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基于单片机PID算法的热恒温水壶3.4.1.1本系统是基于格州学习板KG3_78F1166开发而来，通过三个模块：检测模块，单片机PID模块，电源模块来实现恒温控制。
检测模块作为闭环的反馈实时检测水温，并经A/D把信号送给单片机，再通过单片机把处理后的控制信号通过D/A送给单元的TL494，TL494控制电压与锯齿波比较输出一个占空比可控的PWM波形，进而对加热器的开关控制以达到输出可控的效果。
温度检测，PID，单片机，电源AbstractThe constant temperature control system is developedbased on the NEC’S microcontroller KG3_78F1166, andthe whole system’s frame is divided into three modules:temperature testing module, digital PID module, andpower module.As the sensor of the closed system, the temperaturetesting module transmits the water’s accuratereal-time temperature to microcontroller through theA/D channel by changing it into a correspondingvoltage signal, after which the signal will beanalysed by microcontroller with the PID algorithmand a control voltage signal will be sent to theexecution unit TL494 through D/A channel. Then a PMWwave is sent out to control the switch of the heaterand thus achieve the purpose of controlling water'stemperature.Key Words: TEMPERATURE TESTING, PID, MICROCONTROLLER, POWER.1.2 1.2.1基本要求：用电热器加热水壶中的水，使用单片机检测壶内温度，使温度恒温于80度，持续10分钟以上。
基于单片机智能电水壶控制系统毕业设计目录1、引言 (1)2、热水壶控制系统相关技术总体概述 (3)2.1单片机简述 (3)2.1.1单片机的组成 (3)2.1.2单片机的特点 (3)2.1.3单片机的应用 (4)2.2 keil软件语言简介 (5)2.3 方案选择与相关技术 (6)2.3.1系统方案的选择方案与论证 (6)2.3.2单片机芯片选择方案与论证 (6)2.3.3显示模块的选择方案与论证 (7)2.3.4报警部分选择 (7)2.3.5电源电路选择方案与论证 (7)2.4系统总体设计框图 (8)3、电热水壶控制系统的硬件设计 (9)3.1电源转换电路 (9)3.2单片机最小系统 (9)3.2.1单片机时钟电路 (9)3.2.2单片机的复位电路 (10)3.2.3单片机的最小系统 (11)3.3温度采集模块 (12)3.4继电器介绍 (12)3.5键盘及显示电路 (13)3.5.1键盘输入特点 (13)3.5.2LCD1602显示器说明 (14)3.6 加热电路和报警装置 (15)3.6.1加热电路 (15)3.6.2报警装置 (16)3.7整体电路设计 (17)4、单片机的软件设计 (18)4.1总的程序设计框图 (18)4.2读出温度子程序 (19)4.3计算温度子程序 (21)4.4温度保持在某一设定值子程序 (22)5、系统联合调试 (24)5.1硬件调试 (24)5.2软件调试 (24)5.3整机调试 (24)6、结论 (25)参考文献 (26)附录 (27)谢辞 (33)1、引言经过几十年的发展，中国电热壶市场已经进入成熟期。
前些日，在网上了解到，电热水壶产量的复合增长率为26.36%，产值的复合增长率为35.00%，产量、出口量和销量同步迅速增加。
行业人士预测，2012年国电热水壶预计销售量在1400万台左右，市场规模将达到20亿元。
市场迅猛的增长使电热水壶这个本无太多看点的小家电产品开始变的很引人注目[2]。
目录容摘要 (1)关键词 (1)第1章绪论 (2)1.1研究背景..................................... 错误!未定义书签。
1.2研究目的与意义............................... 错误!未定义书签。
1.3热水壶发展现状 (3)第2章系统总体设计 (4)2.1设计总体思路 (4)2.2系统总设计框图 (4)2.3主要模块功能简介 (4)2.4外部配件材料的选择 (5)第3章硬件模块电路设计 (6)3.1硬件组成部分 (6)3.2主要模块电路设计 (6)3.2.1单片机模块 (6)3.2.2温度检测模块 (7)3.2.3液晶显示模块 (8)3.2.4按键控制模块 (8)3.2 总系统电路 (9)第4章软件模块电路设计 (10)4.1 设计总体思路 (10)4.2 烧开水功能设计特点 (10)4.3控制程序工作流图 (10)4.4系统主程序 (11)第5章系统测试 (12)5.1 硬件部分测试 (12)5.1.1热水壶功能测试 (12)5.1.2系统误差分析 (12)5.2 软件部分测试 (12)5.3 结果分析 (12)结论 (14)致 (15)参考文献 (16)附录1 电路原理图与PCB图 (17)附录2系统总程序代码 (19)附录3元器件清单 (30)附录4设计实物图 (31)[Abstract] (32)基于单片机的智能热水壶系统设计【容摘要】在日常生活中，热水壶有着十分广泛的应用领域。
热水壶是结合用户的实际需求和现代社会需要的一种智能产品，于是本次设计了以单片机为核心器件，结合人性化的理念，最终实现智能的控制电路和程序设计的智能热水壶。
本设计实现了日常烧开水功能，以及通过按键设定温度加热冷水，达到设定温度后，通过蜂鸣器提醒用户并自动断电，同时液晶显示屏显示即时温度等拓展功能。
本设计硬件部分由单片机芯片、温度检测，蜂鸣报警、液晶显示等模块，同时利用了单片机的智能性，软件部分在keil uvision开发环境中使用C语言编写软件程序，实现了对水温的智能控制，其具有生活化、实用性强的特点。
第31卷第4期2021年4月长春大学学报JOURNAL OF CHANGCHUN UNIVERSITYVol.31No.4Apr.2021基于单片机的全自动电热水壶的设计郑慧珍(漳州职业技术学院电子工程学院，福建漳州363000)摘要：智能家电时代，所有的电器正在向全自动化方向升级。
传统电热水壶存在需要人工干预、功率控制不当容易导致飞溅等缺点。
针对此问题，设计了一款集自动加水、功率控制和温度控制的全自动电热水壶。
以单片机为核心，采用多任务编程方式控制各个部件，能快速响应突发事件。
试验结果表明，该设计能够长时间稳定运行，满足用户饮水需求。
关键词：单片机；可控硅；电热水壶中图分类号：TP23文献标志码：A文章编号：1009-3907(2021)04-0022-05随着人们生活节奏的加快，全智能化的家电占据了家电市场的绝大多数份额，是我国乃至世界重要的经济增长点之一。
传统的电热水壶，采用双金属片作为感温器件。
水加热接近或者达到沸点时，双金属片受热变形，断开开关，达到控温的效果。
这种电热水壶温度控制点不确定，有可能在还未充分煮沸的情况下停止加热。
干烧保护反应速度慢、无法及时断开电源，无人看守时存在火灾的隐患。
加热功率不可控,导致煮沸时飞溅时有发生，增加了烫伤的风险。
内部无智能化设计，加水、烧水等所有环节，均需要手动控制丁］针对上述问题，设计了一种以STM8单片机为核心的电热水壶装置。
采用可控硅控制加热开启关闭，调节加热功率，实现防飞溅、保温等功能。
采用微型隔膜泵和步进电机，控制水龙头自动对准加水孔并加水。
引入了多个PID控制环路，安全可靠地控制隔膜泵、步进电机和晶闸管等部件。
1基本原理采用STM单片机作为控制核心，对显示、加热、加水、检测等单元进行控制。
该芯片具有丰富的I0口。
各I0口复用了各种强大的功能，例如UART串口、I2C接口、SPI接口、AD转换端口和PWM输出。
由于其价格低廉，且技术成熟，工作稳定，被广泛地应用到家电产品中。
一、应用前景热水器是一种可供浴室，洗手间及厨房使用的家用电器。
目前市场上热水器主要品种有电热水器、太阳能热水器、燃气热水器.就中国的具体情况而言,由于太阳能热水器的使用受天气原因的限制,使用范围狭窄；燃气热水器由于以石油、天然气为燃料,而燃料供应量又难以满足人们日益增长的需求，且不利于环境，因此电热水器越来越受到消费者的青睐.根据中国商业联合会前不久的统计，电热水器的市场份额在销售数量和销售收入两个方面都已经超过了长期以来占优势的燃气热水器。
该中心预计，在城市电网更大范围改造和城市住房市场大规模启动的带动下，今后几年我国电热水器市场将呈现强劲增长势头。
二、设计目标目前市场上的电热水器又连续水流式和贮水式，前者虽具有加热速度快和体积小的优点，但需要的功率大，大多数家庭供电线路难以承受。
而市场上传统的机械式电热水器控制功能不完善,而且精度低、可靠性差，生活质量的提高使得消费者对电热水器要求越来越趋向于智能化和数字化，因此我们采用motorola单片机作为控制中心设计了这款智能家用电热水器LZC-Ι。
由于考虑到热水器的潮湿的工作环境对单片机的特殊要求，我们采用了摩托罗拉新推出的MC68HC08系列的单片机作为控制中心.它具有抗干扰能力强,工作可靠稳定,自带flash闪存等特点,完全满足高性能的电热水器的控制要求.同时考虑到家电业的激烈竞争，节约生产成本，我们用尽量简单的器件实现这些功能，并充分利用内外围功能，以提高产品的性价比，稍加改进，便能以较低成本应用于实际批量生产中。
基于以上考虑, LZC-Ι将实现如下的功能：1、对温度精确控制.采用高性能的温敏电阻实时采集热水器内水温,将温度信号转变为电压信号后送单片机处理,可用高清晰度的数码管进行实时显示.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.24小时内任意设定开机时间.用省时节能的方式准时加热到特定温度，既可免去等待烧水的时间,又避开用电高峰,节约电费.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.5、配备遥控器，操作更加方便.三、LZC-CΙ硬件设计1、技术指标及特点控制器的最主要目的是对水温进行控制，除此之外还实现下述功能：z 实时显示水温，范围为0~99℃z 可在20~80℃范围任意设定水温z 具有预约功能，24h任意设定开机时间z 具有LED数码显示实时温度，进行设定操作时闪烁显示设定水温、时间，并有预约、保温/加热指示z 可随时察看和校正系统时钟z 配有遥控器，控制更加简单方便z 超温断电保护并报警功能z 出现漏电流故障时，迅速切断电源并提示报警功能z 系统断电能保护设定数据2 、MC68HC908GR8芯片简介68HC08GR8根据以上功能要求，选择motorola公司的MC68HC908GR8作为控制核心。
摘要本文的电热水器控制器设计采用了AT89S51单片机作来设计的。
本设计利用温度传感器及模数转换器等来完成。
在硬件设计方面，主要对电源电路、单片机最小系统及其扩展、模数转换电路、键盘显示及接口电路、水温检测电路、报警电路进行了简明的介绍。
而且还介绍了该设计中应用到的主要芯片的性能和特点，包括AT89S51、74LS377、DS18B20等。
在软件设计方面，采用汇编语言编程。
然后对软件调试进行了误差分析。
该电热水器设计完善，实现方案简单易行。
采用软件设计来控制，可以实现检测水温，智能加热，并且提高了整机的可靠性及准确性。
关键词：单片机，电热水器，设计ABSTRACTIn this paper, the design of electric water heater controller uses AT89S51 MCU to design.The design of temperature sensor and analog to digital converter to complete.In the aspect of hardware design, mainly on power supply circuit, MCU minimum system and its expansion, modulus conversion circuit, keyboard display and interface circuit, temperature detection circuit, alarm circuit are introduced in brief.And also introduces the performance and characteristics of the main chip to the application in the design, including AT89S51, 74LS377, DS18B20 etc.. In the software design, the assembly language is used.And then error analysis of software debugging.The electric water heater is designed and perfected, and the realization scheme is simple and feasible.The software design to control and temperature detection can be achieved, intelligent heating and improve the reliability and accuracy of the whole.Keywords: single-chip microcomputer, electric water heater, design目录引言 (1)第1章绪论 (2)1.1 课题的背景 (2)1.2 课题研究的目的及意义 (2)1.3 国内外的研究情况和成果 (3)第2章电热水器的设计方案 (4)2.1设计要求 (4)2.2 方案设计 (4)第3章电热水器的硬件系统设计 (6)3.1 方案验证 (6)3.2 硬件系统设计 (9)3.2.1 电源电路 (9)3.2.2 显示/键盘接口电路 (9)3.2.3 报警电路 (11)3.2.4 模数转换电路 (12)3.2.5 温度检测电路 (15)3.2.6 时钟电路 (16)3.2.7 显示模块 (17)3.2.8 AT89S51功能及特性介绍 (20)第4章电热水器的软件系统设计 (24)4.1 主程序流程框图 (24)4.2 键扫描子程序流程框图 (26)4.3 显示子程序流程框 (26)4.4 运行程序流程框图 (27)4.5 软件仿真 (27)结论与体会 (29)致谢 (30)参考文献 (30)附录1设计程序清单 (32)附录2单片机的电热水器控制器原理图 (40)引言电热水器按加热功率大小可分为储水式、即热式、速热式三种；储水式是电热水器的主要形式，按照安装方式的不同，可进一步分为立式、横式、落地式、槽下式以及最新上市的与浴室柜体设计的集成式。
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, useAT89C51 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。
目录摘要 ............................................................................................................................................. - 2 - 第1章绪论.............................................................................................................................. - 3 -1.1 引言............................................................................................................................. - 3 - 第2章烧水壶控制器的设计.................................................................................................. - 4 -2.1 单片机的概述............................................................................................................. - 4 -2.1.1 80C51系列概述 .............................................................................................. - 4 -2.1.2 80C51典型产品资源配置 .............................................................................. - 5 -2.1.3 80C51的引脚封装及内部结构 ...................................................................... - 6 -2.1.4 控制器.............................................................................................................. - 7 -2.1.5 单片机工作的基本时序.................................................................................. - 7 -2.2系统设计........................................................................................................................ - 9 -2.2.1 设计分析.......................................................................................................... - 9 -2.2.2 AT89S51芯片................................................................................................... - 10 -2.2.3 简述DS18B20 ............................................................................................... - 12 -2.2.4 硬件电路设计................................................................................................ - 14 -2.2.5 电路原理图.................................................................................................... - 15 - 第3章程序设计.................................................................................................................... - 16 -3.1程序框图...................................................................................................................... - 16 -3.2源程序.......................................................................................................................... - 17 - 结论 ........................................................................................................................................... - 20 - 致谢 ........................................................................................................................................... - 22 -摘要本系统是以AT89S51单片机为核心的温度控制器的设计,在该设计中采用专用集成温度传感器DS18B20作为数据采集传感器对电烧水壶的温度进行实时精确测量,由于DS18B20集成了数据采集、模数转换一体，从而更方便地实现自动检测,并利用数码管显示当前温度使本系统更直观。
