基于单片机的电热水器控制系统.精品

基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计1. 引言1.1 背景介绍智能家居技术近年来得到了广泛的关注和应用，其通过智能化的设备和系统，实现了对家庭环境的智能控制和管理。

智能家居温控热水器系统是智能家居中的一个重要组成部分，能够提高家庭生活的舒适度和便利性。

目前市场上的智能温控热水器系统主要以智能手机控制为主，但是由于操作界面复杂、依赖网络、易受干扰等问题，用户体验并不理想。

基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计具有很大的实用意义和市场前景。

通过本研究，可以实现温控热水器的自动化控制和智能化管理，为用户提供更加便捷、舒适、节能的家居生活体验。

基于51单片机的系统设计具有成本低、稳定性高、易于维护和扩展等优点，适合在智能家居领域中得到广泛应用。

本研究将围绕基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计展开，以提升用户的生活品质和智能家居技术的发展水平。

1.2 研究意义智能家居温控热水器系统在当今社会中具有重要的研究意义。

智能家居技术的发展已经成为未来生活的趋势，人们对于家居生活的舒适度和便利性要求越来越高，智能家居系统在实现这些要求上具有重要意义。

热水器作为家庭生活中不可或缺的设备之一，其安全性和节能性直接关系到家庭成员的生活质量和能源消耗，因此研究智能家居温控热水器系统具有重要的社会意义和经济意义。

通过智能家居温控热水器系统的设计和研究，还可以促进相关领域的技术创新和发展，推动智能家居产业的发展，为人们提供更舒适、便捷、安全的家居生活体验。

研究智能家居温控热水器系统具有重要的意义，不仅可以提高家庭生活的品质，还可以促进相关领域的发展和创新。

1.3 研究目的研究目的是为了设计一种基于51单片机的智能家居温控热水器系统，实现对热水器的远程控制和智能化管理。

通过该系统，用户可以通过手机App或者Web界面对热水器进行远程控制，实时监测热水器的工作状态和温度，并设置定时开关机功能，提高用户的生活品质和舒适度。

基于单片机的热水器水温控制系统设计线路设计实验引言 (2)第一章总体结构和方案论证 (3)第1.1节系统总体结构和原理图 (3)第1.2节方案论证 (4)1.2.1电源模块文案论证 (4)1.2.2主控芯片模块方案论证 (4)第二章主要元器件介绍 (5)第2.1节LM7805 (5)第2.2节AT89C51 (5)第2.3节集成温度传感器DS18B20 (6)第2.4节光电耦合器 (6)第2.5节继电器 (7)第三章系统硬件电路设计分析 (8)第3.1节系统电源的设计和分析 (8)第3.2节温度传感电路的设计与分析 (8)第3.3节水位采集和按钮电路的设计与分析 (8)第3.4节数据显示电路的设计与分析 (9)第3.5节继电器和蜂鸣器电路的设计与分析 (9)第3.6节遥控电路的设计与分析 (9)第四章系统软件设计 (11)第4.1节系统程序设计流程图 (11)第4.2节系统总的程序如下： (19)第五章产品的制作与调试 (20)第5.1节PCB板图的及产品的制作 (20)5.1.1 电路图的绘制 (20)5.1.2 PCB板的制作 (20)第5.2节元件安装焊接 (20)5.2.1 元件安装的基本要求与原则 (20)5.2.2 焊接注意的基本事项 (20)第5.3节系统的调试 (19)总结 (20)参考文献 (21)致谢 (22)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。

目录一、设计要求 0二、设计目的 (2)三、设计的具体实现 (2)1.系统概述 (2)2.单元电路设计 (4)2.1微控制器模块 (4)2.2 温度测量 (4)2.2.1 Pt1000铂电阻温度传感器 (5)2.2.2 温度信号放大电路 (5)2.2.3 模数转换电路 (6)2.3 实时时钟 (8)2.4 温度、时钟显示电路 (9)2.5 看门狗复位电路 (11)3．软件程序设计 (13)3.1 整体软件设计 (13)3.2 模数转换软件设计 (14)3.3 LED显示软件设计 (18)四、结论与展望 (21)五、心得体会及建议 (21)六、附录 (22)七、参考文献 (22)1电热水器控制系统课程设计一、设计要求1.测量热水器的温度，并显示，范围0——70摄氏度。

2.可人工设置热水器内烧水温度，范围20到70摄氏度。

3.当热水器内无水时有报警提示，并且开关自动关闭。

4.可以限定烧水时间。

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、设计的具体实现1.系统概述电热水器控制系统的整体设计方案主要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整个控制系统的核心，再外接温度信号采集电路、实时时钟电路、热水器加热控制开关、LED显示电路、键盘、复位与看门狗电路组成。

硬件设计方案如图1所示。

系统主要采用51单片机AT89C52作为整个控制系统的主控模2块，利用AT89C52的引脚连接其他的外部电路。

对于温度的测量根据其环境的特殊性，温度信号的采集主要由Pt1000铂电阻温度传感器、信号放大电路和A/D 转换电路组成；对于实时时钟的实现则是采用现有的PCF8563时钟芯片，主要是取得时钟的小时和分钟；键盘主要是用来设定开机时间、设定热水温度、定时加热时间、校准时钟，因此需设定四个按键；而为了调高系统的性能，系统采用了看门狗复位电路；对于温度及实时时钟的显示选择以CH451作为驱动芯片的LED显示电路。

目录摘要IABSTRACT II引言11 智能热水器控制系统的总体设计方案11.1方案的分析与选择11.2系统总体设计概述21.3各功能模块介绍31.3.1 控制模块31.3.2 显示模块31.3.3 输入模块41.3.4 其它模块51.4本章小结52 硬件电路的设计与实现62.1单片机最小系统硬件电路设计62.2显示模块硬件电路设计62.3温度传感器DS18B20电路设计62.4电子式水位开关硬件电路设计72.5时钟芯片电路设计72.6声光报警电路设计72.7按键设置模块电路设计82.8电源和开关模块设计82.9本章小结83 热水器控制系统的软件设计与算法实现83.1软件总体流程图93.2显示模块程序设计93.2.1 写命令子函数103.2.2 写数据子函数103.3温度传感器模块程序设计113.4时钟芯片相关程序设计113.5按键设置程序设计123.6主程序和中断服务程序设计133.7本章小结134 测试、总结与评价134.1软件平台仿真测试134.2面包板电路搭建测试134.3系统方案总结与评价145 结束语14参考文献15致谢16基于51单片机的智能热水器控制系统摘要随着科技的进步和人们生活水平的不断提高，热水器越来越普遍地走进千家万户，给人们的生活带来了极大的方便。

同时，人们对热水器的智能化和安全性都提出了更高的要求。

这就要求热水器具有一个智能控制系统，能够自动获取当前水温和水位信息，判断实际温度与预设温度关系，从而实现加热的自动控制。

本文提出了一种基于51单片机的智能热水器控制系统的解决方案，该方案采用DS18B20单线数字温度传感器来对水温进行检测，使用DS1302时钟芯片实现计数和定时功能，同时加入了水位判断和报警设计。

用户通过按键和显示屏来完成系统的参数设置，从而实现定时加热、自动恒温等功能。

关键词：单片机，热水器，控制，DS18B20The intelligent water heater control system based on 51 single chip microcomputerAbstractWith the progress of science and technology and the continuous improvement of people's living standard, the water heater is more and more widely into the thousands, has brought great convenience to people's life.At the same time, people also hope that the water heater is not just simply by switch or button commands, to heat water, also can according to the people set the temperature of the automatic constant temperature, timing, heating, automatic judgment function such as water level, the water heater of intelligence and security are put forward higher requirements.This requires a water heater has a intelligent control system, can automatically access to current information, water temperature and water level determine the actual temperature and the preset temperature relations, so as to realize the automatic control of heating.This paper puts forward a kind of intelligent water heater control system based on 51 single chip solution, the scheme adopts DS18B20 single line digital temperature sensor to test the water temperature, using DS1302 clock chip realize counting and timing functions, at the same time joined the water judgment and alarm design.The user through the buttons and screen to complete the system parameter setting, so as to realize the function such as timing, automatic constant temperature heating.Key Words：single chip microcomputer, water heater, control, DS18B20引言随着人们对生活质量的要求不断提高，热水器逐渐成为了城市居民生活的一个不可或缺的东西。

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。

word工程学院康尼学院本科毕业设计〔论文〕题目：家电热水器控制系统设计专业：自动化〔数控技术〕班级：数控XX学号：XXXXXXXX 学生：XXX指导教师：XXX 实验师起迄日期：XXXXXXXXXXXXX设计地点：实验楼 _Graduation Design (Thesis) Design of Microwave Oven OperatingSystemByXXXXXSupervised byExperimentalistXXXXSchool of AutomationNanjing Institute of TechnologyJune, 2014摘要随着社会的开展，人类科技的进步，各行各业都在使自己的产品智能化、数字化，因老式的热水器使用煤气或天然气对水进展燃烧加热，用手动的方式调节温度，不仅不能够准确确实定使用者需要的水温，而且还存在一定的危险性。

电热水器是一种可供浴室、洗手间与厨房使用的家用电器，随着人们生活质量的提高，现代的家用电热水器已经摒弃了以前的做法，而采用一种更加准确、安全的实施方案。

C语言对单片机编程有诸多优点，例如：便于移植、句法检查时错误少、巩固性好、头文件种类诸多，能够方便快捷使用各种函数等。

本文采用AT89S52单片机作为控制器，使用C语言编写程序,设计了一款智能家用电热水器。

使用按键键盘输入温度，，并使用LED灯显示，能够提供用户所需温度的温水。

采用DS18B20采集温度，使用LED灯显示，显示出采集的水温。

当所需温度高于当前采集的水温时，触发加热，当水温达到设定温度时，如此停止加热。

根本实现了智能控制功能。

关键词：单片机；C语言；采集；家用电热水器AbstractWith the development of social and program of human technology, every trade all transfer own product into intelligence, digitize, because the water heater of old style uses gas or natural gas to heat water and manually adjust mode conditioning temperature, not only unable to sufficiently accurately recognize the user need of water temperature, but also exist some certain risk.The electrical water heater is a kind of home appliances that bathroom, loo and kitchen can use, with raising of quality of human live, the modernistic household electrical water heater has abandonned the past way, but adopts a kind of implementation scheme of more accurate ,safety.C language possess many merits for programming of singlechip, such as:Is easy to ransplant, having little bug when sentence construction review, fastness good, the head document type is so many that expediently quickly using various function etc.The writer adopts an AT89S52singlechip to be the controller and using C languages to write programming ,design a style of intelligence household electrical water e array form keyboard input temperature, the temperature can be accuratly recognized to 0.1 ℃, and use LED light display it, can provide to the warm water of temperature that user needs.Adopt DS18B20 to collect temperature, use LED light display, the accurately displays to collect water temperature.When the temperature needed higher than to collect water temperature at present, lead to heating , when the temperature needed is lower than the collect water temperature at present, stop heating.The simply carry out intelligence control function.Key Words：singlechip; C language; collect; household electric water heater目录摘要IABSTRACTII第一章绪论5引言5选题的背景与意义5国外研究状况和成果6整体设计方案7第二章系统硬件设计4单片机的最小系统4AT89S52单片机4AT89S52定时器/计数器7复位电路和晶振电路8温度检测电路9数字式温度传感器DS18B2010DS18B20的初始化与读写操作152.2.3 DS18B20的指令17键盘接口电路设计192.4数码管20数码管简介20数码管的显示21继电器电路23电源电路19第三章系统软件设计24PROTEUS(ISIS)和KEI L简介24程序设计25主程序的流程图26读温度子程序的流程图28电加热继电器控制子程序流程图293.2.4 LED显示程序流程图29定时器中断流程图30仿真原理图31调试中遇到的问题与解决方法30第四章分析与总结34论文总结34可改善提高的地方34参考文献35致谢35附录36程序清单37第一章绪论引言单片机是一种与我们生活息息相关的控制器，它存在于许多地方，例如：电子手表、掌上游戏机、数码相机、录音笔、电视机遥控器等等。

1.1系统功能说明本系统采用单片机为主控芯片设计电热水器控制系统，其主要任务是对电热水器进行温度采集与显示、时钟的显示、热水器的开机方式控制等。

主要功能如下：1测量热水器内的温度，并通过显示器实时显示水温，显示范围为0~70℃。

2正常状态下实时显示时钟。

3可手动校正时钟。

4可以人工设定热水器内的烧水的温度，范围在20~70℃之间，也可以无须设定，开关打开后自动烧水，最高温度为70℃。

5具有一定的定时功能，限定烧水的时间。

6可以立即开机或者在24小时内任意设定开机时间。

7当热水器内无水时，有报警提示，并且开关自动关闭。

8要求热水器控制系统有较强的抗干扰能力。

1.2系统整体设计方案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。

硬件是以微控制器作为核心，由外接温度测量电路、实时时钟电路、键盘、复位与看门狗电路、热水器加热开关、led显示电路、功能指示电路、报警电路组成，硬件设计方案如图1-1所示。

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，温度测量主要由Pt1000铂电阻温度传感器、信号调理电路和基于CS5513的A/D转换电路组成；用PCF8563芯片实现实时时钟，主要是取得时钟小时和分钟；键盘有4个按键组成；看门狗电路提高了系统的性能；LED显示电路使用CH451驱动芯片，用于显示时钟和温度；功能指示电路用发光二极管指示当前是什么功能；报警装置为单片机I/O口驱动蜂鸣器，达到报警的效果。

具体设计见1.3节。

系统软件整体设计流程如图1-2所示。

电热水器上电后，首先进行系统初始化，设置时钟的时间；其次显示当前的温度和时钟，并判断加热开关是否打开，执行相应的操作；如果有功能键按下，则进入功能设定界面，包括校准时钟、设定开机时间、设定热水器温度和设定定时加热时间4种功能，设定完毕后，再次按下功能键表示设定生效；若无功能键按下或者功能键设定完毕后，则进行各种条件的判断并执行相应的操作；最后，各种条件判断完毕后，程序回到时钟和温度的读取与显示，进而开始新一轮的程序运行。

基于单片机的电热水器温控系统设计随着社会的发展和人们生活水平的提高。

人们对环境的要求越来越高。

也特别是环境，安全，智能，舒适，人性化的居住环境已经成为新的追求。

以往的老旧的生活方式已经无法满足人们目前的需求。

随着科技的发展，各个领域的发展都变得突飞猛进。

在家居方面，科技使计算机技术，网络技术和电子应用技术结合在了一起，智能家居诞生了。

电热水器的反战前景非常乐观。

主要原因如下：国家城镇化建设和棚户区改造两项政策的逐步落实，将大力激发三、四级市场对热水器、特别是电热水器的刚性需求，将为未来5年电热水器的发展提供良好的空间；国家2014年开始雾霾治理措施，将进一步推广清洁能源的使用，对燃气热水器的废气排放将会进一步规范，对天然气价格将会和汽油一样进行国际接轨，势必提高目前国内总体气价较低的怪相，将会更有利于电热水器的发展。

这份报告讨论的是智能家居中的智能热水器。

本设计采用AT89C52单片机作为基础。

本设计在软件和硬件方面对单片机是否能够对电热水器的温度进行控制做了分析。

在硬件方面主要对单片机的最小系统及其扩展、电源的设计、各种接口，数模转换电路，水位及水温检查电路，安全性保护电路等进行了详细介绍。

本报告还详细介绍了所用到的芯片的性能和特点。

在软件设计方面，采用汇编语言编程，采用汇编语言的主要原因是其易于被单片机所识别，执行速度相对较快。

在最后也对软件做了测试分析。

该智能热水器的设计档案完备，实现条件相对宽松，采用软件控制。

可以检测水温和水位，实现智能化。

通过安全性设计，也提高了整机的可靠性和准确性。

关键词：单片机自动控制智能开关Design of temperature Control system for Electric Water heater based on single Chip MicrocomputerAbstract：With the development of society and the improvement of people's living standards. People's demands on the environment are getting higher and higher. In particular, the environment, safety, intelligence, comfort, humanization of the living environment has become a new pursuit. The old and old way of life has been unable to meet the current needs of the people. With the development of science and technology, the development of every field has become rapid progress. In the field of home, science and technology combined computer technology, network technology and electronic application technology, smart home was born. The anti-war prospects of electric water heaters are very optimistic. The main reasons are as follows: the gradual implementation of the two policies of the national urbanization construction and the transformation of shantytowns will be vigorously implemented. Stimulate the third and fourth-level market for water heaters, especially the rigid demand for electric water heaters, will provide a good space for the development of electric water heaters in the next five years; The state began haze control measures in 2014, will further promote the use of clean energy, gas water heater emissions will be further standardized, natural gas prices will be the same as gasoline international standards, It is bound to improve the overall domestic gas price of the strange phase, will be more conducive to the development of electric water heaters. The report discusses smart water heaters in smart homes.This design adopts AT89C52 singlechip as the foundation. This design in the software and hardware aspects of whether the single-chip microcomputer can control the temperature of the electric water heater is analyzed. In the aspect of hardware, the minimum system of MCU and its extension, the design of power supply, various interfaces, digital-to-analog conversion circuit, water level and water temperature check circuit, safety protection circuit and so on are introduced in detail. This report also describes in detail the performance and characteristics of the chips used. In the aspect of software design, assembly language is used to program. The main reason ofusing assembly language is that it is easy to be recognized by single chip microcomputer, and the execution speed is relatively fast. And at the end of the day, to the software. A test analysis was made.The design files of the intelligent water heater are complete, the realization conditions are relatively loose, and software control is adopted. Can detect water temperature and water level, realize intelligence. Through the safety design, the reliability and accuracy of the whole machine are also improved.Key words: SCM automatic control intelligent switch目录第1章绪论 (5)1.1 课题研究背景目的及意义 (5)1.2 国内外的研究状况和成果 (5)第2章总体方案设计 (8)2.1 设计要求 (8)2.2 总体方案设想 (8)第3章系统硬件设计 (10)3.1 系统硬件设计方案 (10)3.2 电源电路设计 (10)3.3 温度显示电路 (11)3.4 自动报警电路 (11)第4章系统软件设计 (12)4.1 系统软件设想 (12)4.2 程序设计流程图 (13)4.2.1 主程序流程图 (13)4.2.2 按键扫描流程图 (13)4.2.3 按键处理流程图 (14)4.2.4 液晶显示流程图 (15)第5章软件调试 (15)5.1 FPGA软件调试、仿真和实物测试 (15)5.2 软件调试、仿真和实物测试 (15)5.3 调试结果 (15)结论 (17)致谢 (18)参考文献 (20)第1章绪论1.1 课题研究背景目的及意义据有关单位的统计，我市城镇居民使用电热水器的用户不在少数。

届．别．学号毕业设计基于单片机设计的简易热水器控制系统姓名系别、专业导师姓名、职称完成时间目录1 引言 (1)2 设计内容及性能指标 (1)3 系统方案比较、设计与论证 (2)3.1 主控制器模块 (2)3.2 温度测量 (2)3.3 设置温度 (3)3.4 显示模块 (4)3.5 电源选取 (4)4 系统器件选择 (5)5 硬件实现及单元电路设计 (6)5.1 主控制模块 (6)5.2 显示模块电路 (6)5.3 数码管显示驱动电路 (7)5.4 温度传感器(DS18B20)电路 (7)5.4.1 DS18B20基本介绍 (7)5.4.2 DS18B20控制方法 (8)5.4.3 DS18B20供电方式 (8)5.5 继电器加热控制电路 (9)6 系统软件设计 (10)6.1 程序结构分析 (10)6.2 系统程序流图 (10)6.2.1 DS18B20初始化程序流程图 (12)6.2.2 读温度子程序流程图 (12)6.3 程序编写与调试 (13)6.6.1 Keil编译器软件简介 (13)6.3.2 使用Keil软件建立一个工程 (13)6.3.3 使用Debug进行调试 (17)7 系统的安装与调试 (19)7.1 安装步骤 (19)7.2 电路的调试 (19)7.3 本章小结 (19)结论 (19)参考文献 (20)附录1 整体电路原理图 (21)附录2 部分源程序 (22)摘要随着社会的发展，人类科技的进步，各行各业都在使自己的产品智能化、数字化，因老式的热水器使用煤气或天然气对水进行燃烧加热，用手动的方式调节温度，不仅不能够精确的确定使用者需要的水温，而且还存在一定的危险性。

电热水器是一种可供浴室、洗手间及厨房使用的家用电器，随着人们生活质量的提高，现代的家用电热水器已经摒弃了以前的做法，而采用一种更加精确、安全的实施方案。

C语言对单片机编程有诸多优点，例如：便于移植、句法检查时错误少、坚固性好、头文件种类诸多，能够方便快捷使用各种函数等。

机电信息工程基于单片机的太阳能电热水器控制系统汪东霞1李沙沙2千志科3(黄河交通学院机电工程学院，河南焦作454950)摘要：本文通过以取之不尽用之不竭的清洁太阳能为主来弥补电热水器将耗费大量电能的缺陷，通过以控制水温更加灵活的电能为辅来弥补太阳能热水器使用受限的缺v 。

将太阳能的功能和热水器的功 能进行结合，充分利用二者的优v ,并将其接入网络, 可实现远程控芾L关键词：单片机;人机交互；远程控制；传感器1 系统设计本系统的人机操作界面和主控界面，分别使用了独立的AT89C52单片机进行控制，每个单片机都实基金项目：本文系河南省智能制造技术与装备工程技术研 究中心(3118210370)、焦作市物料传输设备关键件制造工艺与装备工程技术研究中心项目的研究成果。

作者简介：汪东霞(1990-),女，助教，硕士，研究方向：控制系 统与电力系统。

现其各自的功能,并通过串口通信的功能进行数据传输,将用户的控制信号及时发送给主控单片机，并将 主控单片机的反馈信号及时地返回给用户。

控制中心依据温度传感器传回来的水温,判断其 是否需要通过加热器加热。

当储水罐的水温因注水急剧下降时，若无光照或阳光的照射强度无法使储水 罐温度快速提升至设置值，此时控制中心将通过加热 器对储水罐的水进行加热，防止水的温度过低，影响到用户的使用。

其中，储水罐的水位也不能低于一定的水平，防止出现储水罐无水加热器仍在加热的危 险，因此本设计配有液位传感器，实时检测罐内水位。

本系统采用的是PID 算法进行温度控制,根据温 度传 传 的 度 传 传 的水 ，温度变化的速度，进而可以在温度降低到一定程度 时提前加温，防止控制滞后,无法达到预期的效果，即(1)设备硬件清单如下见表1(表1设备硬件清单4 结语序号设备名称数量备注145届世赛参赛机器人2套245届世赛移动机器人项目专用竞赛场地2套3专用拆装工具4套445届世赛移动机器人项目专用嵌入式控制器4套5常用耗材4套6传感器训练套件4套7运动控制训练套件4套8编程终端5套(2)辅助硬件设计如下见表2。

济南大学泉城学院毕业设计题目基于单片机的热水器控制系统设计学院工学院专业电气工程及其自动化班级1302班学生李燕学号2013011198指导教师张兴达魏志轩二〇一七年五月十六日摘要随着国民经济的迅猛发展，人们对生活质量的要求越来越高。

作为日常的家用电器，热水器成为了人们的关注对象之一.传统的热水器只具有简单的加热、加水、亮灯指示等功能，难以满足人们的需求。

针对这一问题，本设计提出了一款基于单片机的热水器控制系统。

本次设计主要分为硬件系统设计和软件系统设计.硬件系统设计主要包含了AT89S52单片机、电源电路、显示电路、指示灯电路、测温电路、水位检测电路、报警电路、遥控接收电路、注水继电器控制电路、复位电路、晶振电路、按键电路。

软件系统设计主要运用了C语言编写程序，KEIL软件和PROTEUS软件联合进行仿真。

旨在设计出一款可用遥控器自由设置温度范围和预约时间、LCD1602液晶显示温度和时间,且具备报警功能的智能热水器，热水器在工作时加热、加水、缺水等具有相应的指示灯，当热水器的水位达到水位上限时，蜂鸣器开始报警.通过仿真与调试及实物制作,本次设计的热水器控制系统能够实现预设功能，本设计为进一步研究、应用提供了一定的数据参考。

关键词：单片机；传感器；热水器ABSTRACTWith the rapid development of the national economy，people's quality of life requirements are getting higher and higher. As a daily household appliances，water heaters have become one of the people concerned about the object. The traditional water heater only has a simple heating, water，light instructions and other functions，it is difficult to meet people’s needs. Aiming at this problem，this design presents a intelligent control system of water heater based on single chip microcomputer.This design is divided into hardware system design and software system design. Hardware system design mainly includes the AT89S52 microcontroller, power circuit, display circuit，indicator circuit，temperature measurement circuit，water level detection circuit, alarm circuit, remote control receiver circuit，water injection relay control circuit, reset circuit, crystal circuit，key circuit. Software system design mainly uses the C language program，KEIL software and PROTEUS software joint simulation. Designed to design a free remote control can set the temperature range and appointment time，LCD1602 liquid crystal display temperature and time，and have the alarm function of intelligent water heater，water heater in the work of heating，water，water and other indicators with the corresponding，when When the water level of the water heater reaches the upper limit of the water level, the buzzer starts to alarm。

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。