家用电热水器控制系统设计

目录

摘要.......................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................ I I 第1章引言 (1)

第2章系统功能需求分析与设计方案选择 (3)

2.1 系统功能需求分析 (3)

2.2 方案选择 (3)

2.3 本章小结 (6)

第3章硬件系统设计 (7)

3.1 电源电路 (7)

3.2 单片机最小系统说明 (8)

3.3 温度检测电路 (9)

3.4 人机交互电路 (10)

3.4.1 键盘接口电路 (10)

3.4.2 显示电路 (10)

3.5 红外一体接收模块 (13)

3.6 报警电路 (13)

3.7本章小结 (13)

第4章软件系统设计 (15)

4.1 主程序流程图 (15)

4.2 液晶显示程序设计 (15)

4.2.1写操作时序图 (15)

4.2.2 初始化程序 (16)

4.2.3 向LCD1602发送数据程序设计 (17)

4.3按键扫描程序设计 (17)

4.4温度控制程序设计 (18)

4.4.1初始化DS18B20 (18)

4.4.2读取DS18B20当前温度 (19)

4.5控制程序策略设计 (19)

4.6本章小结 (21)

第5章仿真与调试 (22)

第6章总结 (26)

致谢 (28)

参考文献 (30)

附录 (1)

摘要

本设计完成了基于单片机控制的家用电热水器控制系统的设计。系统选

STC89C51单片机作为控制器，利用DS18B20数字温度传感器实时检测当前水温，以串行通行的方式反馈给单片机搭建了硬件平台；利用C语言完成温度控制系统软件开发；借助protuse平台进行了模拟仿真，仿真结果表明：该系统实行方案简单易行，可以实现检测水温、加热、红外遥控等功能。

关键词：STC89C51，DS18B20，红外遥控

ABSTRACT

This design finishes designing of the household electric water heater control system based on the control of single-chip microcomputer. In this system, STC89C51 single-chip microcomputer is used as controller and DS18B20 digital temperature sensor is used to conduct field test of current water temperature. It also uses the way of serial and passage to give feedback to single-chip microcomputer to set up hardware platform. Besides, C Programming Language is used to develop temperature control system software. It also uses the protuse platform to conduct simulation. The simulation result shows that this system is simple and feasible of this execution program and it also achieves the function of detecting water temperature, heating and infrared remote control and so on.

Keywords: STC89C51, DS18B20, infrared remote control

第1章引言

随着科学技术的发展，城镇居民家庭多数以更加安全方便的电热水器代替了燃气热水器；从前风光无限的燃气热水器因污染原因和安全问题逐渐退出了我们的视线；新兴的太阳能热水器虽然受到安装条件和天气原因的限制，但其安全、节约、环保的特性广受消费者青睐，发展态势迅猛。电热水器相较于燃气热水器和太阳能热水器的优点：便于安装，不受外部天气的影响，不受楼层和供水管道的限制，加热速度快也更加有安全保障，正是因为这些优点大部分家庭选择电热水器。由于技术在不断的发展，对各种嵌入式设备的要求也越来越高了，与此同时热水器的智能化发展也非常迅速。人们已经不能满足传统热水器非智能的操作方式，再这样的背景下，本次设计将要设计一款智能化的热水器设备。通过热水器智能的调控可以完成自动断电的安全功能，同时设置的有红外遥控的功能，可以满足用户的遥感的要求。快捷方便，使人们洗浴时能放心享受，安全便捷，其性能满足人们对现代生活快节奏的需求。

STC89C51的内部资源非常丰富，而且功能强大。STC89C51集成以下功能STC89C52最后一个字符“1”代表了该存储芯片的Flash容量大小为4k字节。同时它内部集成256字节片内RAM，RAM主要用于程序变量的存储，256字节可以适用于小型的程序运行。32个数据I/O 接口，这些接口在用于普通功能时用来完成数据通信。这些I/O口有的还有复用功能，这在后面会介绍到。1个看门狗定时器，起到监测程序运行状况的作用。2 个数据指针，一个堆栈指针，一个程序PC指针。三个16位定时器，大部分要配合中断来实现定时功能，主要作用是计时的。三个16位计数器，用于监测脉冲跳变次数或者其他计数。6个中断源，中断在单片机的内部资源中占有很重要的部分，有了中断程序可以高效率的执行。全双工串行口，通过串口来和其他主机通信，起到通讯作用。[1]借助于STC89C51单片机的强大功能，来控制真个系统的协调运行，STC89C51单片机作为此次系统的控制芯片，通过围连接显示模块以、数据输入模块，红外线传输模块以及报警电路完成此次的系统设计。