宿州学院-基于单片机的电热水器的设计
基于单片机的电热水器温度控制系统设计
摘要随着科学技术和生产的快速发展，在生活中，温度成为了频繁出现的词汇。
温度测量与控制也成为了生活生产中重要的一部分。
在化工、石油、冶金等生产领域的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。
除了这些部门之外，温度控制系统还广泛应用于其他领域，是用途很广的一类工业控制系统。
本文所设计的电热水器温度控制系统就采用AT89C51单片机为控制核心，利用AT89C51现有的接口来连接外围硬件模块,并通过DS18B20温度传感器准确的检测出当前的温度、DS1302实时时钟芯片实现显示时间的功能，并将所测到的温度数据传送给单片机进行分析处理。
并由LCD1602液晶屏显示温度值及实时时间。
其中，系统软件设计中，分别预先设计好所需温度的上下限数值，并通过该上下限控制蜂鸣器的报警，再通过继电器的通断来决定电热丝是否加热，实现对温度的简单控制，达到预先设置范围内。
关键词：AT89C51单片机，温度控制，LCD显示AbstractWith the rapid development of science and technology and production, andin life, the temperature has become a frequently occurring words. Temperature measurement and control of production has also become an important part of life. Physical processes and chemical reactions in the chemical, petroleum, metallurgy and other production areas, the temperature is often a very important quantity that needs to be controlled accurately. In addition to these sectors, the temperature control system is also widely used in other areas, is a very versatile class of industrial control systems.In this paper, the design of the electric water heater temperature control system using AT89C51 microcontroller core, use AT89C51 existing interfaces to connect peripheral hardware module, and through DS18B20 temperature sensor accurately detects the current temperature, DS1302 real-time clock chip display function, and the measured temperature data to the microcontroller for analysis. By LCD1602 display and real-time temperature. Among them, the system software design, pre-designed upper and lower limit values were good the desired temperature, and through the upper and lower control buzzer alarm, and then through the relay off to determine whether the heating wire heating, simple control of the temperature reach the pre-set range.Keywords: AT89C51 microcontroller, temperature control, LCD display目录第一章绪论 (5)1.1引言 (5)1.2研究的背景及意义 (5)1.3本文的主要研究内容和研究对象 (6)第二章基于单片机的电热水器温度控制系统设计 (7)2.1电热水器控制系统功能说明 (7)2.2整体设计方案 (7)第三章系统硬件结构设计 (8)3.1系统整体设计线路图 (8)3.2最小系统介绍 (8)3.3温度采集电路方案 (11)3.4继电器控制电路 (15)3.5键盘电路 (15)3.6实时时钟电路 (16)3.7显示电路 (18)3.8 温度报警电路 (24)第四章系统软件设计 (25)4.1 编程软件及编程语言的介绍 (25)4.2主程序工作流程图 (25)4.3 各模块子程序流程图 (27)第五章系统的仿真 (28)5.1 仿真软件 (28)5.2 系统的仿真运行与分析 (29)第六章总结与展望 (31)参考文献 (32)致谢 (33)毕业设计小结 (34)附录 (35)附录一：电热水器温度控制系统电路图 (35)附录二：系统软件编程 (35)第一章绪论1.1引言热水器是一种可供浴室，洗手间及厨房使用的家用电器。
基于单片机的即热式电热水器的设计
基于单片机即热式电热水器设计摘要即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，安装方便等特点。
热水器的种类很多，但即热式热水器也有很多种。
要想设计出较好的即热式电热水器必须要以较强的单片机作为基础，而单片机的发展正好为热水器的开发奠定了前提条件。
但也必须有一定的编程能力才能设计出较好的系统来，此设计的综合性也比较强，它不但需要主要学科的支持，也需要其他辅助学科的支持，正体验了一个设计者的综合能力。
本设计的即热式家用电热水器系统采用电源电路、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。
并给出了信号流程图并介绍了即热式家用电热水器软件系统。
关键词：即热式电热水器；测温传感器；二分查找算法目录一引言 (1)二总体方案设计 (2)1 硬件方案论证 (2)2 系统总体设计 (5)3 系统控制算法的设计 (5)三系统硬件单元电路的设计 (6)1单片机晶振电路 (6)2 温度传感器及放大电路设计 (9)3过零检测电路图的设计 (10)4 驱动电路的设计 (10)5显示电路的设计 (12)四系统的软件设计 (12)1主程序流程图 (12)2显示扫描子程序 (13)3加热控制子程序 (14)4按键扫描处理子程序 (15)5温度检测子程序 (16)五总结 (18)参考文献........................................................................................................... 错误!未定义书签。
附录：系统硬件总原理图. (19)一引言当今社会大部分人在使用热水器时，基本上都是采用的即热式的。
这是因为它给人们带来了极大的方便，人们不再为热水器耗电量大而发愁，所以即热式电热水器走进千家万户应经成为必然的。
基于单片机的智能电热水器系统设计毕业论文开题报告
第五，温度检测电路。本设计采用温度传感器DS18B20采集电热水器的实时温度,提供给AT89S51的P3.2口作为数据输入。
第六，水位检测电路。水位检测为三个并联的不同阻值的电阻，将不同阻值所分得的电压经PTB1转换后，可判断出水位信息（高、中、低、干烧）。
成绩：____________指导教师签字：____________
2011年3月16日
教研室意见：
教研室主任签字：
2011年3月18日
二、题目主要内容及预期达到的目标
本设计以基于单片机的智能电热水器系统设计为题，用单片机做控制器、通过水温水位的检测，来实现家庭用电热水器的智能化控制。该系统要求具有水温、水位的自动检测和控制，能实时显示水温、水位状态，具有漏电检测功能、预设功能、全天24小时均能使用的优异性能。
本设计题目预期达到的目标是采用AT89S51作为智能电热水器的控制芯片，通过选用电源模块、单片机模块、键盘模块、数码管及指示灯显示模块、水温、水位检测模块、报警输出模块，来实现更方便更节能，按照用户的使用习惯提前预先加热，让使用者随心享用热水、而在非用水时间则启动中温保温方程式，根据设定温度计算出最节能的保温温度，
本选题目的是基于人们对现代家庭舒适、便利、安全以及多元化信息服务的需要，基于AT89S51单片机设计具有智能特征的电热水器控制器。
选用AT89S51单片机作为控制芯片，就是为了实现电热水器的智能化，持续稳定的热水供应，自动断电的安全功能，使人们洗浴时能放心享受，利于人们的身体健康，其务实性能快速满足人们对现代生活快节奏的需求。
[9]张洪润. 单片机应用设计200例. 北京航天航空大学出版社,2006.7
基于单片机的热水器水温控制系统设计_毕业设计
基于单片机的热水器水温控制系统设计线路设计实验引言 (2)第一章总体结构和方案论证 (3)第1.1节系统总体结构和原理图 (3)第1.2节方案论证 (4)1.2.1电源模块文案论证 (4)1.2.2主控芯片模块方案论证 (4)第二章主要元器件介绍 (5)第2.1节LM7805 (5)第2.2节AT89C51 (5)第2.3节集成温度传感器DS18B20 (6)第2.4节光电耦合器 (6)第2.5节继电器 (7)第三章系统硬件电路设计分析 (8)第3.1节系统电源的设计和分析 (8)第3.2节温度传感电路的设计与分析 (8)第3.3节水位采集和按钮电路的设计与分析 (8)第3.4节数据显示电路的设计与分析 (9)第3.5节继电器和蜂鸣器电路的设计与分析 (9)第3.6节遥控电路的设计与分析 (9)第四章系统软件设计 (11)第4.1节系统程序设计流程图 (11)第4.2节系统总的程序如下： (19)第五章产品的制作与调试 (20)第5.1节PCB板图的及产品的制作 (20)5.1.1 电路图的绘制 (20)5.1.2 PCB板的制作 (20)第5.2节元件安装焊接 (20)5.2.1 元件安装的基本要求与原则 (20)5.2.2 焊接注意的基本事项 (20)第5.3节系统的调试 (19)总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)引言热水器是一种可供浴室，洗手间及厨房使用的家用电器。
目前市场上热水器主要品种有电热水器、太阳能热水器、燃气热水器.就中国的具体情况而言,由于太阳能热水器的使用受天气原因的限制,使用范围狭窄；燃气热水器由于以石油、天然气为燃料,而燃料供应量又难以满足人们日益增长的需求，且不利于环境，因此电热水器越来越受到消费者的青睐.根据中国商业联合会前不久的统计，电热水器的市场份额在销售数量和销售收入两个方面都已经超过了长期以来占优势的燃气热水器。
该中心预计，在城市电网更大范围改造和城市住房市场大规模启动的带动下，今后几年我国电热水器市场将呈现强劲增长势头。
单片机电热水器系统设计
单片机电热水器系统设计一、单片机1.单片机的意义单片机又称单片微控制器它不是某一个逻辑功能的的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
由于单片机对成本是敏感的，所以目前占统治地位的软件还是最低级汇编语言，它是除了二进制机器码以上最低级的语言了，既然这么低级为什么还要用呢？很多高级的语言已经达到了可视化编程的水平为什么不用呢？原因很简单，就是单片机没有家用计算机那样的CPU，也没有像硬盘那样的海量存储设备。
一个可视化高级语言编写的小程序里面即使只有一个按钮，也会达到几十K的尺寸！对于家用PC的硬盘来讲没什么，可是对于单片机来讲是不能接受的。
单片机在硬件资源方面的利用率必须很高才行，所以汇编虽然原始却还是在大量使用。
一样的道理，如果把巨型计算机上的操作系统和应用软件拿到家用PC上来运行，家用PC的也是承受不了的。
2.单片机的应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
二、电热水器的设计实现1.功能及要求1.1功能在现代日常生活中即电热水器以成为不可却少的家用电器，其设计制造的更使用，更方便，更安全，更节能以成为广大产品设计师和厂商不断追求的目标。
即电式热水器与普通热水器的区别就在于它取消了贮水罐，热水随开随用，无需预先加热，减少了电能的损耗，另外还以其体积小，使用安全方便等优点深受广大消费者的喜爱！1.2其设计要求如下1.2.1用两位数码管显示水温，能显示工作档位。
基于单片机的全开电水热水器的设计
沈阳理工大学毕业设计（论文）题目：基于单片机的全开电水热水器的设计系别：信息与工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：闫圣坤指导教师：耿欣2011年 06月 15日摘要热水器是日常生活中的常用电器，此次课题的研究对象为一种新型的电热水器，与太阳能热水器相比，它功能强，成本低，是普通家庭的实用产品。
本设计研制了一个智能化的热水器系统，它在以往设计的热水器的基础上增加了微型单片机控制芯片，并且能够实现温度控制与显示、水位控制与显示功能，并可以调整温度上下限与水位下限，采用电位器与DS18B20来分别实现对水位与温度的采集，采用STC12C5A60S2实现对数据的分析与处理，系统完整功能完善，是新一代智能产品。
本文根据设计要求，介绍了总体设计方案、系统硬件与系统软件，重点介绍了系统功能模块设计的详细思路和实现方法，以及对系统关键技术详细说明，实现了单片机控制下的简单要求与实现过程，从科学、实用的角度实现了系统功能。
关键词：单片机；水位控制；温度控制；智能化AbstractWater heater is used in daily life, this topic research electric object for a new type of electric water heater, compared with solar energy water heater, it strong function, low cost, is ordinary family practical products.The design of the water heater developed an intelligent design system, which is in the past on the basis of the water heater increased miniature single-chip microcomputer control chip, and can realize temperature control and display, water level control and display, and can adjust the temperature upper limit, with water level by potentiometer and DS18B20 to realized respectively with the collection of temperature of water level, the STC12C5A60S2 make the data analysis and processing, the system is complete with perfect functions, a new generation of intelligent products.Based on the design requirements, describes the overall design, system hardware and system software, focusing on the detailed design of system function module ideas and methods, as well as key technical details of the system to realize the simple requirements of SCM under the control of the process and implementation , from a scientific and practical point of view to achieve the system functionality.Keywords:SCM; Water level control; Temperature control; intelligent目录1 引言 (1)2 系统的总体方案设计 (3)2.1 控制原理 (3)2.2 控制功能 (4)2.3 方案设计 (4)3 系统硬件设计 (6)3.1 单片机的硬件结构及特点 (6)3.1.1 单片机的引脚介绍 (6)3.1.2单片机最小系统的设计 (9)3.2 显示部分的电路设计 (10)3.3 按键部分的电路设计 (12)3.3.1 键盘的选择 (12)3.3.2 键盘的电路设计 (12)3.4 温度检测电路设计 (14)3.4.1 温度传感器的选用 (15)3.4.2 使用方法及电路设计 (15)3.5 液位检测电路设计 (18)3.5.1 电位器的选用 (18)3.5.2 电路设计 (18)3.6 电源部分的设计 (19)4 系统的软件设计 (21)4.1 控制系统的主程序功能及流程图 (21)4.1主程序流程图 (21)4.2按键程序流程图 (22)4.3定时器程序流程图 (25)4.4显示程序流程图 (26)4.5 A/D转换程序流程图 (27)5 调试 (29)5.1 硬件部分调试 (29)5.2 软件部分调试 (29)5.3 整体调试 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录A 英文文献 (34)附录B 中文翻译 (40)附录C 电路图 (45)附录D 程序 (46)1 引言热水器是现代家庭生活中的必需品, 目前中国大约有3～5亿个家庭，每个家庭至少需要一台热水器每5～6年更换一次，可想而知中国热水器市场有多大！热水器分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器三大类。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名：二○ 年月日目录第一章绪论 (1)1.1 论文背景与意义 (1)1.2 研究现状和趋势 (1)1.3 论文研究内容和重点 (2)1.4 论文组织结构 (2)第二章总体设计 (3)2.1 总体设计方案 (3)2.2 方案论证 (4)2.3 主要元器件的介绍 (4)2.3.1 微控制器模块 (4)2.3.2 数字温度传感器DS18B20介绍 (5)2.3.3 LED数码管显示 (8)2.3.4 固态继电器 ..................................................11第三章硬件系统设计 (12)3.1电源电路 (12)3.2复位电路和复位状态 (13)3.3 键盘接口电路 .....................................................153.4温度检测电路 (16)3.5 温度显示电路 ....................................................163.6 自动报警电路 .....................................................17第四章软件系统设计 (18)4.1主程序流程框图 (18)4.2读温度子程序流程图 (19)4.3显示子程序流程图 .................................................204.4自动报警子程序流程图 .............................................21第五章调试 (22)5.1模块调试 .........................................................225.1.1温度检测模块及显示模块的调试 ................................225.1.2报警模块调试 ................................................225.1.3加热模块调试 ................................................235.2调试过程中发现的问题及解决的方案 .................................24结论 ...................................................................25致谢 ..................................................................26参考文献 ................................................................27附件一：原理图 (28)附件二：程序 (29)基于单片机的电热水器设计摘要:这次的设计采用ATEML公司生产的AT89C52单片机为核心来设计智能电热水器。
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本设计也对单片机控制电热水器实现智能化的可能性进行了分析，利用温度传感器、水位检测装置、等来完成本设计。
设计分成两个部分，在硬件设计方面，主要对单片机最小系统及其扩展、电源电路、键盘显示及接口电路、LED显示电路、水温检测电路、加热电路等进行了详细介绍。
还详细介绍了设计中应用到的主要芯片的性能和特点，包括AT89S51、74LS240、DS18B20、74HC245等。
在软件设计方面，采用汇编语言编程，是由于其易于为单片机所识别，执行速度快。
该智能电热水器设计完善，实现方案简单易行。
采用软件设计来控制，可以实现智能检测水位及水温，智能加热，并且提高了整机的可靠性及准确性。
关键词：单片机; 电热水器; 智能;权威咨询机构精心打造ABSTRACTThis design USES ATEML company produces the AT89S51 as the core to design intelligent electric water heater. The design of single-chip microcomputer control and the possibility of electric water heater realize intelligent analyzed, using temperature sensors, water level detection equipment, etc to complete the design.Design is divided into two parts, in terms of hardware design, mainly to the single chip minimize system and its extension, power supply circuit, keyboard display and interface circuit, the LED display circuit, water temperature detection circuit, heatingcircuit described in detail. Also introduces the main application to design characteristics and properties of the chip, including AT89S51, 74LS240, DS18B20, 74HC245 etc. In software design, use assembly language programming, is due to its easy to identify, execution by MCU fast speed.This intelligent electric water heater design perfect, the implementation scheme is simple. Using software designed to control, can realize intelligent detection levels and water temperature, intelligent heating, and improve the machine's reliability and accuracy. Keywords: single-chip microcomputer; Electric water heater; intelligence;II目录摘要 (I)ABSTRACT .............................................................................................. II 目录.................................................................................................... III 1 绪论 (1)1.1 选题的背景、目的及意义 (1)1.2 国内外的研究状况和成果 (2)2 总体方案设计 (3)2.1 设计目标以及方案选择 (4)2.2 芯片选择以及介绍 (5)2.2.1 AT89S51介绍 (5)2.3 数字温度传感器DS18B20介绍 (8)2.3.1 DS18B20的主要特性 (8)2.3.2 DS18B20工作原理 (10)2.3.3 DS18B20有4个主要的数据部件 (10)2.3.4 DS18B20的应用电路 (14)2.4 74LS240简介 (16)2.4.1 74LS240特点介绍 (16)2.5 LED数码管显示 (16)2.5.1 LED数码管介绍 (16)2.5.2 LED数码管显示方式和典型应用电路 (17) 2.5.3 LED数码管编码方式 (18)2.6 固态继电器 (19)2.6.1 固态继电器工作原理 (19)3 硬件系统设计 (20)3.1 硬件系统设计 (20)3.1.1 电源电路 (20)3.1.2 单片机系统电路 (21)3.1.3 键盘接口电路 (24)3.1.4 温度检测电路 (24)3.1.5 温度显示电路 (25)3.1.6 看门狗电路 (26)III。
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基于单片机的电热水器控制系统随着人们生活水平的不断提高，电热水器的性能及安全性越来越受到人们的青睐。
本文针对传统的机械式电热水器控制精度低，可靠性差等缺点设计以单片机为核心即热式电热水器控制系统。
该系统采用STC89C51单片机作为中央处理器，利用数字传感DS18B20和时钟芯片DS1302等元器件来控制电路，通过分别对软，硬件进行设计说明，可实现对系统的时间，温度的显示。
硬件包括加热控制电路，温度检测电路，LED数码管及指示灯显示电路及报警器驱动电路等的设计，软件主要采用C语言编程并在基于K e i l u Vision 2 V2.30(C51.exeV7.0)的软件平台下进行调试。
关键词：单片机；技术指标；电热水器宿州学院毕业论文（设计）绪论随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。
其中家用电热水器就是一个典型的例子，单片机正朝着高性能和多种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
单片机采用面向控制的指令系统，实时控制功能特别高。
CPU可以直接对I/O口进行输入、输出操作及逻辑运算，并且具有很强的位处理能力，能有针对性解决由简单到复杂各类控制任务。
单片机是微型机的一个主要分支，在结构上的最大特点是把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。
就其组成和功能而言，一块单片机芯片就是一台计算机。
单片机是通过内部总线把计算机的各个主要部件接为一体，其内部包括地址总线、数据总线和控制总线。
其中，地址总线的作用是在进行数据交换时提供地址，CPU通过它们将地址输出到存储器或I/O接口；数据总线的作用是在CPU与存储器或I/O接口之间，或存储器与外设之间交换数据；控制总线包括CPU发出的控制信号线和外部送入CPU 的应答信号线等。
由于单片机的各种结构形式及它所采取的半导体工艺，使其具有很多显著的特点，因而在各个领域都得到了迅猛的发展。
单片机主要有如下特点：有优异的性价比。
1.集成度高、体积小、有很高的可靠性。
单片机把各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了芯片之间的连线，大大的提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。
另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合在恶劣环境下工作。
2.控制功能强为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极丰富的转移指令、I/O 口的逻辑操作以及微处理能力。
单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。
3.低功耗、低电压，便于生产便携式产品。
4.单片机系统扩展和系统配置较典型、规范，容易构成各种规模的应用系统。
1 电热水器的研究1.1 课题的背景和意义伴随人们生活水平的提高，人们对家用热水器的各项性能要求也日益提高，当前市场上普遍存在热水器有燃气式热水器、太阳能热水器、电热水器。
由于燃气热水器以天然气为燃料易受水压限制，且安全性较差，每年因燃气热水器使用造成的爆炸，中毒事故也层出不穷，使的消费者对燃气热水器怀有一定的惧怕感，因此，燃气式热水器不适合在市场上普遍推广；太阳能热水器作以太阳能为主，是一种绿色环保可再生资源，它的开发和利用，符合中国能源与环保政策，故日益受到重视。
加上日渐显现的全球能源危机，加剧了太阳能热水器行业的发展，尽管前景光明，可因为太阳能热水器的能源利用率较低及其严格受天气气候及安装条件的影响，从而很难引领市场主流；而电热水器以其安装简单，使用安全，体积小等优点，加之全国电网行业的发展及改造，电力系统的不断优化，各种能源发电的利用等，这些都为电热水器的迅速崛起创造了条件，电热水器的这些优势都将使的它不断地占据市场的份额，成为未来热水器行业发展的主流趋势。
1.1.1 国内电热水器行业发展情况电热水器在中国的发展已有十多年的历史，期间也经历了数次的起落过程，就目前市场上电热水器主要有即热式和储水式两种。
储水式电热水器能适应任何天气变化，普通家庭可直接安装使用，长时间通电可以大流量供热水，但缺点是加热慢，储水箱占有空间较大，热水器长期通电，长期保持在六十度以上高温，发热管易结垢，内胆易漏水，因而较易损坏且易造成水资源的浪费及用电不够经济；而即热式则克服了上述的缺点，干净卫生，体积小，即开即热，想用多少就用多少；用多少烧多少，省电省水，且不需要连续保温，解决了因温度持续高温导致的结垢漏水问题，经济实惠。
随着电子技术的不断发展及单片机的智能应用,即热式电热水器将朝着智能化，经济化，人性化发展，其必将在电热水器行业开拓出新的一片蓝天。
本课题将以单片机为控制核心，实现对热水器的智能控制,设计出一款具有自动化、智能化、易于操作、控制精度高、性价比高的电热水器控制系统。
1.2即热式电热水器的综合思路1.2.1 本课题可行的依据单片机采用面向控制的指令系统，实时控制功能特别强。
CPU可以直接对I/O口进行输入、输出操作及逻辑运算，并且具有很强的位处理能力，能有针对性解决由得意到复杂各类控制任务。
单片机做为嵌入式应用的微型计算机，由于其出色的性价比，极强的实用性，它取得了巨大的发展。
从最早的4位单片机，到今天的16位，甚至32位单片机，单片机的应用越来越成熟，因此采用单片机设计来实现家电的智能化，即电热水器的智能化是可行的。
1.2.2 研究思路及方案直流稳压电源由整流桥，滤波电路，稳压电路组成。
稳压电路采用CW7805芯片，输出+5V。
智能电热水器控制电路由时钟电路，复位电路，单片机，按键，数码管，漏电检测电路，温度传感器，蜂鸣器，继电器等部分组成。
软件编写时，首先检测功能按键，先进行温度范围设置，其次检测加减按键，进行温度范围调节，然后运行程序，由传感器经过模数转换，检测水温，水温在小于设置范围1℃时，单片机控制继电器对电热水器加热。
当水温超过温度设置范围1℃时，单片机控制继电器断电，停止加热。
当温度超过99℃时，蜂鸣器报警。
以上查询功能由比较电路指令完成。
1.2.3 本课题达到的技术指标（1）用两位数码管显示水温，两位数码管显示预设温度。
（2）水温检测显示范围为00～99℃，精度为±1℃。
（3）温度预设范围为30～80℃，当检测温度低于预设温度1℃时，开始加热；检测温度高于预设温度1℃时，停止加热。
（4）设置3个程序按键：。
电源开关键：电源关闭时，4个数码管熄灭，加热元件断电，但单片机系统正常工作，热水器面板上的电源指示灯点亮。
电源开启后，根据上次设定的温度（220V总电源不能关闭）自动进入工作状态。
如220V总电源关闭后再开机，预设温度自动定为40℃。
·温度+键：每按一次该键，预设温度加1℃，当预设温度加到60℃时，按该键不起作用。
·温度-键：每按一次该键，预设温度减1℃，当预设温度减到30℃时，按该键不起作用。
（5）设置3个面板指示灯：·电源指示灯（红）：接通220V电源，该指示灯点亮。
·加热指示灯（绿）：加热元件工作时，该指示灯被点亮。
·报警指示灯（黄）：当热水器出现异常情况时，该指示灯被点亮。
（6）报警设置：·高温报警：当检测温度高于85℃时，自动报警。
·低温报警：当检测温度低于0℃时，自动报警。
·缺水报警：当储水箱内缺水时，自动报警,防止干烧。
（7）设置一个蜂鸣器，当热水器出现异常情况而报警时，由蜂鸣器发出报警声，并自动切断加热元件的供电。
1.3 课题设计的内容本课题设计内容包括硬件部分和软件部分的设计。
课题硬件部分包括要采用C语言进行编写，因为C语言在功能上、结构性、可读性和可维护性上比汇编语言有明显的优势，后期将对程序进行编译与下载即用编译器对源程序进行调试及编译，通过ISP接口将形成的二进制目标程序下载到AT89S51单片机上其中，系统软件部分主要采用C语言进行编写，因为C语言在功能上、结构性、可读性和可维护性上比汇编语言有明显的优势，后期将对程序进行编译与下载即用编译器对源程序进行调试及编译，通过ISP接口将形成的二进制目标程序下载到AT89S51单片机上2 课题的硬件设计分析2.1系统框架由系统的性能指标要求知其硬件部分包括电源模块、单片机模块、ISP 在线编程接口模块、键盘模块、数码管及指示灯显示模块、水温检测模块、报警输出模块。
电路设计的硬件原理组成框图如下：图2-1电热水器系统框架 其中单片机主控制器中包含复位电路、ISP 在线编程接口模块。
对于即热式电热水器来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能的基础。
硬件的选择和所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有直接的影响，系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的设计。
2.2 硬件电路的设计2.2.1单片机主控制器模块单片机系统模块是由STC89C52单片机和一定功能的外围电路组成，包括为单片机提供复位电压的复位电路，提供系统频率的晶振电路。
这部分电路主要负责程序的存储和运行，其电路图如图2.2.1所示。
内部时钟方式电路外接晶体以及电容C28和C29构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。
对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、谐振器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。
单片机 主控制器 LED 显示模块 水温加热控制模块 报警输出模块温度检测模块 电源模块按键输入模块晶体可在1.2MHz～24MHz之间任选，电容C28和C29的典型值在20pF～100pF之间选择，但在60pF～70pF时振荡器具有较高的频率稳定性。
典型值通常选择为30pF左右，但本电路采用100pF。
在设计印刷电路板时，晶体或陶瓷振荡器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠的工作。
为了提高温度稳定性，应采用温度稳定性能好的NPO高频电容。
STC89C52的复位是由外部的复位电路来实现的。
复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。
本设计中所用到的是上电按钮复位。
图2-2-1单片机系统模块2.2.2 温度检测电路模块温度检测电路主要利用温度传感器DS18B20进行数据的通信。
DS18B20的性能特点：采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位）测温范围为-55℃-+125℃，测量分辨率为0.0625℃,内含64位经过激光修正的只读存储器ROM,适配各种单片机或系统机,用户可分别设定各路温度的上、下限,内含寄生电源。
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM,温度传感器,非挥发的温度报警触发器TH和TL,高速暂存器。