电热水器控制系统
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。
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。
电热水器的工作原理
电热水器的工作原理电热水器是现代家庭中常用的一种电器设备，主要用于加热和储存家庭热水。
它采用电能作为能源，通过特定的工作原理实现热水的加热。
本文将详细介绍电热水器的工作原理，并分点阐述其工作过程。
1. 加热元件：电热水器的加热元件通常是由一组电阻丝或电热管构成，它们被安装在水箱内部。
当电热水器接通电源后，电阻丝或电热管会被电流加热，进而将热量传递给水箱内的水体。
2. 控制系统：电热水器配备了一个精确的温度控制系统，用于监控和调节热水的温度。
通常，温控系统由一个温度传感器和一个微型电脑控制器组成。
温度传感器会测量水箱内的实际温度，并将该信息传递给控制器。
控制器根据设定的温度要求与实际温度之间的差异，决定是否加热水箱内的水体。
3. 冷热水进出口：电热水器上设有冷水进口和热水出口。
冷水从冷水管道进入电热水器的水箱内，并在加热过程中被加热元件加热。
加热后的热水通过热水出口流出，供家庭使用。
4. 温度维持：电热水器在加热水体到设定温度之后，会维持该温度以保持热水的适用性。
一旦水箱内的水体温度达到设定温度，控制系统会切断电力供应，停止加热过程。
当水体温度下降到设定温度以下时，控制系统会自动再次开始加热。
5. 安全保护装置：为了保证使用者的安全，电热水器通常配备了一些安全保护装置。
其中包括过温保护和电流保护。
过温保护装置在热水温度过高时会自动断电以防止发生事故。
电流保护装置则可以避免过大的电流对电热水器和家庭电力系统的损坏。
以上是电热水器的基本工作原理。
当我们打开电热水器的电源，加热元件开始工作，并将热量传递给水箱内的水体。
温控系统会监测水体温度，并根据设定要求决定是否继续加热。
一旦水体温度达到设定温度，控制系统会自动停止加热。
在使用过程中，电热水器还配备了一些安全保护装置，以确保使用者的安全。
中国消费者对于热水的需求非常大，电热水器以其简便、安全和高效的特点成为了许多家庭的首选。
了解电热水器的工作原理，可以帮助我们更好地使用和维护这一重要的家电设备。
基于单片机的即热式电热水器控制系统的设计
热水器是常见的家 用电器 。 是提供家庭淋浴用水 、
热 水 或 饮 用 水 的 电热 家 电 目前 市 场 上 主要 有 电热 水
Hale Waihona Puke 糊控制 的方法输 出控制量 ， 通过控制 继电器 。 以实现对
加热量 的控制 。 当设置温度低于水箱 内温度 ． 根据温度
３ 软件 设 计
系 统 软 件 设 计 的关 键 是 两 个 继 电 器 的开 断 （ 热 加 及 停 止 加 热 ）为 了 降 低 功 耗 ， 电器 的 开 断 由单 片 机 ． 继
的 Ｐ ．、 １ ｌ 醒 的 条 件 是 在 温 度 设 定 后 自动 打 １６ Ｐ ． Ｉ 唤 ７Ｓ
微 弱的信 号 ．在放 大电路中完成调零及放大信 号的功
收稿 日期 ： ０ ２ ５ ０ ２ １ —０ —１ 修 稿 日期 ：０ ２ ０ —０ ２１—６ １
； 为设 定的水温 ， 为测得 的水 温） 和偏差变化 率 △ ｅ
作 者 简介 ： 翟敏 焕 （９ ３ ， ， 东佛 山人 ， 士 ， 究 方 向 为智 能控 制 、 程 控 制 １ ８－）女 广 硕 研 过
的水位 变化经 ＡＤ转换 送到单 片机 ． ／ 当水位过高 时 ． 减
少进水阀的开度 ． 当水 位 过 低 的 时候 ． 大 进 水 阀 的 开 加
度， 发出报警信号 。 防止干烧 。Ｌ Ｄ显示模块设定温 度 Ｅ 和显示当前温度 ， 当进入稳定 状态后 ． 电路发 出提示 信
号 。 外 ， 制 电路 中设 有 漏 电 保 护 功 能 ， 另 控 当有 漏 电 时 。
／ ／
热 丝 工作 。 出指 定 温 度 的 出水 流量 及 漏 电 、 干 烧保 护 ， 有 实 用性 。 给 防 具 关键词 ： Ｔ ９ ５ Ａ ８ Ｃ ２单 片机 ； 糊控 制 ；温 度 传 感 器 Ｐ １０ 模 Ｔ ０
电热水器原理
电热水器原理电热水器是一种常见的热水设备，广泛应用于家庭和商业场所。
它通过电能将冷水加热到所需温度，为人们提供热水。
本文将介绍电热水器的工作原理，从供水系统、加热部分和温控系统三个方面进行讨论。
1. 供水系统电热水器的供水系统主要由进水管道、进水阀门、出水管道、出水阀门和储水箱组成。
当用户需要热水时，通过开启进水阀门使冷水进入储水箱。
冷水进入储水箱后，在水位控制装置的作用下，阀门关闭。
2. 加热部分电热水器的加热部分包括电热元件和绝缘层。
电热元件主要由发热管和发热体组成。
发热管是塑料或金属材料制成的管道，内部填充着镍铬或铁铬合金线。
而发热体则是由电热材料制成的，能够产生热量。
当用户开启热水器时，加热元件开始工作。
电能进入发热管，通过电阻效应使得发热体发热。
发热体的热量传递给发热管，发热管的外表面与储水箱相接触，将产生的热量传递给水，使水温升高。
为了提高加热效果和安全性能，加热部分还采用了绝缘层。
绝缘层可以有效地隔离电热元件和储水箱，防止电能泄漏和短路的发生，确保用户的用水安全。
3. 温控系统电热水器的温控系统主要由温度传感器和控制面板组成。
温度传感器通常安装在储水箱内部，能够实时监测水温。
控制面板则供用户设置所需的热水温度。
当水温低于设定温度时，温度传感器会向控制面板发送信号，控制面板将指令发送给电热元件，使其开始加热水。
当水温达到设定温度后，温度传感器会停止发送信号，电热元件停止加热。
同时，温控系统还具备安全保护功能。
当水温超过安全温度阈值时，控制面板会立即切断电热元件的供电，以防止水温过高引发的危险。
总结：电热水器通过供水系统、加热部分和温控系统的协同工作，实现将冷水加热为热水的功能。
用户可以通过设置温控系统来获取符合需求的热水温度。
电热水器的工作原理简单明了，使得其成为现代生活中不可或缺的热水供应设备。
电热水器智能控制器 说明书 V0.2
电热水器智能控制器使用说明书
第 7 页 共 10 页
2011-6-22
键进入其设置模式，此时可按“上”、“下”、“左”和“右”键对其进行设置。如 果不想设置，可以按“开/关”按键返回。设置完成后，再按“设置/确定”键确 认设置，并回到当前时间显示状态。 5.3 在定时开和关时间显示模式下（LCD 上、下排都显示**.**，上排为开时间），按 “设置/确定”键进入其设置模式，此时可按“上”、“下”、“左”和“右”键对其 进行设置。设置完成后，再按“设置/确定”键确认设置，并回到正常显示状态。 5.4 在目标温度显示模式下（LCD 上排显示**c），按“设置/确定”键进入其设置模 式，此时可按“上”、“下”、“左”和“右”键对其进行设置。设置范围为 20℃～ 79℃。设置完成后，再按“设置/确定”键确认设置，并回到正常显示状态。
的继电器。 5.2. 同时 LCD 显示故障“E3”，蜂鸣器报警。 5.3. 当故障排除后，可按任意按键清除故障，进入正常模式。 6. 水温过热或控制板温度过高保护 6.1. 当水温连续≥90℃或控制板温度连续≥60℃超过 5S 时，控制器进入过热保护模式，
断开加热管 1 和 2 的继电器。 6.2. 同时 LCD 显示故障“E4”，蜂鸣器报警。 6.3. 当故障排除后，可按任意按键清除故障，进入正常模式。 7. 温度传感器开短路保护 7.1. 当检测到温度传感器开路或短路时，控制器进入温度传感器开短路保护模式，断开加
基于单片机的热水器智能控制系统设计
参考内容
标题：共享经济视域下社区团购 运作模式研究以兴盛为例
随着共享经济的兴起，社区团购作为一种新型的商业模式，逐渐成为了人们 的焦点。兴盛作为社区团购的代表企业之一，其成功的运作模式为业界所瞩目。 本次演示将从共享经济的角度出发，以兴盛为例，探讨社区团购的运作模式。
一、共享经济与社区团购
共享经济是一种新型的商业模式，它通过互联网平台将闲置的物品、资源进 行优化配置，从而提高资源的使用效率。社区团购则是在共享经济的背景下应运 而生的一种新型的电商模式，它将社交和团购结合起来，通过群等社交工具聚集 用户，以低价购买高品质商品。
总之，在共享经济的视域下，社区团购作为一种新型的电商模式具有巨大的 发展潜力。通过借鉴兴盛的成功经验，其他企业可以更好地了解社区团购的运作 模式并实现自身的快速发展。
参考内容二
随着科技的发展和人们生活水平的提高，家用热水器的使用越来越普遍。然 而，传统的热水器控制系统往往存在着能源浪费、温度波动大、加热时间长等问 题。为了解决这些问题，本次演示提出了一种基于单片机的智能家用热水器控制 系统设计。
该系统以单片机为核心，通过温度传感器实时监测热水温度，并根据用户设 定的温度进行自动调节。具体来说，单片机通过温度传感器读取热水温度，然后 根据设定的温度阈值进行比较，如果实际温度低于设定温度阈值，则控制加热器 进行加热；如果实际温度高于设定温度阈值，则控制加热器停止加热。此外，该 系统还具有时间设定功能，用户可以根据需要设定加热时间，从而更好地满足家 庭用水需求。
2、电路连接方式：设计热水器的电路连接方式，包括加热装置、温度传感 器、水位传感器等与单片机的连接方式。此外，还需要考虑电源、求，程序设计应包括温度检测、水位检测、 加热控制等模块。同时，为确保系统的安全性，还需加入防干烧、防电击等保护 模块。在程序流程设计中，应充分考虑各个模块之间的相互关系，确保程序能够 协调运行。
一种智能电热水器温度控制系统的设计与实现
甘肃科技纵横2010年（第40卷）第6期电热水器自上世纪八十年代初进入中国，九十年代后期在中国大规模兴起，保有量迅速增加，经过十多年的发展，电热水器市场已由成长期进入成熟期，市场增长比较稳健。
但随之而来的一系列问题也一直困扰这个行业，主要表现在安全性不高、智能化程度低。
随着科学技术的进步以及人们对安全性要求和生活质量要求的提高，这些问题已经成为制约行业发展的瓶颈。
本论述正是在仔细研究这些问题的基础上提出了智能电热水器温度控制系统的设计方案，并对方案进行了详细的论证及现场实验。
1系统设计方案智能电热水器温度控制器原理框图如图1所示。
系统采用PIC16F877为控制电路核心，单片机通过红外线接口接收来自用户设定的温度信息，并通过温度传感器DS18B20实时对水温进行测量并在数码管上进行显示，PIC16F877根据水温状况来控制继电器的通断来实现对加热电路的接入控制。
本系统还具有报警功能，如果测得用户设定温度过高或者测量出水温过高，单片机通过报警电路向用户发出声光报警，并自动切断电加热电路。
图1系统原理图温度测量功能是系统控制功能的核心，实现温度测量有几种可以选择的方案。
方案一：选择AD590，AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源，具有精度高、价格低、不需辅助电源、线性好的特点。
但是该温度传感器输出量是模拟量，这对编程调试将带来比较大的工作量。
方案二：选择DS18B20，DS18B20具有测温系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，而且输出量为数字量，单片机可以直接读取取值。
因此，本文选取DS18B20作为本设计的温度传感器。
为了避免直接操作热水器，本文通过红外线接口遥控器来实现温度控制，采用专门的红外发射与接收模块配对，这样集成的模块将带来的好处就是制作更加简易，比较容易完成，同时发射接收更稳定。
2硬件设计方案2.1温度测量电路设计DS18B20的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上，从而抗干扰力更强。
电热水器控制系统设计与优化
电热水器控制系统设计与优化随着科技的不断发展，电热水器已经成为现代家庭中必不可少的电器之一。
为了提高电热水器的使用体验和能效，设计一个高效且智能化的控制系统，对于用户来说至关重要。
本文将探讨电热水器控制系统的设计与优化方法，以提升其性能和用户体验。
首先，我们要考虑的是电热水器的温度控制。
传统的电热水器通常使用机械式温控器，但这种控制方式不够智能化且调节精度较低。
为了改进这一问题，我们可以采用数字化温控系统。
数字化温控系统采用传感器实时监测水温，并通过微控制器来精确控制加热元件的开关。
这种系统不仅可以实现精确的温度控制，还可以根据用户需求预设水温，提供个性化的热水服务。
其次，我们可以考虑加入智能化的节能功能。
电热水器通常在用户不使用的时候也会不断保持加热状态，这会造成能源的浪费。
为了解决这一问题，我们可以在控制系统中增加定时开关功能。
用户可以根据自己的使用习惯设定电热水器的工作时间段，电热水器将在设定的时间自动开启和关闭。
这样一来，就可以避免无谓的能源消耗，提高了电热水器的能效。
此外，电热水器控制系统还可以与智能家居系统相连，提供更便捷的控制方式。
通过与智能家居设备（如智能手机、智能音箱等）连接，用户可以随时随地监控和控制电热水器。
例如，用户可以通过手机APP远程开启电热水器，确保有足够的热水准备好。
同时，智能家居系统可以根据用户的习惯和需求，智能调节电热水器的工作模式，提供更加贴心和个性化的服务。
值得注意的是，为了确保电热水器的安全性，控制系统应该具备多重安全保护机制。
例如，系统应该能够监测温度过高并及时切断电源，以防止发生火灾等意外事故。
此外，系统还应该具备漏电保护功能，确保用户的人身安全。
除了基本的设计要求外，我们还可以通过一些优化方法进一步提升电热水器的性能。
首先，我们可以采用优质的加热元件，提高加热效率和使用寿命。
传统的加热元件通常使用铜管或不锈钢线圈，但这些材料的导热性较差。
我们可以考虑采用高导热材料（如铝合金）来替代传统材料，从而提高加热效率和均匀性。
家用电热水器控制系统的原理
家用电热水器控制系统的原理家用电热水器控制系统的原理是通过测量和调节水温，保持热水器内的水温在预设的温度范围内，以满足用户的热水需求。
一、传感器：家用电热水器控制系统中的关键部件是传感器，常见的传感器有温度传感器和水位传感器。
1.温度传感器：温度传感器通常用于测量水温，它将水温转化为对应的电信号，通过测量这个电信号的大小，系统可以确定水的温度。
常见的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
2.水位传感器：水位传感器用于检测热水器内的水位，以确保热水器内有足够的水量。
当水位过低时，热水器将自动断电，以防止加热元件干烧。
二、控制器：1.主控芯片：控制器的核心部件是主控芯片，它是热水器控制系统的大脑。
主控芯片接收传感器发出的信号，并根据预设的温度要求和水位要求，进行控制操作。
主控芯片还可以实现丰富的功能，如定时开关机、恒温保温等。
2.继电器：继电器是一种电控开关装置，它用于控制加热元件的通断。
当主控芯片判断需要加热时，会发送信号给继电器，使其闭合，通电加热元件；当水温达到设定值或水位过低时，主控芯片会发送信号给继电器，使其断开，停止加热。
3.按键部件：按键部件用于用户对热水器进行设置和调节。
通过按键，用户可以选择热水温度、定时功能等，按键的操作将产生对应的信号，发送给主控芯片。
三、控制流程：1.启动和预热：当用户按下开机按键或指定的时间到达时，主控芯片接收到相应的信号，控制继电器闭合，通电加热元件。
同时，主控芯片读取温度传感器的信号，判断水温是否达到设定的预热温度。
如果未达到，主控芯片会继续加热直到达到要求的预热温度。
2.稳定加热：当水温达到预设的预热温度时，主控芯片将继续监测水温，并根据设定的温差范围判断是否需要加热。
如果水温低于设定温度下限减去温差值，则主控芯片控制继电器闭合，继续加热；如果水温高于设定温度上限加上温差值，则主控芯片控制继电器断开，停止加热。
3.保持温度和保护功能：当水温达到设定范围时，主控芯片会控制继电器断开或闭合，以维持水温稳定在设定范围内。
电热水器控制器
电热水器控制器1. 引言电热水器是现代生活中不可或缺的家用电器之一。
为了实现对热水的精确控制和合理利用，电热水器控制器应运而生。
本文将重点介绍电热水器控制器的原理、功能以及优点。
2. 功能与原理电热水器控制器的主要功能是监测和调控热水器的温度和供水情况。
其工作原理基于传感器引导和控制系统的反馈机制。
2.1 传感器电热水器控制器通过传感器来实时监测热水器中的温度。
最常见的传感器是温度传感器，可以精确地测量热水器中水的温度。
控制器还可以配备其他类型的传感器，如水位传感器，用于监测水箱中的水位。
2.2 控制系统控制系统是电热水器控制器的核心部分。
它根据传感器的反馈信息，实时调整热水器的工作状态，确保温度和供水情况达到预设要求。
控制系统分为硬件和软件两部分。
硬件部分通常由微控制器、继电器、电路板等组成。
软件部分则是运行在微控制器上的控制程序，通过编程实现温度和供水的精确控制。
3. 控制器的功能和操作电热水器控制器的功能主要包括温度设定、定时启动、自动关断等。
3.1 温度设定用户可以通过控制器上的调节按钮，设定期望的水温。
控制器会根据设定值进行温度控制，确保热水器内的水始终保持在合适的温度范围内。
此外，控制器还可以根据不同时间段自动调整水温，提供更贴合用户需求的热水。
3.2 定时启动电热水器控制器通常具备定时启动功能，用户可以预设每日或每周的启动时间。
控制器会按照预设的启动时间自动开始加热，以确保用户在需要热水的时候可以立即使用。
3.3 自动关断为了节约能源和防止因疏忽造成安全隐患，电热水器控制器还具备自动关断功能。
当水温达到设定值后，控制器会自动停止加热，避免过热或浪费电能。
4. 优点电热水器控制器的存在为用户带来了许多便利和优势。
4.1 节省能源电热水器控制器可以根据具体需求自动调整水温和加热时间，避免了不必要的能源浪费。
用户可以根据实际情况设置合适的温度和时间，从而实现能源的有效利用。
4.2 提供舒适的使用体验通过温度设定和定时启动功能，电热水器控制器可以确保用户在需要热水时能够立即获得所需温度的热水，给用户带来舒适的使用体验。
热水器控制原理
3、突跳式限温器和温控器
两者的主要区别：限温器不可自动复位，而温控器可以自动复位 两者均是靠金属片来感测温度，不同点是温控器的金属片在温度降低到 设定的时候，可以自动恢复；而限温器则不行。
4、继电器（我们常用的是电磁式继电器）
1）定义：继电器是一种当输入量（电、磁、 声、光、热）达到一定值时，输出量将 发生跳跃式变化的自动控制器件 继电器是一种电子控制器件，它具有控 制系统（又称输入回路）和被控制系统 （又称输出回路），通常应用于自动控 制电路中，它实际上是用较小的电流去 控制较大电流的一种“自动开关”。故 在电路中起着自动调节、安全保护、转 换电路等作用。 2）电磁继电器的工作原理和特性 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、 衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈 两端加上一定的电压，线圈中就会流过 一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁 就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹 簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动 触点与静触点（常开触点）吸合。当线 圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔 铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位 置，使动触点与原来的静触点（常闭触 点）吸合。这样吸合、释放，从而达到 了在电路中的导通、切断的目的。对于 继电器的“常开、常闭”触点，可以这 样来区分：继电器线圈未通电时处于断 开状态的静触点，称为“常开触点”； 处于接通状态的静触点称为“心）
A/D 转换 漏电检 测电路
显示部分
4、电源电路
将市电经变压器变压，再经过整流二极管进行整流，将交流电变 为直流电，然后经过电容滤波成比较平滑的直流电，供给CPU及 其它所需电路。 目前，电热水器的电源电路都是一样的。
D4 1N4001
RV1 14D471 AC_L
1
TR2
10 812V~200mA*2 6
电热水器控制系统的设计【毕业设计论文】
西南科技大学毕业设计（论文）题目电热器控制系统设计院系名称西南科技大学班级学生姓名指导教师评阅教师时间摘要热水器可分为燃气式、电热式和太阳能三大类；电热式热水器又可分为储水式和即热式两种；即热式热水器又可分为电热管和电热膜两种。
总体来讲，电热水器，特别是即热式热水器已逐渐成为家庭生活时尚。
其特点是安全、出热水快、节水节能、体积小、价格低，唯一的缺点是功率容量大，功率6KW/220V时，电流达27.3A，这是即开即热特点所决定的。
本设计的主要特点是恒温以及温度可调。
采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而进一步提高产品的质量。
本设计运用80C51单片机系统为主控制芯片。
其外围电路主要由水温检测和A/D转换、晶闸管控制、水温和状态显示、按键输入以及稳压电源等部分组成。
关键字：温度控制80C51 A/D转换Water heater can be divided into gas-powered, DianReShi and solar three major categories; DianReShi water heater and can be divided into water type and i.e. thermal type two kinds; Tankless heater, can divide again for electric heat pipe and electrothermal two kinds. Generally speaking, electric water heater, especially tankless heater has gradually become family life style. Its characteristic is safe, out of hot water quickly, save energy, small volume, low price, only drawback is the power capacity, 6KW / 220V power, current reaches 27.3 A, it is namely open i.e. thermal characteristics of the decision. The main characteristic of this design is constant temperature and temperature is adjustable. Adopts singlechip to their control not only has the control convenient, simple and flexible, but also advantages could increase the technical indexes of accused of temperature, so as to further improve the quality of the products. The 80C51 SCM system design USES mainly control chip. Its periphery circuit consists mainly of water temperature detection and A/D conversion, thyristor control, temperature, and status display, keystroke and manostat components.Key word: temperature control 80C51 A/D conversion目录1．系统介绍1.1系统原理1.2方案论证1.3芯片介绍2 硬件设计2.1电源部分的设计2.2水温检测和A/D转换电路2.3晶闸管控制电路。
基于单片机的定时电热水器控制系统
浙 江省桐 乡市 高级技工 学校
毛晓耘
摘要
电热水 器能适应任何 天 气，且 随着技 术的不断进 步，已彻底摆脱 了空间的限 制 。但传 统 电热水器加热时间太 长，能耗 较 高。随着人们 生活 水平 的逐 渐提 高，智 能化 电器在 日常生活 中的比重越来越 大，利 用单 片机 定时控制 ，不仅 可以充分利 用 闲置时 间，减 少不必要保温 ，也可 以更加 节约 电能。正是基于 这样 的 背景下 ，本设计选择 以Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 单片机 为核心 ，实现 温度控 制 、数码 显示、智能加 热等功 能的 电热水器的设计研 究。 关键词 电热水 器；单 片机 ；定时
ＤＯＩ ：１ ０３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ８ ９ ７ ２ ． ２ ０ １ ４ ． ｈ ３ ． ０ ６ ３
．
电热 水器 是 以 电作 为能 源进 行 加 热的 热 水器 。是 与燃 气 热 水 器 、太 阳能 热 水 器并 列 的 三 大 热 水 器 之 一 。燃 气
１ ． ２设 计思 路
１基本设计思 想
１ ． １主要 功能
①硬件：以ＡＴ ８ ９ Ｃ ５ ２ 为核心 ，由Ｄ Ｓ Ｉ ８ Ｂ ２ ０ 温度测量电 路 、水位监测电路、独立按键、Ｌ Ｅ Ｄ 数码管显示电路 、复 位与看门狗电路 、热水器加热电路 、时钟电路 、漏 电保护 电路 组成 。
②软 件 ：采用 模块 化 设 计 ，在 主程 序 下模 块 下分 成 若 干彼 此 独立 模块 ，包 括主 控模 块 、温 度 采集 模块 、显示 模
１ ８ ２ —
以单 片机为主控芯片构成的电热水器 ，其主要任务是 对 电热水 器进行水温控制 。利用Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２ 现有接 Ｉ Ｚ ｌ 组织
电热水器水温水位控制系统设计-毕业论文定稿
电热水器水温水位控制系统设计-毕业论文定稿电热水器水温水位控制系统设计第I页电热水器水温水位控制系统设计摘要本系统是为电热水器水温水位控制系统而设计的。
在电热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。
系统的分析了耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以 AT89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。
整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。
测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。
关键词：AT89S51单片机，水温水位，传感器，检测与控制I电热水器水温水位控制系统设计第II页THE SYSTEM FOR CONTROL THE TEMPERATURE ANDLEVEL OF THE ELECTRIC WATER HEATERABSTRACTThis system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer.It’s composed of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled byAT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing.Key Words: AT89S51,control, seasor,temperature and level电热水器水温水位控制系统设计第III页目录第1章绪论 ............................................. 1 第2章设计思路及要求 .. (2)2.1 本设计的目的和意义 ........................................... 2 2.2 控制系统的设计要求 ........................................... 2 2.3 本设计实现思路及方法 .. (2)第3章硬件设计 (4)3.1 控制系统组成及工作原理 ....................................... 4 3.1.1 系统结构 ................................................. 4 3.1.2 控制系统组成 ............................................. 5 3.2 单片机概述 ................................................... 6 3.3 器件介绍 ..................................................... 7 3.3.1 AT89C51单片机 ............................................ 7 3.3.2 数码管显示 ............................................... 8 3.4AT89C51单片机的最小系统 (9)3.5 AT89C51单片机时钟电路 ....................................... 10 3.6 AT89S51单片机复位电路 (10)第4章单元模块设计 (12)4.1 水位检测模块 ................................................ 12 4.2 温度检测模块 ................................................ 12 4.3 键盘模块 .................................................... 13 4.4 显示模块 (14)第5章软件设计 (15)5.1 软件设计原理及设计所用工具 (15)电热水器水温水位控制系统设计第IV页5.2 显示子程序 .................................................. 16 5.2.1 系统正常工作子程序 ...................................... 16 5.2.2 设定预置温度子程序 ...................................... 17 5.2.3 设定预置水位子程序 ...................................... 18 第6章系统调试与原理图 ................................ 19 第7章总结与体会 ...................................... 20参考文献 ................................................ 21附录1 .................................................. 22附录2 .................................................. 23附录3 .................................................. 34致谢 ................................................... 35作品（软件）使用说明书 . (36)电热水器水温水位控制系统设计第1页第1章绪论近年来，随着用电的普及和燃气燃油价格上涨的影响，电热水器的市场上升趋势更加明显，新生力量快速电热水器以其加热快速、体积小巧、安全节能的明显优势在市场中一枝独秀倍受瞩目。
- 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)。
电子信息工程专业课程设计任务书题目：电热水器控制系统设计设计内容设计一个由8051MCU组成的电热水器控制系统。
能够测量当前水温并显示；可以设置烧水温度，当无水时要有报警功能。
通过这个过程熟悉温度传感器、键盘控制和七段数码管的使用，掌握51系列单片机控制和测试方法。
；用LED显示测量得到的水温值。
完成基本要求，可以适当发挥进行扩展设计。
1 ）数码管显示：年月日时分秒；2）键盘输入修改时间、日期设置；设计步骤一、总体方案设计以51系列MCU构成核心模块，合理分配存储器资源和I/O资源。
温度采集模块建议采用 DS18B20，或采用PtIOO再经模数转换；显示模块用2位LED可满足需要；报警模块可采用声光等形式；输入模块可选用矩阵式键盘或键盘驱动芯片；可选用 8255进行I/O扩展。
二、硬件选型工作对于每一个芯片要有具体型号，对每个分立元件要给出其参数三、硬件的设计和实现1. 选择计算机机型（采用 51内核的单片机）；2. 设计支持计算机工作的外围电路（EPROM、RAM、I/O端口、键盘、显示接口电路等）；3. 接口电路；4. 其它相关电路的设计或方案（电源、通信等）四、软件设计1. 分配系统资源，编写系统初始化和主程序模块；2. 编写相关子程序；3. 其它程序模块（显示与键盘等处理程序）。
五、编写课程设计说明书，绘制完整的系统电路图（ A3幅面）。
一、................................... 设计要求1二、................................... 设计目的1三、............................. 设计的具体实现1 1. ................................................................................................ 硬件设计 (2)1.1. .................................................................... 单片机的选择 (2)12水位检测电路 (6)1.3.温度检测电路 (7)14A/D转换器 (9)1.5.报警电路 (10)2. .............................................................................................. 软件设计 (11)2.1. 温度测量子程序 (12)2.2. 判断子程序 (13)2.3重要代码.......................四、................................. 结论与展望14五、............................. 心得体会及建议14六、....................................... 附录14七、参考文献 (14)电热水器控制系统设计报告一、设计要求设计一个由8051MCU组成的电热水器控制系统。
能够测量当前水温并显示；可以设置烧水温度，当无水时要有报警功能。
通过这个过程熟悉温度传感器、键盘控制和七段数码管的使用，掌握51系列单片机控制和测试方法。
设计以AT89C51单片机为核心，用LED显示测量得到的水温值。
完成基本要求，可以适当发挥进行扩展设计。
1）数码管显示：年月日时分秒；2）键盘输入修改时间、日期设置；以51系列MCU构成核心模块，合理分配存储器资源和I/O 资源。
温度采集模块建议采用DS18B20,或采用Pt100再经模数转换；显示模块用2位LED可满足需要；报警模块可采用声光等形式；输入模块可选用矩阵式键盘或键盘驱动芯片；可选用8255进行I/O扩展。
二、设计目的运用我们所学的专业知识，采用单片机为主控芯片设计电热水器控制系统并辅以外围电路设计，既能加深我们对专业知识的理解，又能培养专业知识与实践相结合的实践技能，提高我们分析、解决问题的能力。
三、设计具体实现电热水器控制系统的整体设计方案包括硬件设计方案和软件设计方案。
硬件是指以微控制器作为核心，由外接温度测量电路、键盘、复位、热水器加热开关、LED显示电路、报警电路组成。
根据功能需求说明，本着节约开发成本、增加系统可靠性、减小体积等原则进行电热水器控制系统的硬件设计。
本系统采用51系列单片机AT89C52作为整个系统的核心，利用AT89C52现有的接口组织外围硬件模块。
由于环境的特殊性，温度测量主要是由Pt00铂电阻温度传感器、温度传感器的信号调理电路和基于ADC0801的A/D转换电路组成；键盘由三个按键组成：分别为开关和“ +”、“-”；水位检测电路检测是否有水，避免干烧；LED 显示电路主要用于显示温度；报警装置为单片机I/O 口驱动蜂鸣器，达到报警的效果图2 AT89C52芯片引脚图AT89C52主要性能：1、 与MCS-51单片机产品兼容2、 8K 字节在系统可编程Flash 存储器 键盘显示电水位检测蜂鸣报警 温度检测A/ DAT89C52 =＞加热开关 图1系统硬件图1硬件设计1.1单片机的选择PDIP汀二■ F 1 O CZ :T2EXj P 1.1 CP1-2CF1.3 匚 尸X”斗匸 4MOSnP1.9C rMISORlje 匚 <SCK)P1.7CFST r ，口g . P3,oc .TXC - R3.1 匸(INTO} R3N 匚 rrr T 口冷匚 \TC FB.4 c < T »■ CP3Q 匚P3.7 CJCTJM_2 匚ATALI 匸QVM 口匚 zi ~1 □ x/cc FC C PC ' POJ2 尸匚z PC4 roe __7 kF- f )) 8詁邑3 PC C (ADAfe Z1 FC. 7 (AD7) 二| E^.^ PP 二I 匚_m 帘耳二 尸TEW ZZJ F2 G ^AIX) □ FZ B (A13) □ F* ■< <A12 二］PQ 3 ^A1 1) m2怦521 F2_1 (M>□ P2.O (AB|3、1000次擦写周期4、全静态操作：0Hz〜33Hz5、三级加密程序存储器6 32个可编程I/O 口线7、三个16位定时器/计数器8、八个中断源9、全双工UART串行通道10、低功耗空闲和掉电模式11、掉电后中断可唤醒12、看门狗定时器13、双数据指针14、掉电标识符功能特性描述：AT89C52提供以下表中功能：8k字节Flash闪速存储器，256 字节内部RAM，32个I/O 口线，3个16位定时/计数器，一个6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。
同时，AT89C52可降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。
空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。
掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作指导下一个硬件复位。
VCC :电源电压GND:地P0 口：P0 口是一个8位漏极开路的双向I/O 口，也即地址/ 数据总线复用口。
作为输出口，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑电平。
对P0端口写“ 1”时，弓I脚用作高阻抗输入。
当访问外部程序和数据存储器时，P0 口也被作为低8位地址/数据复用。
在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。
在flash编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。
程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P1端口写“ 1” 时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流(IIL )。
此外，P1.0和P1.1分别作定时器/计数器2的外部计数输(P1.0/T2)和时器/计数器2的触发输入(P1.1/T2EX )，具体如下表所示。
在flash编程和校验时，P1 口接收低8位地址字节。
表1 P1.0和P1.1 口的第二功能引腾号第二功能P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P2端口写“ 1” 时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）o在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。
在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1o在使用8位地址（如MOVX @RI ）访问外部数据存储器时，P2 口输出P2锁存器的内容。
在flash编程和校验时，P2 口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P3输出缓冲器能驱动4个TTL逻辑电平。
对P3端口写“ 1” 时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。
作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL ）o P3 口亦作为AT89C52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。
在flash编程和校验时，P3 口也接收一些控制信号。
表2 P3 口的第二功能RST:复位输入。
晶振工作时，RST脚持续2个机器周期高电平将使单片机复位ALE/PROG :地址锁存控制信号（ALE ）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。
在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。
然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。
如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“ 1”，ALE操作将无效。
这一位置“ 1”，ALE仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。
否则，ALE 将被微弱拉高。
这个ALE使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。
当AT89C52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。
EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。
为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。
在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。