电热水器控制系统设计-电子信息工程课程论

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、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）。

目录

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)

1.2.水位检测电路 (6)

1.3.温度检测电路 (7)

1.4.A/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1 系统硬件图 1硬件设计

1.1 单片机的选择

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

显示电加热开关水位检测

温度检测 蜂鸣报警 A/

D AT89C52

3、 1000 次擦写周期

4、全静态操作：0Hz～33Hz

5、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

l1、掉电后中断可唤醒

l2、看门狗定时器

13、双数据指针

l4、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，引脚用作高阻抗输入。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