.3 温度检测电路 (9)3.4 人机交互电路 (10)3.4.1 键盘接口电路 (10)3.4.2 显示电路 (10)3.5 红外一体接收模块 (13)3.6 报警电路 (13)3.7本章小结 (13)第4章软件系统设计 (15)4.1 主程序流程图 (15)4.2 液晶显示程序设计 (15)4.2.1写操作时序图 (15)4.2.2 初始化程序 (16)4.2.3 向LCD1602发送数据程序设计 (17)4.3按键扫描程序设计 (17)4.4温度控制程序设计 (18)4.4.1初始化DS18B20 (18)4.4.2读取DS18B20当前温度 (19)4.5控制程序策略设计 (19)4.6本章小结 (21)第5章仿真与调试 (23)第6章总结 (27)致谢 (29)参考文献 (31)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。
电热水器相较于燃气热水器和太阳能热水器的优点：便于安装，不受外部天气的影响，不受楼层和供水管道的限制，加热速度快也更加有安全保障，正是因为这些优点大部分家庭选择电热水器。
由于技术在不断的发展，对各种嵌入式设备的要求也越来越高了，与此同时热水器的智能化发展也非常迅速。
人们已经不能满足传统热水器非智能的操作方式，再这样的背景下，本次设计将要设计一款智能化的热水器设备。
通过热水器智能的调控可以完成自动断电的安全功能，同时设置的有红外遥控的功能，可以满足用户的遥感的要求。
快捷方便，使人们洗浴时能放心享受，安全便捷，其性能满足人们对现代生活快节奏的需求。
STC89C51的内部资源非常丰富，而且功能强大。
STC89C51集成以下功能STC89C52最后一个字符“1”代表了该存储芯片的Flash容量大小为4k字节。
同时它内部集成256字节片内RAM，RAM主要用于程序变量的存储，256字节可以适用于小型的程序运行。
32个数据I/O 接口，这些接口在用于普通功能时用来完成数据通信。
这些I/O口有的还有复用功能，这在后面会介绍到。
1个看门狗定时器，起到监测程序运行状况的作用。
2 个数据指针，一个堆栈指针，一个程序PC指针。
三个16位定时器，大部分要配合中断来实现定时功能，主要作用是计时的。
三个16位计数器，用于监测脉冲跳变次数或者其他计数。
6个中断源，中断在单片机的内部资源中占有很重要的部分，有了中断程序可以高效率的执行。
全双工串行口，通过串口来和其他主机通信，起到通讯作用。
[1]借助于STC89C51单片机的强大功能，来控制真个系统的协调运行，STC89C51单片机作为此次系统的控制芯片，通过围连接显示模块以、数据输入模块，红外线传输模块以及报警电路完成此次的系统设计。
本设计第一章主要描述了加热电热水器控制系统的应用背景、目的和意义；第二章是控制系统的需求分析和设计方案的选择，主要包括控制器方面的选择；第三章介绍了控制系统硬件电路的设计；第四章主介绍了控制系统软件方面的设计；第五章进行了控制系统的仿真和测试；第六章主要是对该系统存在的问题以及解决的方案进行总结。
第2章系统功能需求分析与控制方案选择根据预想所要达到的控制要求有：（1）用LCD1602液晶显示水温、设置上下限和定时时间。
（2）水温检测显示范围为00～99℃，精度为±1℃。
（3）温度设置区间为0度到99度，系统不断检测当前水温，如果水温高于用户设定的数值，则系统自动断电，不在加热。
如果水温低于用户设定的数值，则系统不会断电，继续加热。
(4）设置4个程序按键。
分别为设置按键、加键、减键、确定键。
（5）可以红外遥控，通过红外一体接收探头接收遥控器信号，执行与主板按键同等功能。
由此可以确定两种方案进行比较选择。
2.1 系统功能需求分析在此次的系统设计中主要是通过温度传感器测得的数据，通过和单片机的连接引脚完成数据的传输。
单片机通过采集到数据进行温度值的判断，来控制加热器的运行状态。
系统中的数据显示使用的是LCD1602液晶显示屏，来显示实时温度的数值。
报警指示灯（黄）：当热水器出现异常情况时，该指示灯被点亮。
系统在通电之后，单片机内部的PC指针指向程序运行的区域，首先开始的是温度传感器的初始化，在完成温度初始化任务之后，系统就处于检测判断状态。
检测按键的发生以及温度是否超出设定区域。
首先进行温度数值的判断，接着继续检测温度按键，若无按键，则接着上一步的执行（以新的设定值开始工作）。
若有按键，则重新设定温度范围，如此循环。
2.2 方案选择方案一：以STC89C51单片机为控制中心的智能电热水器。
主控模块在整个系统中是最中心的部分，承担着统筹的作用，需要检测键盘等各种参数，以及驱动数码管的显示。
[2]在本次设计中我选用了51系列单片机中的STC89C51单片机作为系统的主控芯片。
因为单片机功能强大，应用广，从小的电子产品到大的工业控制都有很广泛的应用。
STC89C系列单片机兼容性很好。
除了单片机内部扩展资源不同之外，其余资源都相同。
比如说52类型的单片机比51类型的单片机E2PROM扩大了2倍，以及内部随机数存储器RAM增大些之外，其余功能全部一样。
也就是说STC89S系列单片机基础功能都具备，并且引脚位置，中断地址，以及定时器方式都是一样的，唯一不同的是扩展的功能。
由于单片机在不同场合控制的复杂度不一样，所以对单片机内部资源配置也不同。
以便于适应于多种场合使用，而且选择合适的单片机型号，可以节约成本。
当然，资源丰富的单片机价格也要稍贵一些。
此类单片机以EEPROM电可檫除和Flash技术为主导的存储器单片机以FLASH作为存储器的好处很明显，Flash可擦出次数多，一般很少因为擦除程序超出擦除Flash次数而损害单片机的。
单片机的存储器除了可以存储程序，还可以运行程序，但是不能存储程序中的某些变量。
这样可以加快程序的执行速度，提高单片机的效率。
STC89系列的单片机具有以下特性：（1）单片机引出的多个I/O口，使数据交换更加方便。
（2）采用静态时钟模式。
单片机外部连接晶振电路，通过晶振里面的震荡电路给单片机提供时钟脉冲。
时钟脉冲为单片机的程序执行提供了时钟节拍，在一个时钟节拍下，单片机的PC指针取一个指令执行，从而完成程序的顺序执行。
（3）可以应用于较小系统设计，或者定制用于专用的系统控制器，对需要控制的系统提供一种便捷的处理方法。
（4）通过定时器和计数器，可以设置时间间隔和记录电压变化次数。
（5）可以使用汇编语言设计的程序，其执行的效率更加高效。
以达到节约单片机内部宝贵的资源为目的。
（6）单片机的品种多，可以选用不同内部资源部处理器，达到节约成本的目的。
下面具体介绍STC89C51芯片的参数：STC89C51是一个8位微控制器，芯片内部已经集成4K字节存储区域的Flash,可以直接运行程序。
STC89S51采用的是51系列的内核它与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
单片机的P0口。
如果要改变P0口的输出电平值时，要在在单片机的相应寄存器里写入数据1时，单片机就会把相对应的端口输出高电平。
如果在相应的寄存器里面写入0，单片机就会在相对应的端口输出定电平。
比如在P0的寄存器地址上写入P0=0x01，则P0.1口位置就会输出高电平；如果P0=0x00，则P0口位置就会输出低电平。
同理，外部线路提供低电压则可以通过该引脚读出低电压，单片机内部对该位的寄存器就会被写入0。
由于P0口输出电流较小，所以需要上拉电阻来提供驱动电流。
单片机的P1口。
P1口外部不用设置上拉电阻，P1口的能够提供20MA的驱动电流，所以可以直接对P1口的寄存器写值。
P1口一般没有复用接口，在STC其他的单片机中有P1口的复用引脚，用来设置定时器PWM波的输出，或者单片机内部AD电压值的采集端口。