家用热水器控制器设计——综合电子实验报告
家庭电路调查报告
家庭电路调查报告篇一：研究性学习家庭电路结题报告常用家庭电路设计指导教师：小组长：小组成员：（一）课题背景分析家庭电路是日常生活中大家最经常接触的一种电路，随着家用电器的普及，家庭电路的作用也越来越突出，但是伴随而来的还有各种各样的用电问题，由于使用不当和负载过大经常引起触电、火灾等事故，本次研究性学习可以帮助学生了解家庭电路，在发生事故时能采取有力措施。
（二）课题研究目的意义1、帮助了解家庭电路的构造，知道家庭电路的基本组成。
2、在研究过程中，能培养我们发现问题、分析问题、解决问题的能力，并能提高我们的动手实践能力以及组织协调能力。
3、在进行学习的同时加强对于家庭电路和安全用电知识的理性认识，养成注意观察生活，勤于思考的行为习惯。
（三）课题研究方法图书资料：有关家庭电路的报刊杂志书籍等资料。
电脑搜索：家庭电路设计的资料。
思考设计：设计家庭电路。
动手操作：拼装电路并检验可行性。
（四）课题研究条件分析 1、自主学习不仅是适应社会发展的需要，也是教育自身发展的需要，更是新一代人才终身学习和发展的需要。
2、学校重视研究性学习，定期开展活动，成果显著。
因此，本课题的研究有良好的学校基础。
3、参与本课题研究的人员有资深教师，他们具有丰富的教学经验和指导研究性学习的经验。
（五）课题研究过程1、研究人员分工：上网查询资料：庄家麒、林家鑫、庄永斌图书馆调查资料：庄永斌、陈振裕、李诗炫材料收集：庄永斌、庄家麒、唐虎结题报告执笔：张家鑫、庄永斌摄影：庄永斌、肖乙迪资料整理：林家鑫、吴灿煌2、阶段任务安排：分三个阶段实施前期准备：形成研究方案，查找资料，做好知识准备；调查研究：实地调查，实验分析汇总成果：运用理论知识，结合动手实践，形成结题报告，完成个人总结，写出心得体会。
3、具体活动过程：活动时间：XX年9月15日至10月25日第一部分活动方式：去学校图书馆。
活动过程：为了查找课题研究所需要的资料，我们来到学校图书馆阅读有关的书籍，目的是为了找到更多详细的资料。
智能家用太阳能热水器控制器.doc
题目：智能家用太阳能热水器控制器院系：数字设计工程系专业：应用电子技术年级：2009级学号：0923003002 0923003011作者姓名：陈柳东完成日期：2012-02-13目录1、前言 (2)1.1本设计的目的和意义 (2)1.2控制系统设计要求 (2)1.3本设计实现思路及方法 (3)2、总体方案设计 (3)2.1方案一 (5)2.1.1系统的组成及原理 (5)2.1.2系统框图 (5)2.2方案二 (5)2.2.1系统组成及工作原理 (5)2.2.2系统框图 (6)2.3方案选择 (6)3、单元模块设计 (7)3.1单片机概述 (7)3.2水位检测模块 (8)3.3温度检测模块 (8)3.4键盘模块 (9)3.5显示模块 (10)3.6器件介绍 (11)3.6.1AT89C51单片机 (11)3.6.2数码管显示 (11)4、软件设计 (13)4.1主程序流程图 (13)4.2温控进水程序 (14)4.3温度显示子程序 (15)4.4键盘处理程序 (16)5、系统调试与原理图 (17)6、总结与体会 (18)附录A 电路原理图 (20)附录B 源程序 (21)智能家用太阳能热水器控制器摘要：针对目前家用太阳能热水器功能单一、操作复杂、控制不方便等特点，本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。
根据太阳能热水器对控制系统的要求以AT89C51 单片机为检测控制核心,设计了一种太阳能热水器智能控制器. 该控制器具有时间、温度、水位设定与控制功能,及良好的抗干扰性能.关键词：太阳能热水器、传感器、实时时钟、单片机Intelligent household solar water heater of the ControllerChenliudong WenchuanjianChaoShan Vocational And Technical College ,No.1 University Road, Puning City, Guangdong Province.515300Abstract: In view of at present home use solar-powered water heater function sole, the operation complex, the control not convenient and so on the characteristics, this article proposed one kind of new solar-powered water heater control system design proposal.According to the solar-powered water heater to the control system request take at89C51 monolithic integrated circuit as the examination control core, has designed one kind of solar-powered water heater intelligence controller. This controller has the time, the temperature, the water level hypothesis and the control function, and good resistance to interference.Keywords: Solar Water Heater、Sensor、Real clock、Single Chip Microcomputer(SCM)1、前言1.1 本设计的目的和意义本设计具有很强的实用性,用成本低廉的电阻式传感器以及电极配以单片机技术对生产实际中的太阳能热水器的水温的控制以及水位的显示。
智能家居太阳能热水器控制系统设计
智能家居太阳能热水器控制系统设计摘要：为满足智能化水平不断提升的家居系统控制需求，设计了太阳能热水器控制系统。
以太阳能热水器的实际应用情况为依据，完成了模糊智能太阳能热水器控制系统的设计。
该系统基于单片机ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ，通过数字温度传感器的使用完成温度测量过程，采用过零固态继电器对加热棒进行控制，完成对热水器辅助加热功能的模拟过程，从而能够根据设定的时间对输出功率进行智能调整使水温达到设定值。
单片机与触摸屏使用Ｍｏｄｂｕｓ４８５协议完成通信过程，根据检测获取的温度、液位值可自适应选择运行模式，为智能家居太阳能热水器控制系统的完善提供参考。
关键词：太阳能热水器；模糊控制算法；智能家居控制系统1.太阳能热水器控制系统设计1.1单片机系统本文所设计的系统的智能控制器选用了单片机ＳＴＣ８９Ｃ５２ＲＣ（８０５１内核），由于在对太阳能热水器进行控制时，系统涉及的运算量较小，需要处理及保存的中间数据较少，因此无需外扩数据存储器，所使用的单片机内部ＲＡＭ及Ｅ２ＰＲＯＭ即可满足需求。
（２）温度控制执行器本文系统通过使用零固态继电器（输入控制端为３～３２Ｖ、输出端为５Ａ／３８０Ｖ／５０～６０Ｈｚ）和加热棒（功率为５００～１０００Ｗ）执行水温控制过程，通过对ＰＷＭ波的占空比（由单片机产生）进行控制进而完成对交流过零继电器通断频率的控制，最终控制加热棒的功率完成温度控制过程。
1.2温度测量选用具有较强抗干扰能力的ＤＳ１８Ｂ２０（数字温度传感器的一种），无需标定不必要温度，数据通信过程通过传感器的单总线接口并结合使用单片机分时复用原理实现。
1.3时钟电路设计以实现热水器热水的全天供应，本系统的控制器采用实时时钟完成准确的基准时间的提供，具体通过采用ＣＭＯＳ技术的ＤＳ１２Ｃ８８７时钟芯片完成，在芯片内部集成时钟芯片所需的晶振、电池及电路，在降低系统功耗的基础上实现了时间的高精度控制，此外该时钟芯片还具备外围接口，可根据实际需要对时间进行设计，显著提高了系统的稳定性和时效性。
水温控制电路课程设计
水温控制电路课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握水温控制电路的基本原理，包括温度传感器、比较器、继电器等元件的工作原理及相互关系。
2. 学生能够运用所学的电路知识，分析并设计简单的水温控制电路。
3. 学生了解并掌握水温控制电路在实际应用中的注意事项及安全操作要求。
技能目标：1. 学生能够正确使用万用表、示波器等工具，进行水温控制电路的搭建、调试和故障排查。
2. 学生通过实际操作，提高动手能力和团队协作能力，培养工程实践思维。
情感态度价值观目标：1. 学生在学习过程中，培养对电子技术的兴趣，增强探索精神和创新意识。
2. 学生能够关注水温控制电路在生活中的应用，认识到科技与生活的紧密联系，提高社会责任感和环保意识。
3. 学生通过课程学习，树立正确的价值观，认识到知识的力量，激发学习的内驱力。
课程性质：本课程属于电子技术实践课程，以理论为基础，实践为核心，注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：本课程针对初中年级学生，他们对电子技术有一定的好奇心，但知识水平和实践经验有限。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论联系实际，循序渐进，注重启发式教学，引导学生主动探究和实践。
通过课程学习，使学生达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. 水温控制电路原理介绍：- 温度传感器工作原理及其选用- 比较器的作用和种类- 继电器的工作原理和应用2. 水温控制电路设计与搭建：- 电路图设计方法- 元器件选型和参数计算- 电路搭建与调试3. 水温控制电路实际应用案例分析：- 家用热水器水温控制电路分析- 工业设备中水温控制电路应用案例4. 安全操作与注意事项：- 电路搭建过程中的安全常识- 常见故障分析与排查方法教学大纲安排如下：第一课时：水温控制电路原理介绍1.1 温度传感器工作原理及其选用1.2 比较器的作用和种类1.3 继电器的工作原理和应用第二课时：水温控制电路设计与搭建2.1 电路图设计方法2.2 元器件选型和参数计算2.3 电路搭建与调试第三课时：水温控制电路实际应用案例分析3.1 家用热水器水温控制电路分析3.2 工业设备中水温控制电路应用案例第四课时：安全操作与注意事项4.1 电路搭建过程中的安全常识4.2 常见故障分析与排查方法教学内容与课本紧密关联，按照教学大纲逐步推进，确保学生能够掌握水温控制电路的相关知识和技能。
智能家用电热水器控制器设计毕业设计
毕业设计（论文）题目智能家用电热水器控制器设计英文并列标题问题 Intelligent home electric water heater controller design二零年月摘要随着计算机技术和电信业的发展，通过电话线进行的远程通信越来越常见。
人们凡是采用MODEM进行通信，但是在通信数据量不大，对通信速率要求不高的应用场合，我们可以考虑一种DTMF通信方式，它具有接口简单，成本低廉且可靠性高的特点。
本文介绍了一种电话远程控制家用电器的实现方式。
用户可通过任意一部双音频电话（包孕手机、电话分机）对本身家庭安装的家用电器进行开机、停机、设定等操作。
全文分为六章。
第一章介绍系统具体结构及实现方式。
第二章介绍主要芯片。
第三章讲的是从硬件方面分析了课题。
第四章是从软件方面分析了课题。
第五章就是仿真模拟软件的介绍。
设计中，硬件电路设计使用Auto CAD软件；使用C语言软件编写轨范；利用自带仿真软件对电话控制家用热水器仿真。
本设计作为毕业设计标题问题，主要价值在于运用理论与实际相结合。
如前所述，全球都需要高新科技，来带动整个经济的发展。
电话控制家用热水器是自动化生产技术的代表之一，是必弗成少的，在生活方面起着举足轻重的感化。
关键词：远程控制、DTMF通信方式、自动化生产AbstractWith the development of computer technology and telecommunications industries, remote communication via telephone lines are becoming more common. People usually MODEM communication, but not in the amount of communication data, the communication rate of less demanding applications, we can consider a DTMF communication, it has a simple interface, low cost and high reliability. This article describes the implementation of a telephone remote control home appliances. Users can install their own household appliances were starting, stopping, and other operations by setting an arbitrary one pair of tone phone (including cell phones, telephone extension).The full text is divided into six chapters. The first chapter describes the specific structure and implementation systems. The second chapter describes the main chip. The third chapter is talking about the hardware aspects of the analysis of the subject. The fourth chapter analyzes the issue from the software. The fifth chapter is the introduction of simulation software. Design, hardware design using Auto CAD software; software using the C programming language; the use of simulation software that comes with the phone to control domestic water heater simulation.The design as a graduate design topics, the main value lies in the use of a combination of theory and practice. As mentioned above, the high-tech global need to bring the whole economy. Telephone control of household water heater is one of the representatives of automated production technology is essential, plays an important role in life.Keywords: remote control, DTMF communication, automated production.目录第一章绪论 (1)1.1 本文课题研究背景 (1)1.2 电话远程控制电热水器的远程控制的内容 (1)第二章系统具体结构及实现方式 (2)第三章系统硬件设计 (4)3.1 振铃检测电路设计 (4)3.2 电话自动摘机和挂机电路设计 (5)3.3 音频放大电路设计 (6)3.4 DTMF信号解码电路设计 (6)3.5 语音提示电路设计 (7)第四章系统软件设计 (8)4.1 数据的发送与接收的流程图 (8)4.2 暗码修改流程图 (10)4.2.1系统身份认证功能 (11)4.2.2 用户信令解释功能 (11)4.2.3 软件按时功能 (11)4.3 软件设计流程 (12)4.3.1单片机初始化 (12)4.3.2振铃计数模块……………………………………………………………………………………4.3.3语音提示模块……………………………………………………………………………………4.3.4暗码修改模块……………………………………………………………………………………4.3.5控制电器模块……………………………………………………………………………………第五章系统的应用 (16)5.1系统的应用前景………………………………………………………………………………………5.2系统的调试与使用…………………………………………………………………………………第六章总结 (18)致谢…………………………………………………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………………………………………第一章绪论1.1 本文课题研究背景二十一世纪是信息时代，各种电信新技术鞭策了人类文明的进步。
热水器检验报告精选全文
库
热水器检验报告
编号：共页第页
产品型号
生产数量
抽检数量
客户名称
燃气种类
大气压力
额定热负荷
实验气种类
实验气华白数
燃气温度
饱和水蒸压力
实验气低热值
检验依据
GB6932-2001《家用燃气快速热水器》和企业内控标准
检验结果
项次
检验项目
类别
技术要求
检验结果
单项判定
1
2
3
4
5
1
外观
C
壳体表面洁净、平整，无碰伤、划痕等缺陷
24
温度显示精度
C
±3℃
25
定时关机精度
C
20±2min
26
电气强度
A
1250V/5MA,1min无击穿\闪络
27
泄露电流
A
≤0.75MA
28
绝缘电阻
A
≥20M
29
接地电阻
A
≤0.1
30
标识
A铭牌标识正确来自31包装及附件B
包装牢固、附件齐全
检验结果
囗入库/出库
囗返工/返修
囗其它：
检验员：
审核：
批准：
说明：当出现不合格项时，需进行审批，单项判定栏合格“+”，不合格“–”。
2
水路系统耐压性
B
在1.25MPA水压下持续1MIN无漏水
3
气路系统气密性
A
在0.1KG/CM2气压下,检测时间7S,其泄露压降小于5mmH2O
4
热负荷准确度
B
折算热负荷(KW)
设计值偏差不大于±8%
电热水器控制与加热部分的设计
电热水器控制与加热部分的设计摘要：本设计说明书简述了热水器的发展历史，阐述了家用电热水器控制电路的构成及工作原理。
整个控制电路主要由电源电路、按键输入电路、温度检测电路、LED 显示电路、单片机控制器和蜂鸣器模拟加热电路组成。
其中的温度检测电路设计采用了温度/频率转换测温法，直接将温度信息转换为频率信号，用单片机测出频率大小，从而间接测出温度值，温度/频率转换电路简单可靠，成本低廉。
加热电路设计由于实际加热水温难以实现，故使用蜂鸣器模拟加热，重在表现设计思路。
直流稳压电源部分则是为整个控制电路提供能量。
系统程序设计主要包括主函数程序、显示扫描子函数程序、按键扫描处理子程序、加热控制函数程序与温度检测函数程序的设计。
设计说明书着重阐述了系统的工作原理、硬件构成、各部分的主要功能和软件的结构和实现。
关键词：电热水器；STC89C52；控制电路Electric water heaters, control and heating part of the designAbstract : the design of this statement on the water heater development history, elaborated the home electric water heater control circuit composition and working principle. The control circuit is mainly composed of a power supply circuit, a key input circuit, temperature detection circuit, LED display circuit, single-chip computer controller and a buzzer simulation heating circuit. The temperature detection circuit design uses a temperature / frequency conversion measurement method, the temperature information is converted to frequency signal, using single chip microcomputer to measure the frequency of size, thereby indirectly measured temperature values, the temperature / frequency conversion circuit is simple and reliable, low cost. Heating circuit design due to the actual temperature of heated water is difficult to achieve, so use the buzzer simulation heating, focusing on the performance of design thinking. DC regulated power supply part is for the entire control circuit provides energy. System program design mainly includes the main function procedures, display scanning function program, key scan processing subroutine, heating control function and temperature detecting function of program design. Design focuses on the working principle of the system, hardware composition, main function of every part and the structure of software and the realization of.Key words: Electrical water heater ; STC89C52; Control circuit目录1概述 (4)1.1论证方案 (5)2系统器件的选用 (6)2.1 单片机STC89C52 (6)2.1.1 功能特性描述 (6)2.1.2 单片机的工作方式 (9)2.2 数码管 (10)2.2.1 数码管的基本组成 (10)2.2.2 多位数码管的显示 (11)3系统硬件电路的设计 (11)3.1 直流稳压电源电路 (12)3.2 显示电路 (12)3.3 加热电路与模拟加热电路 (14)3.4 温度检测电路 (14)4系统程序的设计 (15)4.1 主函数 (15)5结束语 (18)参考文献 (19)致谢 (20)附录 (21)附录1程序清单 (21)附录2 电路原理图................................ 错误！未定义书签。
科教版五年级上册《设计、制作简易的太阳能热水器》实验报告
纸盒、泡沫塑料、棉花、方形或圆形饮料瓶、玻璃片、透明塑料膜、黑色纸、平面镜、锡箔纸，剪刀或美工刀、透明胶带
实
验
过
程
实验猜测：
设计制作热水器要综合应用我们学过的各项知识，才能做得符合要求
实验步骤：
1、在盒子的底部垫上一层棉花，侧面用泡沫塑料板垫上，然后将锡箔纸衬在里面，作为反光材料；
2、用黑色纸把塑料饮料瓶的瓶身包起来，放在盒子里，盒盖的上面挖空，覆上一层塑料膜，
3、瓶子里装上清水，盖上盒盖，调整热水器的角度，使受热面与阳光垂直。
实验现象：
按照我们自己的设计，太阳能热水器制作完成了
实验
结果
我们在设计制作热水器时，综合应用了反光原理、热的不良导体保温原理、颜色与吸热原理、照射角度与吸热原理，做成的热水器可以很好的集热。
小学科学实验报告单班级实验时间实验课题设计制作简易的太阳能热水器实验目的验证物体吸热与颜色是否有关实验器材纸盒泡沫塑料棉花方形或圆形饮料瓶玻璃片透明塑料膜黑色纸平面镜锡箔纸剪刀或美工刀透明胶带实验猜测
小课题
设计、制作简易的太阳能热水器
实验目的
验证物体吸热与颜色是否有关
基于单片机的家用热水器控制器的设计开题报告(DOC)
毕业论文（设计）开题报告论文题目：基于单片机的家用热水器控制器的设计系部名称：信息工程系专业班级：自动081 学生姓名：xxx 学号：............指导教师：xxx 教师职称：讲师20 年月日毕业论文（设计）开题报告一、文献综述：一、背景及意义：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。
快热式家用电热水器无需储水罐，热水即开即用，无需预热，减少了电能的浪费，应用价值极高。
另外还具有体积小、使用安全、安装方便等优点。
设计采用数码管显示水温，有功率档调节，出水温度自动控制。
系统硬件电路设计包括加热控制、温度检测等电路的设计，系统程序设计包括主函数程序、显示扫描子函数程序、按键扫描处理子程序、加热控制函数程序与温度检测函数程序等的设计。
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。
目前市场上有两种电热水器,连续水流式和贮水式。
前者虽具有加热速度快和体积小等优点,但功率太大,大多数家庭的供电线路难以承受。
而市场上贮水式电热水器大多数采用机械式控制器,存在控温精度低、加热时间长、可靠性差、功能单一等不足。
针对上述情况,利用先进的单片机作为控制器的核心,结合模糊控制技术,可设计出一种多功能的电热水器控制器。
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。
热水器控制电路数控部分采用AT89S51单片机作为控制核心。
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。
二、主题热泵热水器是继电热热水器、燃气热水器以及太阳能热水器之后出现的新型热水器，它避免了电热水器漏电、干烧及燃气热水器使用时易产生煤气中毒等安全隐患，克服了太阳能热水器受天气影响大等缺点，具有高效节能、安全环保、全天候运行、使用方便等优点[1]。
太阳能热水器控制仪设计(毕设)
摘要本课题的目的是结合太阳能热水器的具体应用，设计一种用于太阳能热水器的检测控制系统,以更好的实现对太阳能热水器的监控与控制。
太阳能热水器作为太阳能利用中最常见的一种装置，经济效益明显，正在迅速的推广应用。
根据太阳能热水器特点以及对控制器的要求，本文提出了一种基于单片机AT89C52的太阳能热水器智能控制器的设计方法。
本文在分析了解太阳能热水器及其控制器的发展和市场分布状况的基础上,描述了太阳能热水器控制器的组成及其工作原理.论文完成了控制器的硬件设计和软件设计。
在硬件设计中，利用AT89C52单片机作为控制的中心环节，控制整个系统运作.利用温度传感器DS18B20和分段式水位传感器作为水温水位测量环节,并将测量结果送单片机进行处理。
利用DS12887作为时钟芯片，以实现时间以及日期的显示。
选用液晶显示模块12864显示水温水位时间及日期，显示部分是人机交换的重要媒介之一。
在软件设计部分采用模块化结构，完成了包括主程序，水位检测子程序、LCD显示等子程序的设计。
系统主程序主要完成一些初始化功能，温度的检测以及控制辅助加热系统，同时完成信号转换及送显示功能；水位检测子程序完成水位测量及送数据功能；显示子程序完成水温水位及时间日期的显示功能;键盘扫描子程序实现功能转换及水温水位时间的设定。
论文通过对整体设计方案，硬件电路，软件程序的设计分析，实现了太阳能热水器的水温水位的检测与控制，具有实际的意义。
关键词：太阳能热水器；传感器；DS12887；单片机； FYD12864—0402BIAbstractThe purpose of this study is to introduce a kind of solar water heater detection based on the application of solar water heater，achieving to do the better monitoring and controling of the solar water heater. Solar water heater，as one of the most common use of the solar energy utilization. The economic benefit is obviously and the popularization and application is rapidly。
精选物理综合实践活动案例
物理综合实践活动案例关于电热水器的科学探究及市场调查”课题研究报告指导教师：XXX一、研究背景及意义目前我国人民生活水平有了显著的提高，生活条件有了很大的改善。
电器在人们日常生活中占有比重越来越大，与家庭生活密切相关的热水器品种层出不穷，花样翻新。
各种高新技术越来越多地应用到电热水器制造中。
但其工作原理和工作过程对初中学生来说是较为陌生的。
通过课题研究及市场调查的学习方式对电热水器的分类、结构、工作原理、经济核算、环保、技术性能指标等有关方面的知识进行研究性学习，让学生接触社会，能够学会收集、阅读、整理资料、实验、调查访问等研究科学问题的基本方法；能够运用一些所学的电学知识解释电热水器的工作过程，从而丰富学生一些课外知识，激发学生学习物理的学习兴趣，培养学生的社交能力、实验能力、创新思维能力，开拓学生的知识视野，进一步提高学生的自主学习和课外实践研究的能力，以及合作学习与人沟通的能力，并在研究活动中体验科学结论的发现过程，培养学生的个性特征。
同时，通过课题研究使学生熟悉科学探究的一般过程，亲身体验科学结论探索的乐趣，进而培养和树立学生“科学技术社会”STS意识和理论联系实际的能力。
二、知识准备：1. 知识点：初中物理第二册电学焦耳定律和电热知识，家庭电路的基本常识及材料与结构学、环境学、市场营销学的有关知识。
2. 研究方法：（1）调查法：对南京城区各大、中、小型商场的电热水器销售情况进行调查，调查内容包括价格、购买人群、品牌及种类等。
~（2）文献资料分析法：通过到学校图书馆、金陵图书馆查找各类电热水器的相关资料，能进行初步的文字分析并推导一些结论。
（3）网络信息法：通过社会服务中心上网查找一些有关电热水器的文字、图片资料，进一步了解各类电热水器的性能、选购、维护、保养和安装的方法。
（4）比较归纳法：通过采集市场信息和数据分析，比较各种电热水器的不同构造、工作过程以及向用户和厂家提出一些有建设性的建议和意见。
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。
家用光伏智能热水器控制系统的设计
家用光伏智能热水器控制系统的设计摘要：近年来，我国的光伏技术有了很大进展，光伏热水器的应用也越来越广泛。
相比于太阳能热水器，光伏热水器具有安装维护简单、运行简单、可靠性高、加热稳定、温度可控、节能节电等的突出优点，在目前国内外能源价格持续走高。
本文就家用光伏智能热水器控制系统的设计工作进行研究，以供参考。
关键词：太阳能；光伏发电；热水器；智能控制引言光伏发电系统绿色环保，便于使用、维护和管理，适用于家庭、企业等各类用户。
光伏发电系统主要分为独立型和并网型两种，太阳能与储能的结合是太阳能产业未来的发展趋势。
目前，我国的太阳能光伏发电技术主要应用于农村电气化和离网型太阳能光伏产品，而关于家用光伏智能热水器控制系统的研究较少。
作为光伏发电的重要应用领域，家用光伏发电系统安装便捷、使用维护简单，已经成为某些国家光伏市场的主流产品。
在我国，大部分家庭仍然使用燃气热水器或电热水器，其中，燃气热水器对室内外环境有一定污染性，而电热水器电能消耗较大，且使用220V交流电，有一定的触电风险，如果不对电热水器定期进行除垢等日常维护，还存在爆管等安全隐患。
对此，文章设计了适合家用的小型光伏智能热水器控制系统。
1家用光伏智能热水器控制系统的设计方案1.1主程序流程图设计程序流程框图是智能热水器软件设计的基础，系统的软件设计都是要根据这个主程序设计的，是整体设计的程序的思路，简单明了的表达了智能热水器的电路设计的流程结构。
使用数字温度传感器采集温度，使用投入式液位变送器通过A/D转换后采集水位，可以显示温度、水位等实时数据和设置的系统各类参数。
可以通过4位独立按键进行系统启停及功能参数设置，使用继电器控制加热部件，自动切断电加热棒，防止干烧。
根据系统模块化编程的整体思路，使用C语言编写温度检测、水位检测、数据显示、数据判断处理等功能的程序，然后通过PROTEUS软件进行系统控制程序的仿真调试工作。
程序流程框图是本次智能热水器软件设计的基础，系统的软件设计都是要根据这个主程序设计的，是整体设计的程序的思路，简单明了的表达了智能热水器的电路设计的流程结构，本次设计的家用智能热水器的主程序的流程图如图1所示。
基于STM32微处理器的热水器控制器的设计
基于STM32微处理器的热水器控制器的设计作者：赵淑萍鹿传架来源：《智富时代》2019年第03期【摘要】本文采用STM32单片机作为核心处理器，利用内部RTC万年历，为系统提供时间及日期，使用固态继电器进行电平等级转换，控制时间由单片机内部的定时器计数器提供，由数字式温度传感器DS18B20读取外部温度数据并传输到计算机内部。
由液晶屏LCD1602显示温度、时间，联合控制开关输出想要的数据。
可以实现人机交互、水位控制、温度控制、漏电保护及声音报警等功能，本系统工作可靠稳定、抗干扰能力强，大大提高了电热水器的安全性、智能化和数字化。
【关键词】STM32单片机；液晶屏LCD1602；温度传感器DS18B20一、设计方案（一）系统整体设计方案图1 系统整体设计方案（二）实现功能设计的智能电热水器将要实现的功能：1、对温度精确控制；2、可靠的水位采集电路，实时采集水位供查询时进行显示，当水位过低时给出提示并停止加热，防止干烧；3、开机方式有立即开机和定时开机两种；4、自动检测热水器是否处于正常工作状态，并具有调温、恒温、防干烧、防超高温、防漏电等多项自检功能，使用户在使用过程中安全更有保障。
二、硬件设计（一）人机交互电路设计人机交互界面包括键盘与液晶显示两部分，通过键盘操作实现对电热水器的控制操作，从液晶显示界面了解热水器的工作参数与状态。
其中，通过键盘进行的操作主要有设定水位和温度，液晶显示部分显示设定水位和温度值，以及当前的水位和温度值。
1、矩阵式键盘。
为了方便智能热水器控制器功能的选择，我们采用矩阵式键盘，矩阵式键盘的工作原理：按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。
行线通过上拉电阻接到+5V电源上。
无按键按下时，行线处于高电平的状态，而当有按键按下时，行线电平与此行线相连的列线电平决定。
2、液晶显示。
液晶显示器是一种采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。
和CRT显示器相比，LCD的优点是很明显的。
智能家用热水器课程设计
智能家用热水器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解智能家用热水器的基本原理和组成部分；2. 学生能够掌握智能家用热水器的工作流程和关键参数；3. 学生能够了解智能家用热水器在节能减排方面的优势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析和解决智能家用热水器使用过程中遇到的问题；2. 学生能够设计简单的智能家用热水器控制程序，实现热水器的智能调控；3. 学生能够运用节能减排理念，为家庭制定合理的热水器使用方案。
情感态度价值观目标：1. 学生对智能家用热水器产生兴趣，培养探究精神和创新意识；2. 学生能够认识到智能家用热水器在生活中的重要性，关注家庭节能环保；3. 学生通过课程学习，增强团队合作意识，培养沟通协调能力。
课程性质：本课程为应用实践性课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和解决实际问题的能力。
学生特点：初中年级学生，具有一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，培养学生的创新意识和节能意识。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容1. 理论知识：- 热力学基本原理：能量守恒、热传递方式；- 智能家用热水器组成：加热器、控制器、传感器、执行器；- 智能控制系统：工作原理、控制策略、节能技术。
2. 实践操作：- 智能家用热水器拆卸与组装：了解各组件的作用，学会正确安装与维护；- 控制程序设计：运用编程软件，设计简单控制程序，实现热水器的智能调控；- 节能减排实践：分析家庭用能情况，制定合理的节能减排方案。
3. 教学大纲：- 第一周：热力学基本原理，智能家用热水器组成；- 第二周：智能控制系统，控制策略；- 第三周：实践操作，拆卸与组装，控制程序设计；- 第四周：节能减排实践，成果展示与评价。
教学内容依据课程目标，结合教材章节，确保科学性和系统性。
通过理论教学与实践操作相结合，帮助学生掌握智能家用热水器相关知识，提高解决实际问题的能力。
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。
电子设计大赛A类题目
附件1A1 高效数控恒流电源三、说明四、评分标准A2 多功能信号发生器一、任务设计制作一个多功能型号发生器。
二、要求1、基本要求（1）能产生正弦波、三角波、方波等波形；（2）波形输出频率连续可调，输出频率范围：10Hz～10MHz；≥1V；（3）输出电压幅度：在负载电阻上的电压峰-峰值Vp－p （4）失真度：用示波器观察时无明显失真。
2、发挥部分在完成基本要求任务的基础上，增加如下功能：（1）具有频率设置功能，频率步进：10Hz；（2）能显示输出频率和输出电压；（3）其它。
A3 简易调频接收机一、任务设计并制作一个高频调频接收机。
二、要求1．基本要求（1）接收频率（f0）范围：87MHz～108MHz。
（2）调制信号频率范围100Hz～15000Hz，最大频偏75kHz。
（3）最大不失真输出功率≥100 mW（负载阻抗8Ω）。
（4）接收机灵敏度≤1 mV。
（5）镜像抑制性能优于30dB。
（6）能够正常收听FM广播。
2．发挥部分（1）能显示接收频率范围内的调频电台载波频率值，显示载波频率的误差≤5kHz。
（2）进一步提高灵敏度。
（3）可存储已搜索到的电台，存储电台数不少于4个。
（4）其它（如3V单电源整机供电、节能供电、时钟显示等）。
三、说明1．本题提供集成芯片和元件，包括：（1）FM/AM收音机集成芯片CXA1019/1191/1619；（2）RF输入带通滤波器；（3）10.7MHz陶瓷带通滤波器；（4）调电容器；（5）变容二极管；（6）扬声器（1W，8Ω）；（7）晶体振荡器10.7MHz。
2.接收天线可用拉杆天线。
3.实验报告中写明设计计算过程，画出陶瓷带通滤波器的幅频特性曲线。
四、评分标准A4 前置放大器电路一．任务设计一个前置放大电路，将内阻为10K的微弱交流信号(10uV~300uV)放大至1～5V。
使其能在10hz～500HZ范围内具有良好的交流特性。
电路包括初级放大、高低通滤波网络、二级放大等环节，采用双端差分输入单端输出方式实现信号变换，电路方框如图A-1所示。
基于AVR单片机的家用电热水器智能温度控制器设计
７ ０
２１ ０ ２年 ｌ 中 国制造业 信息化 ０月
第４卷 １
第 １ ９期
Ｌ Ｄ数码 管 的段选线 ， Ｄ Ｅ Ｐ ４～Ｐ ５依 次接 到 Ｌ Ｄ数 Ｄ Ｅ 码 管 的位 选线 ， 动态 显示 温度 。数码 管 的接线 图如
图 ５所 示 。
ｘ ｂ３ ｓ ￣ Ｄ， ．
图 ５ 数 码 管 的 接 线 图
２ 系统硬 件 设 计
２ １ 主 控 制 器的 设 计 ．
系统采用 Ａ ＭＥ Ｔ Ｌ公 司 高性价 比的 ８位单 片机
与之相 比 ， 灵 敏度 高 、 性度好 、 具 线 响应 速 度快等 优 点 。本设 计 采 用 美 国美 信 （ ｘｍ） 司 生产 的 Ｍａｉ 公 数 字集 成温度 传感 器 Ｄ １Ｂ ０， 传感 器将 温度信 Ｓ８ ２ 该
号 直接 转换成 串行 数 字 信号 供 单 片 机处 理 。温度 传 感器 Ｄ １ Ｂ ０的接线 图如 图 ３所 示 “Ｊ Ｓ８ ２ 。
Ａ ｍ ｇｌ Ｔ ｅａ６作为 主控 制 器 。Ａｍ ｇｌ 如 下 特 点 ： ｔｅａ６有
１Ｋ字节 的系统 内可编程 Ｆａｈ 具有 同时读写 的能 ６ ｌｓ （
电热 水器 智能 温度控 制器 应达 到 以下工作 要求 ： 接
通 电源后 ， 开启 电热水 器 电 源 （ 片 电源 ） 设 置 起 芯 ， 止 时间 、 度 ， 温 调节 功 率 ， 测 出水 温 度 ， 断是 否 检 判
继续 加热 ， 最后 排水 。 家用 电热水 器 智 能 温度 控 制 器 系统 组 成框 图 如 图 １ 示 。控 制 系 统 主要 由 Ａ ｍｅａ６单 片 机 、 所 Ｔ ｇｌ 电源 、 Ｐ下 载接 口、 Ｉ Ｓ 时钟 芯 片 、 温度 传 感 器 、 盘 、 键
基于单片机的电热水器设计开题报告
湖南人文科技学院本科生毕业设计档案材料题目：基于单片机的电热水器设计学生姓名：学号系部：专业年级：指导教师：湖南人文科技学院教务处制一、毕业设计开题报告书（一）选题的理论、实际意义：随着生活节奏的加快，人们越来越需要方便快捷的生活方式。
如今，智能家电已经顺应人们的需求走进了消费者的视野。
根据环境随意调节风量的空调，精确控温的冰箱，感知衣量的洗衣机，这些曾经让消费者感到功能花哨、价格昂贵的智能家电三剑客，如今却越来越受欢迎。
尽管目前价格仍偏高，但其市场接受程度正在不断提高。
由于价格存在较大的下调空间，智能家电的魅力将逐步凸显，家电智能化将成家电市场发展的趋势。
智能技术实质上是集现代微电子技术、信息技术、精密机器加工技术和传感技术等科学理论于一身的高自动化技术。
这一开拓性的技术在当今家电行业占有十分重要的地位。
智能技术“嫁接”于家电产品后，人们发现家电产品会“思考”、“分析”和“记忆”，并制定出“行动”方案供人选择。
在使用智能家电时，人们觉得自己的手无形地延长了，生活舒适度以及学习、办事的效率大幅度提高，整个社会氛围产生了革命性变化。
在中国，智能技术最早被春兰集团“嫁接”于变频空调，后又应用于摩托车电喷发动机、全自动波轮和滚筒洗衣机、高能动力镍氢电池等产品上。
前不久，春兰集团又将这项先进技术应用于最新推出的“梦幻”超豪华空调中，使空调与人通过小小的触摸屏进行信息传递，实现“人机互动”。
事实上，智能技术在家电行业具有广泛的“可嫁接性”，除空调外，彩电、冰箱、热水器，甚至手机、微波炉等小家电都不同程度地应用了此项技术。
可以预见，随着时间的推移，家电行业智能化发展的趋势将越来越明显，而春兰“梦幻”超豪华空调的推出，无疑对业界加大家电产品智能技术的“嫁接”力度作了进一步的提示。
市场是一个适者生存的舞台，它虽有实力的比拼，但更多的是智慧的较量。
在家电领域，智慧已物化为企业的自主科研成果，并集中反映在新产品的市场竞争力上。
6题简易热水器
河北工业大学计算机硬件技术基础（MCS-51单片机原理及应用）综合实验设计任务书学院班级设计人成绩一、题目：简易热水器的控制-开关加热和设置温度的模拟二、要求：1.基本要求：(1)利用汇编语言编制出实现其功能的程序；(2)利用现有的实验设备将程序调试通过。
2.创新要求：在基本要求达到后，进行创新设计，比如：添加一个时钟来显示加热时间等。
三、问题描述和设计方法：1.问题描述：设计一个简易加热器，所实现的功能：开关热水器、在0-100度之间设置温度，可以上下来调整设置温度，由P1口驱动8个Led灯来显示设置的温度。
运行程序，默认设置温度为30度；向上调整设置温度时，超出100，设置温度将不再增加，保持在100；向下调整设置温度时，温度低于0，设置温度将不再降低，保持在0。
2.问题的解决方案：(1)将P1 口的8个引脚接8个LED灯，将P3.0引脚与一个拨动开关相连，用拨动开关来模拟热水器的开关；将P3.1引脚接蜂鸣器，利用利用蜂鸣器的声音来模拟热水器的开关状态。
(2)将按钮开关与外部中断0的输入端相接，通过外部中断0来向上调整温度。
将另一个按钮开关与外部中断1的输入端相接，通过外部中断1来向下调整温度。
四、主要技术问题的描述：本题主要技术点有如下几个：(1)主程序可以采用循环的办法，不断检测热水器开关，即检测P3.0；P3.0=0为开热水器， P3.1所接的蜂鸣器发出声音；P3.0=1，则关热水器，P3.1所接的蜂鸣器停止发声。
(2)调整温度时，先要检测开关，只有开关关闭时，才能调整温度。
向上调整温度时，每按一次按钮开关，温度就升一度，并与100相比较，超出100，保持温度不变。
(3)向下调整温度时，每按一次按钮开关，温度就降低一度，并与0相比较，低于0，保持温度不变。
五、书写设计报告的要求设计报告中包含以下几个方面：1、设计题目2、描述所实现的功能。
3、描述设计方案。
4、硬件系统设计，根据问题确定所使用的硬件资源，包括单片机、I/O接口、定时器、I/O设备、中断等；进行硬件资源分配（包括I/O口地址、所用各存储单元的用途）；画出电路示意图。
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电子电路实验实验总结报告题目名称：家用电热水器控制器学生姓名：学号：学生电话：指导教师：验收日期：电工电子实验教学中心制摘要用清洁能源电能进行加热的热水器被称作电热水器。
电热水器与燃气热水器、太阳能热水器是目前市场上畅销的三大热水器种类。
近年来，由于电热水器使用安全、用电方便快捷、加热迅速、价格便宜等方面的优势，人们对电热水器喜爱甚佳，市场销售历年居首，目前电热水器几乎成为家用电器必备之一。
本文介绍一种储水式电热水器的控制器，其主要功能有进水设置与显示、进水控制、温度设置与显示、温度控制及自动报警等功能。
本文先介绍了家用电热水器控制器总体方案设计，按照功能及技术性能指标要求，采用自上而下的设计方法对进水控制器和温度控制器的电路结构进行分析和设计，详细的介绍了两种控制器的工作原理；接着介绍了进水控制器的设计与仿真，进水控制器由水位预置电路、进水状况检测电路及电磁阀控制电路等电路组成，用Multisim软件完成了对各部分电路的仿真检验，检验了进水控制器设计的正确性；接着对温度控制器设计进行介绍，温度控制器由温度传感器电路、A/D转换电路、温度预置电路、加热器控制电路、时钟电路及数码管显示电路等电路组成，用软件Multisim完成了对各部分电路仿真检验，检验了温度控制器的设计的正确性；再对进水控制器硬件电路进行安装和调试，完成了进水控制器所要求的功能和技术指标。
因次，从控制器的电路设计和仿真的结果和电路的安装和调试的情况来看，本文所介绍的家用热水器控制器的设计是成功的，完全实现了所要求的指标，验证了电路的可行性。
目录第1章热水器控制器整体设计 (1)1.1题目简介 (1)1.2功能及技术性能指标要求 (1)1.3进水控制器电路结构及工作原理 (2)1.4温度控制器电路结构及工作原理 (3)第2章进水控制器电路设计与仿真 (5)2.1水位预置电路 (5)2.1.1 手动脉冲信号产生电路 (5)2.1.2 预置编码电路 (5)2.1.3 译码驱动显示电路 (6)2.1.4 仿真结果 (7)2.2进水状况检测电路 (8)2.2.1 电路设计 (8)2.2.2 仿真结果 (9)2.3电磁阀控制电路 (9)2.3.1 优先编码电路设计 (9)2.3.2 状态比较电路设计 (9)2.3.3 继电器开关电路设计 (10)2.3.4 仿真结果 (11)2.4进水控制器仿真结果 (11)第3章温度控制器电路设计与仿真 (14)3.1温度传感器电路 (14)3.1.1 温度/电压变换电路 (14)3.1.2 测量放大器电路 (15)3.1.3 仿真结果 (15)3.2A/D转换电路 (16)3.2.1 电路设计 (16)3.2.2 仿真结果 (17)3.3温度预置电路 (17)3.3.1 手动脉冲产生电路设计 (17)3.3.2 计数器电路设计 (18)3.3.3 仿真结果 (19)3.4加热器控制电路 (19)3.5时钟电路 (21)3.5.1 电路设计 (21)3.5.2 仿真结果 (22)3.6数码管显示电路 (23)3.7温度控制器仿真结果 (23)第4章家用电热水器控制器测试 (25)4.1水位预置情况 (25)4.2进水状况检测情况 (25)4.3电磁阀控制情况 (26)4.4温度传感器情况 (27)4.5A/D转换电路情况 (27)4.6温度预置情况 (28)4.6加热器控制情况 (28)实验总结 (29)参考文献 (30)附录 (31)附录一家用电热水器控制器（进水控制器）元器件明细表 (31)附录二家用电热水器控制器（进水控制器）实物照片 (32)附录三实验日志 (33)第1章热水器控制器整体设计1.1 题目简介以清洁能源电能进行加热的热水器称为电热水器。
由于对环境无污染，能源充足，响应快，用热水方便，安装简单，因此颇受青睐。
当前，市场上销售的电热水器主要有三种：容积式。
按照安装方式可分为壁挂（横式）式电热水器和落地式（竖式）热水器，壁挂式电热水器容积通常为40L-100L，落地式热水器容积通常为100L 以上。
家用储水式电热水器具有安装方便，出水量大，水温稳定等特点，但传统的储水式电热水器加热速度慢，等待时间较长。
即热式。
即热式电热水器一般需20—30A的电流，即开即热，水温恒定，制热效率高，安装空间小。
具有能够即开即热，省时省电，节能环保、体积小巧、水温恒定等诸多优点。
速热式。
一般容量在6L—30L，加热功率较大，约为3.5KW及以上。
加热时间较短，1次预热，即可连续供应热水，无使用人数限制。
具有机械衡温、全自动智能恒温两种保温模式，保护措施较好，使用安全可靠。
近年来，随着电热水器在安全、节能、加热、出水量等方面不断改进，越来越受到人们的青睐，市场销售历年持续增长。
另外，中国未来的电热水器的研发需求还包括安全可靠、节能、低碳环保、舒适健康、产品结构升级、建筑一体化以及智能化七个方面。
因此，家用电热水器将是家庭的家用电器中必备电器产品之一。
本题目结合学生已经掌握的模拟电子技术、数字电子技术理论知识和实验技能，以模拟集成电路和数字集成电路为核心器件，由学生自主完成一种全自动的储水式电热水器控制器的研制。
该控制器可实现对热水器的进水阀门和加热器的自动控制，并提供必要的安全、报警等功能。
1.2 功能及技术性能指标要求家用电热水器控制器包括进水控制和温度控制两部分，它们之间的电路结构相对比较独立。
其功能及技术性能指标要求如下：进水控制：（1）水位预置：从低到高，共5级；（2）水位预置指示：红色发光二极管，5个，最上面指示最高水位，最下面指示最低水位；（3）进水状况检测：从低到高，共6级，其中包括1个水位溢出检测；（4）进水状况指示：绿色发光二极管，5个，最上面指示最高水位，最下面指示最低水位；（5）控制进水电磁阀输出端口：1个，开关量，高电平有效；（6）电磁阀吸合及水位溢出指示：双基色发光二极管，红色亮表示水位已达到溢出位置，绿色亮表示电磁阀吸合。
（7）状态指示一：双基色发光二极管，红色亮表示控制器工作在水位预置状态，绿色亮表示控制器工作在进水状态；温度控制：（8）温度预置及检测范围：0℃ ~ 50 ℃；（9）温度测量误差：≤ 1 ℃；（10）温度显示方式：LED 数码管，两位；（11）控制加热器输出端口：1个，高电平有效；（12）状态指示二：双基色发光二极管，红色亮表示控制器工作在温度预置状态，绿色亮表示控制器工作在加热状态。
1.3 进水控制器电路结构及工作原理进水控制器电路由水位预置电路、进水状况检测电路、电磁阀控制电路及电磁阀组成，其电路结构如图1.1所示。
图1.1 进水控制器电路结构框图进水控制器由三部分电路共同协调完成功能，该控制器具有两种工作模式，即预置水位模式和进水模式，可通过预置/进水按键开关进行模式的选择。
当开关处于水位预置状态时，预置状态指示灯亮，按动手动脉冲电路中的脉冲按键，将会产生单个脉冲，由于按动开关会有抖动，因此手动脉冲电路已经利用SR触发器进行消抖，脉冲电路产生的脉冲送至预置编码电路，预置编码电路则开始对电路状态进行编码。
由于水位总共五个水位档，因此，预置编码电路产生的四位二进制码为0001~0101，预置编码电路把输出的二进制码送至译码驱动电路，译码驱动电路对代码进行译码，使之对应的端口以低电平输出，再通过与门的逻辑控制，驱动预置水位指示灯从低水位档向高水位档依次点亮，指示当前所预置的水位高度。
当水位到达第五档之后，再次按动脉冲按键，由于预置编码电路的循环编码，因此水位预置又降为一档，则一档对应指示灯亮。
当开关处于进水状态时，进水状态指示灯亮，如果水箱中的当前水位低于所预置的水位时，状态比较电路输出高电平，通过导通三极管，使继电器线圈电流足够大，使继电器吸合，进水电磁阀被接通并开始工作。
随着水箱中的水位不断升高，放入水箱中的不同高度的微动开关被触发，进水状况指示灯也从开始从低水位档到高水位档依次被点亮，指示当前水箱中的水位高度，同时，优先编码器对微动开关电路的输出状态进行编码。
由于使用的74148优先编码器，因此是低电平有效进行编码。
当水箱中的水位高度和预置水位高度相等时，状态比较电路则输出低电平，三极管截至，继电器断开，电磁阀电路被断开而停止工作。
如果当前水位已经达到预置水位时，且电磁阀还没有停止工作，即电路出现故障，则当水位到达溢出水位高度时，触动到溢出微动开关，强行使继电器电路断开，停止了电磁阀工作，因此可以避免发生水位过高而溢出现象，对热水器具有保护功能。
1.4 温度控制器电路结构及工作原理温度控制器电路由温度传感器电路、A/D转换电路、温度预置电路、加热器控制电路、数码管显示电路、时钟电路及加热器等组成，其电路结构如图 1.2所示。
温度控制器由以上七部分组成，完成温度预置和加热的控制。
该控制器有两种工作模式，即温度预置模式和加热模式，可以通过预置/加热开关按键进行模式的选择。
当开关处于温度预置状态时，按动脉冲按键，手动脉冲产生电路产生单个脉冲，由于按键按动时有抖动，因此，手动脉冲产生电路用SR触发器进行消抖。
产生的脉冲送至计数器，计数器对脉冲进行计数，计数器由两片74160组成100进制计数器，由于温度传感器检测温度为0~50℃，因此，在这里，计数器的计数为0~50，计数器产生两组8421BCD码，送至LED数码管进行显示，以表示所预置的温度。
当开关处于加热状态时，为了保证安全，水箱中的水位一定要高于下限水位。
否则无论电路什么状况，加热器也不会工作。
首先，温度传感器电路将0~ 50℃水温信号转换成0 ~ 5 V电压信号，温度传感器电路以电桥的形式连接，经过电桥转换为差模信号，并经过测量放大器进行放大，这样有利于抑制共模，放大差模，减少外界共模的干扰，放大温度的差模信号。
温度传感器电路输出给A/D 转换电路将模拟电压转换成8位二进制代码放于寄存器中。
然后，代码转换电路将寄存器中的代码转换成两组8421BCD码，送至LED数码管进行显示，以表示当前水箱中的水的温度。
若水箱中水的温度低于所预置的温度，状态比较电路则输出高电平，三极管导通，继电器线圈的电流足够大，继电器开关吸合，加热器电路接通且开始工作。
随着水箱中的水的温度逐渐升高，LED数码管显示的当前温度也在逐渐增加。
当水箱中的水的温度和所预置的温度相等时，状态比较电路输出低电平，三极管截至，继电器开关断开，加热器电路断开而停止工作。
若是加热器处于工作状态时，水箱中的水位低于下限水位，电路将发出报警信号，报警指示灯闪烁，并通过逻辑控制使三极管截至，继电器开关断开，以避免水箱烧干而出现事故的现象发生，因此对加热器具有保护作用，使之安全，可靠的工作。
图1.2 温度控制器电路结构框图第2章进水控制器电路设计与仿真2.1 水位预置电路2.1.1 手动脉冲信号产生电路手动脉冲信号产生电路由脉冲按键K1、电阻R1（100KΩ）和R2（100KΩ）、两输入与非门U1B 和U1C及5V电源VDD组成，如图2.1所示。