基于某单片机的燃气热水器温度控制系统设计
基于单片机的热水器控制系统设计

基于单片机的热水器控制系统设计在现代生活中,热水器已经成为了人们日常生活不可或缺的一个设备。
为了更加智能地控制热水器,减少人们的烦恼,本文将介绍基于单片机的热水器控制系统设计。
系统架构本系统采用单片机控制电路来实现对热水器的控制。
其架构图如下:+--------------+ +---------------------+ +--------------+| 温度传感器 | --(1)->-- | 单片机控制电路模块 | --(2)->-- | 水温调节电路 |+--------------+ +---------------------+ +--------------+系统中使用了温度传感器,该传感器将水温转化为电信号,通过模拟电路与单片机相连,单片机控制电路模块通过读取该信号可知道当前水温;同时,该模块还能够进行分析和处理,然后控制水温调节电路,从而对热水器的水温进行控制。
模块设计温度传感器模块温度传感器是将水温转化为电信号的传感器。
为了方便采集,我们选用了DS18B20 温度传感器。
它有一个数字接口,可供单片机直接使用。
该传感器精度高、体积小、响应快,同时还具有防水设计,可取得良好的实际效果。
单片机控制电路模块单片机控制电路模块主要包含了单片机芯片、显示模块和控制模块,其中单片机芯片是核心,显示模块主要负责将数据显示出来,而控制模块则负责控制水温调节电路。
水温调节电路模块水温调节电路模块需要根据实际情况进行设计,常见的设计方案包括使用继电器、双向电位器和三角电位器等等。
在此我们可以使用简单的单向电位器,这种方法具有实现简单、成本低等优点,完全可以满足我们的需求。
系统实现在实际实施中,我们需要将上述模块捆绑在一起,完成整个系统设计。
具体实现流程如下:1.按照电路图进行电路连接;2.根据需要对单片机控制电路进行程序编写和调试;3.完成系统的整体调试,确保系统能够正常运行;4.安装系统,将温度传感器放到热水器中,且要接地防水,保证系统安全可靠。
基于单片机设计的简易热水器控制系统大学论文

课设题目:基于单片机的温度控制系统设计学生姓名:学号:所在院(系):物理与电信工程学院专业班级:电子信息工程1303班指导教师:完成地点:陕西理工大学博远楼单片机实验室2016年 12 月 09 日目录1 引言 (3)2 设计内容及性能指标 (3)3 系统方案比较、设计与论证 (3)3.1 主控制器模块 (3)3.2 温度测量 (3)3.3 设置温度 (4)3.4 显示模块 (5)3.5 电源选取 (5)4 系统器件选择 (6)5 硬件实现及单元电路设计 (7)5.1 主控制模块 (7)5.2 显示模块电路 (7)5.3 数码管显示驱动电路 (8)5.4 温度传感器(DS18B20)电路 (8)5.4.1 DS18B20基本介绍 (8)5.4.2 DS18B20控制方法 (9)5.4.3 DS18B20供电方式 (9)5.5 继电器加热控制电路 (10)结论 (10)参考文献 (11)附录1 整体电路原理图 (12)附录2 部分源程序 (13)摘要随着社会的发展,人类科技的进步,各行各业都在使自己的产品智能化、数字化,因老式的热水器使用煤气或天然气对水进行燃烧加热,用手动的方式调节温度,不仅不能够精确的确定使用者需要的水温,而且还存在一定的危险性。
电热水器是一种可供浴室、洗手间及厨房使用的家用电器,随着人们生活质量的提高,现代的家用电热水器已经摒弃了以前的做法,而采用一种更加精确、安全的实施方案。
关键字:18B20、STC89C52、热水器ABSTRACTWith the development of society, the progress of human science and technology, in all walks of life to make their products intelligent, digital, because the water heater using old-fashioned gas or natural gas is burned to heat water, adjust the temperature manually, not only can the user needs to be accurately determined, and there is some risk.Electric water heater is a kind of household appliances for bathroom and kitchen, restroom use, along with the improvement of people's living quality, household electric water heater modern have rejected the previous practice, and by using a more accurate, safe implementation plan.Key words: 18B20、STC89C52、热水器1 引言随着人们生活水平的提高,热水器在人们的生活中扮演着越来越重要的角色,越来越受到人们的青睐。
基于单片机的热水器温度控制系统设计教材

长沙航空职业技术学院(2012届)毕业生毕业设计(论文)基于单片机的热水器温度控制系统设计系别:专业:姓名:班级:学号:指导老师姓名:职称:最终评定成绩:2012年5月摘要温度是一种最基本的环境参数,人们生活与环境温度息息相关;在工业生产中也离不开温度的检测和控制。
随着国民经济的发展,人们需要对各种加热器、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行检测和精确控制。
因此研究温度的检测和控制具有重要的意义。
本论文介绍了一种基于AT89S52单片机为主要控制器件,以DS1 8B20为温度传感器的热水器温度控制系统。
本系统通过DS18B20实时检测电热棒所加热的水温温度,由单片机从DS18B20读取出所测量出的温度数值,然后通过软件程序进行判断,控制固态继电器SSR的通断,再控制加热棒是否加热,从而实现实时检测并精准控制水温的目的。
利用软件编程和外围电路,结合智能温度传感器DS18B20,通过按键能够任意设置温度上下限报警。
显示电路采用四位LED共阴数码管来显示检测的水温数值。
本系统可以方便的实现温度的检测控制和显示,具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等特点,适用于我们的日常生活和工、农业生产中的温度检测控制领域。
同时,也可以当作温度处理模块,嵌入到其他系统中,作为其他主系统的辅助扩展。
本系统结构简单,抗干扰能力强,适合在恶劣环境下进行现场温度检测控制,具有广泛的应用前景。
关键词: AT89S52 DS18B20 温度控制固态继电器AbstractTemperature is one of the most fundamental environmental parameters,people's lives and is closely related to the ambient temperature; temperature detection and control in industrial production is also inseparable. With the development of the national economy, people need to detect and precisely control the temperature of the various heaters, heat treatment furnaces, reactors and boilers. Therefore, the temperature detection and control of the study has important significance.This paper describes the water heater temperature control system based on AT89S52 microcontroller as the main control device,DS18B20 as the temperature sensor. The water temperature is the temperature of the system through the the DS18B20 real-time detection of electric heating rods are heated by the microcontroller from the DS18B20 read out the measuredtemperature values, and then be judged by a software program, on-off control Solid State Relay (SSR), to control whether the heating rods heating , in order to achieve real-time detection and precise water temperature control purposes. Software programming and peripheral circuits, combined with intelligent temperature sensor DS18B20 were able to set upper and lower temperature alarm button. Common cathode circuit uses four LED digital tube to detect the water temperature value is displayed.The system can facilitate the detection of temperature control and display, with high accuracy, wide range, high sensitivity, small size, low power consumption, applies to our daily life and work, the temperature in the agricultural production in the field of detection and control. Meanwhile, it is also can be used as the temperature of the processing module, embedded into other systems, as the auxiliary expansion of other primary system. The system structure is simple, strong anti-jamming capability, suitable for use in harsh environments, the scene temperature detection control, has a broad application prospects.Keywords: AT89S52 DS18B20 temperature control solid state relay目录目录 (4)第1章绪论 (6)1.1课题研究背景 (6)1.2温度控制系统的发展现状 (7)1.3系统设计要求 (8)第2章系统总体方案设计与论证 (9)2.1系统微处理器方案的选择与论证 (9)2.2温度检测模块电路方案的选择与论证 (9)2.3温度控制模块电路方案的选择与论证 (10)2.4温度设置模块电路方案的选择与论证 (11)2.5温度显示模块电路方案的选择与论证 (12)2.6加热器方案的选择与论证 (13)第3章系统总体框图设计 (13)3.1系统硬件框图设计 (13)第4章系统硬件模块电路设计 (14)4.1系统电源模块电路设计 (14)4.2单片机最小系统模块电路设计 (14)4.3温度检测模块电路设计 (16)4.3.1温度传感器DS18B20的介绍 (16)4.4温度控制模块电路设计 (18)4.5温度设置模块电路设计 (18)4.6温度报警模块电路设计 (19)4.7温度显示模块电路设计 (20)第5章系统软件设计 (20)5.1系统软件主程序设计 (20)5.2温度读取子程序设计 (22)5.3温度计算子程序设计 (23)5.4温度转换命令子程序设计 (23)5.5显示数据刷新子程序设计 (24)5.6按键扫描处理子程序设计 (25)第6章系统仿真调试 (26)6.1仿真软件Proteus简介 (26)6.2系统仿真调试过程 (27)6.3系统仿真调试结果 (29)设计总结 (30)致谢 (31)参考文献 (33)附录1 原理图与PCB图 (34)附录2 元器件清单 (36)附录3 参考程序 (37)第1章绪论引言:温度是生活及生产中最基本的物理量,它表征的是物体的冷热程度。
基于单片机的热水器控制系统设计

息 送 至 单片 机 ,水位 显 示 灯 电路 根 据 采 集 到 的水位 信息 由单
声光 报 警 模 块 由一 个 蜂 呜 器 和 一 个 警 示 灯 组 成 ,通 过
片机控制通过灯光 显示水位信息。最后的声光报警模块利用 蜂 鸣器的声 ̄ULED灯 的光 的不同组合传 达 出不 同的警示信
装置和保温装 置都用LED灯代替,由继电器控制,而继 电器 由 度值和系统设定的预设温度值。
单片机控制通断。因为单片机 的输出电流无法驱动继 电器 , 4 结语
所 以可以通过三极管放大其驱动电流。
本文介绍 了基于STC89C52单片机 的热水器控制系统,对
LCD液晶显示器 由于它功耗很低,同时体积轻巧,屏幕 整个硬件 电路和软件流程做了分析,并展示了系统仿真调试
第 15N 2015年 8月
无 线 互 联 科 技
Wire1es s Internet TeChnology
NO.15 AugUSt,20l5
基 于单片机 的热水 器 控 制 系统 设 计
李 鑫,韦 杰
(南京理工大学紫金学院电光 系,江苏 南京 210046)
摘 要 :文章 中的设计 ̄XSTC89C52单片机为核心对热水 器进行控制,控制系统有3大功能,分别是 水温控制、水位控制和声光 报警功能。其中水温控制模 块有:采集水温 的温度 采集电路 ,控制水温的温度控制电路 ,用来显示温度 的液 晶显示电路以及 用来设 置预设 温度的键 盘电路 ;水位控制模 块由水位传感器电路 和水位显示灯电路组成 ;最后还有一个作为提示功能的声 光报警模块 。该热水器控制系统设计完善 ,实行方案简单易行,通过软件设计 能够准确的对水温和水位 进行控制。 关键 词 :STC89C52;水 温 ;水 位 ;控 制
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计

基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计1. 引言1.1 背景介绍智能家居技术近年来得到了广泛的关注和应用,其通过智能化的设备和系统,实现了对家庭环境的智能控制和管理。
智能家居温控热水器系统是智能家居中的一个重要组成部分,能够提高家庭生活的舒适度和便利性。
目前市场上的智能温控热水器系统主要以智能手机控制为主,但是由于操作界面复杂、依赖网络、易受干扰等问题,用户体验并不理想。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计具有很大的实用意义和市场前景。
通过本研究,可以实现温控热水器的自动化控制和智能化管理,为用户提供更加便捷、舒适、节能的家居生活体验。
基于51单片机的系统设计具有成本低、稳定性高、易于维护和扩展等优点,适合在智能家居领域中得到广泛应用。
本研究将围绕基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计展开,以提升用户的生活品质和智能家居技术的发展水平。
1.2 研究意义智能家居温控热水器系统在当今社会中具有重要的研究意义。
智能家居技术的发展已经成为未来生活的趋势,人们对于家居生活的舒适度和便利性要求越来越高,智能家居系统在实现这些要求上具有重要意义。
热水器作为家庭生活中不可或缺的设备之一,其安全性和节能性直接关系到家庭成员的生活质量和能源消耗,因此研究智能家居温控热水器系统具有重要的社会意义和经济意义。
通过智能家居温控热水器系统的设计和研究,还可以促进相关领域的技术创新和发展,推动智能家居产业的发展,为人们提供更舒适、便捷、安全的家居生活体验。
研究智能家居温控热水器系统具有重要的意义,不仅可以提高家庭生活的品质,还可以促进相关领域的发展和创新。
1.3 研究目的研究目的是为了设计一种基于51单片机的智能家居温控热水器系统,实现对热水器的远程控制和智能化管理。
通过该系统,用户可以通过手机App或者Web界面对热水器进行远程控制,实时监测热水器的工作状态和温度,并设置定时开关机功能,提高用户的生活品质和舒适度。
基于单片机的热水器水温控制系统设计(完整版)

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。
基于单片机与模糊PID控制的热水器温度智能控制设计

基于单片机与模糊PID控制的热水器温度智能控制设计
温度是工业生产过程中重要的物理量,尤其在冶金、机械、食品、化
工等工业中,对工件的处理温度都要求严格控制,对温度的精确度和稳定性均有较高要求,温度的测量与控制直接关系到企业的生产利益甚至存亡。
目前在国内外很多温度控制系统都采用ARM 作为处理器,PID 作为温度控制方式[1]。
该控制方式对大多数控制对象均可达到满意的控制效果,但对于有特殊要求或具有复杂对象特性的系统,采用数字PID 控制一般难以达到目的。
基于温度变化的非线性与模糊控制鲁棒性强、干扰和参数变化对控制效果
的影响较小,尤其适合于非线性、时变及纯滞后系统的控制,将PID 与模糊控制相结合来实现对温度的控制。
因此,本文以热水器为对象,运用系统控制理论,以模糊控制与数字PID 控制相结合方式进行温度控制系统的设计。
1 整体方案设计
系统采用晶控电子的STC 系列单片机进行下位机温度控制,同时采用PC 机进行上位机控制。
上位机首先给下位机发出命令,下位机再根据此命令
解释成相应时序信号直接控制相应设备。
下位机不时读取设备状态数据,转化
成数字信号反馈给上位机。
下位机实现现场实时控制,上位机实现远程实时监控。
系统的实现采用模块化设计思想,分别从硬件、软件来设计并综合应用。
硬件分为温度检测模块、输入输出模块、串口通信模块及加热模块几个部分;软件由上下位机同时控制,包括温度采集子程序、液晶显示子程序、键盘输入子程序、模糊PID 控制子程序、串口通信子程序等。
设计主要针对控制算法来实现,系统总体设计方案如图1 所示。
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。
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毕业论文题目基于单片机的燃气热水器温度控制系统设计重声明本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的,学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规和侵权行为,否则,本人愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果,特此重声明。
学位论文作者(签名):年月日摘要随着现代居民生活消费水平的不断提高,人们对生活质量的要求也越来越高。
热水器作为家居生活中非常重要的一部分,用户对热水器的功能需求也越来越智能化。
燃气热水器作为热水器的一种,以其加热速度快、体积小、安全、节能等优点,深受广大消费者的喜爱。
而目前大多数燃气热水器的智能化程度还较低,处于手动调温阶段,且水温不能实时显示,用水量和用气量不能实时控制,这使消费者的用户体验水平大大降低。
根据现今燃气热水器中存在的不足,向着智能调温方向发展,本文设计了燃气热水器的恒温控制系统,概括起来有以下几点:(1)用8位单片机89S51和DS18B20温度传感器,提出了水温实时监测的温度控制系统,该系统相比16位的单片机、热敏电阻和A/D转换器构成的温度数据采集系统具有更高的性价比。
(2)根据温度传感器采集到的温度数据,经过数据转换,与设定温度数值进行对比,再通过DAC0832数模转换为不同的电流,从而控制燃气比例阀的大小,调整加热的力度,进一步实现温度的自动控制。
(3)采用数字PID程序控制,提高了温度的控制精度,并能实现温度的连续可调。
(4)加入了LCD1602液晶显示屏,用于出水温度的实时显示;并加入了看门狗和声光报警子电路,提高了热水器的安全性。
(5)对设计程序进行了工程样板制作。
关键词:燃气热水器;单片机;温度控制;DS18B20AbstractWith the improvement of the consumption level of modern residents, customer's requirements of life quality are getting higher and higher.A s a very important part of home life, the water heater's function is also more and more intelligent.Gas water heater as one of water heater, with its heating speed, small size, safety and energy saving, is very popular by the vast number of consumers.At present, most of the gas water heater is still relatively low-degree of intelligence, only can adjust the temperature by hands, and the water temperature can not be displayed at any time, the weight of water and gas can not be control automaticly, therefore these make the user's user experience level greatly reduced.According to the shortcomings of gas water heater,this paper designeda constant temperature control system for gas water heater:(1) In this paper, 8-bit single-chip 89S51 and DS18B20 temperature sensors were used, and the temperature control system of real-time monitoring of water temperature was put pared with the temperature data acquisition system, which was constituted of 16-bit microcontroller, thermistor and A/D converter, the system of this article is cost-effective.(2) According to the temperature data of temperature sensor, throughthe data conversion, and compared with the set temperature value, and then through the DAC0832 digital converter into the different electric current value, the size of gas proportional valve can be control. Finally, the heating force can adjust so that achieve the temperature of the automatic control.(3) The temperature control system used the digital PID program control, improved the temperature control accuracy, and can achieve continuous adjustable temperature.(4) A 1602 LCD screen was joined in the temperature control system for the real-time display of water temperature; and watchdog and sound and light alarm circuit were set to improve the safety of water heaters.(5) The design process was made into the project model, and was debugged successful.Key words: Gas water heater; Single chip; Temperature control; DS18B20目录摘要 -------------------------------------------------------------------------- I Abstract -------------------------------------------------------------------------- I I1 前言 ---------------------------------------------------------------------------- 12 燃气热水器系统设计 ------------------------------------------------------------ 12.1 系统设计要求 ------------------------------------------------------------ 22.2 系统设计方案 ------------------------------------------------------------ 22.3 系统性能指标 ------------------------------------------------------------ 32.4 本章小结----------------------------------------------------------------- 43 硬件控制系统设计 -------------------------------------------------------------- 43.1燃气热水器硬件控制系统设计方案---------------------------------------- 43.1.1 信息处理模块 ------------------------------------------------------ 43.1.2 显示器件----------------------------------------------------------- 53.1.3 温度采集模块 ------------------------------------------------------ 63.1.4 数模转化模块 ------------------------------------------------------ 63.1.5 燃气开关阀 -------------------------------------------------------- 73.2 硬件电路设计 ------------------------------------------------------------ 93.2.1 系统主控制电路的设计--------------------------------------------- 93.2.2 温度值输入电路的设计--------------------------------------------- 93.2.3 报警电路设计 ----------------------------------------------------- 103.2.4 温度检测电路的设计 ---------------------------------------------- 103.2.5 LCD液晶显示电路的设计------------------------------------------ 113.2.6 电流控制电路的设计 ---------------------------------------------- 113.3 本章小结---------------------------------------------------------------- 124 软件控制系统设计 ------------------------------------------------------------ 124.1主程序流程图------------------------------------------------------------ 124.2测温程序流程图 --------------------------------------------------------- 134.3数字PID控制器的实现 -------------------------------------------------- 144.4 本章小节---------------------------------------------------------------- 155 总结与展望 ------------------------------------------------------------------- 15参考文献 ------------------------------------------------------------------------ 16致谢 ------------------------------------------------------------------------ 171 前言随着地球能源的匮乏,近年来,天然气以其清洁、环保、高燃比的优势逐渐走进各家各户。