基于单片机的家用热水器控制器设计毕业设计论文

学院毕业论文（设计）I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，继电器学院毕业论文（设计）IIMicro-controllerofwaterheatercontrollerdesignAbstractMygraduationprojecttopicis:thedesignofmicrocontroller-basedhomewaterheatercontroller.Waterheatershavebecomeindispensableinthedailylifeofhouseholdappliances,thedesignandmanufactureofmorepractical,moreconvenient,safer,moreenergy-efficientwaterheateriscontinuingtopursuethegoalofproductdesignersandmanufacturers.Thehardwarecircuitdesignincludingheatingcontrol,temperaturedetectioncircuitdesign.Electricwaterheaterisanavailabletoilet,kitchen,bathroomandhouseholdappliances.Hastheadvantagesofclean,safe,longholdingtime,easytouse.Withthecontinuousimprovementofpeople'slivingstandardsandthecontinuousdevelopmentofChina'spowerindustry,electricwaterheatersarebecomingmoreprevalent.Inthispaper,basedon51single-chipdesignoftheauxiliaryheatingofthewaterheater.Inthispaper,AT89S51asthecontrolcore,DS18B20temperaturedetection,andtodesignarelaycontrolcircuit,usetherelaytochangethesmall-currentcontrolcircuitpowertobuildaheatingcontrolcircuit,inordertogetconclusionofwaterheatingcanbeachievedandthekeepingoftemperature..Keywords：Waterheater,micro-controller,DS18B20temperaturedetector,relay学院毕业论文（设计）III目录1引言...............................................................12家用电热水器控制器的硬件设计.......................................22.1系统总体设计方案.............................................22.1.1主要技术参数............................................22.3单片机的最小系统.............................................32.3.1单片机的选择............................................32.3.2复位电路和晶振电路......................................62.4温度传感器DS18B20的选择确定.................................72.4.1DS18B20的特性..........................................72.4.2DS18B20的测温原理......................................82.5键盘与显示..................................................102.5.1键盘部分..................................................102.5.2显示电路...............................................112.6温度检测电路的设计..........................................122.7报警电路设计................................................132.8单片机与PC机的通信接口.....................................142.8.1串行通信接口标准RS-232C...............................142.8.2RS-232C与TTL逻辑电平的转换...........................142.9电源电路的设计..............................................152.10模式选择电路的设计.........................................152.11加热控制电路的设计.........................................163系统的软件设计....................................................173.1设计思想....................................................173.2程序设计及流程图............................................173.2.1初始化模块.............................................173.2.2温度采集模块...........................................183.2.3控制按键设计子程序流程图...............................183.2.4加热控制模块设计子程序流程图...........................194调试部分..........................................................21学院毕业论文（设计）IV4.1proteus简介................................................214.1.1软件功能特点...........................................214.2仿真结果....................................................215结论..............................................................236致谢..............................................................25参考文献............................................................26附录一原理图.......................................................27附录二PCB图.......................................................28附录三仿真图.......................................................29附录四程序.........................................................30学院毕业论文（设计）11引言当今社会大部分人在使用热水器时，基本上都是采用的快热式的。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，所以快热式电热水器走进千家万户应经成为必然的。我国也在不断大力提倡家庭使用热水器，这样可以为国家节省很多电能。使用电热水器的方便之处还在于我国的电力来源比较方便，电能是无污染、清洁的，很受人们欢迎。目前市场燃气热水器、太阳能热水器、储水式电热水器遍地开花，然而燃气热水器因其安全隐患及越来越高的使用成本正逐渐淡出热水器市场[2]；而太阳能热水器也因其严格受天气、气候及安装条件影响而很难占有更大市场份额；所以电热水器以其小巧时尚的外观、而且加热方便、比燃气热水器更安全的特点横空出世！在欧洲、东南亚市场热水器发展历程充分证明了这一点。普通电热水器有如下缺点：1、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；2、管道热水热量损耗大；3、等候用水时间太长；4、在热水流出前都必须浪费一定量的冷水，根据管道的长短，一般家庭中冷水损耗量大，基本可达10-25升/次。而电热水器克服了上述缺点。它有很多优点，如：安全，干净环保；体积小所占空间小，安装方便，款式多样，美观实用，也是职工福利和客户礼品的绝佳选择。特别方便于洗涤，和洗漱，是为现代家居厨房洗涤、卫生间洗漱专业设计生产的快速电热水器，结合了燃气热水器和传统储水式电热水器优点[3]。这里之所以设计家用电热水器正是看到了它的未来，即将来人们将越来越多的使用它。系统主要要求：1、控制器控制的热水器功率是2000W，采用两根加热棒。2、可以显示热水器当前水温和设置水温。3、可以进行水温设置。4、可以进行速热整桶水和低功率加热等加热模式的选择。5、加热、保温、低功率三种加热模式进行显示。学院毕业论文（设计）22家用电热水器控制器的硬件设计对于家用电热水器来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能的丛础。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汁。本系统硬件方案论证包括单片机、温度检测传感器、加热控制驱动电路、电源电路、及键盘和显示等电路的选择。2.1系统总体设计方案设计家用电热水器控制器，使控制器控制的热水器功率为2000W，采用两个加热棒。可以显示热水器当前水温和设置水温；可以进行水温设置；设计也要实现可以进行速热整桶水、低功率等加热模式的选择等功能。利用发光二级管对加热、保温和低功率三种模式进行显示。系统硬件电路包括加热控制、温度检测、报警、复位等电路的组成。利用LCD1602来显示实时设定温度和实际温度[4]。2.1.1主要技术参数1温度检测范