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基于单片机的热水器控制系统设计在现代生活中，热水器已经成为了人们日常生活不可或缺的一个设备。
为了更加智能地控制热水器，减少人们的烦恼，本文将介绍基于单片机的热水器控制系统设计。
系统架构本系统采用单片机控制电路来实现对热水器的控制。
其架构图如下：+--------------+ +---------------------+ +--------------+| 温度传感器 | --(1)->-- | 单片机控制电路模块 | --(2)->-- | 水温调节电路 |+--------------+ +---------------------+ +--------------+系统中使用了温度传感器，该传感器将水温转化为电信号，通过模拟电路与单片机相连，单片机控制电路模块通过读取该信号可知道当前水温；同时，该模块还能够进行分析和处理，然后控制水温调节电路，从而对热水器的水温进行控制。
模块设计温度传感器模块温度传感器是将水温转化为电信号的传感器。
为了方便采集，我们选用了DS18B20 温度传感器。
它有一个数字接口，可供单片机直接使用。
该传感器精度高、体积小、响应快，同时还具有防水设计，可取得良好的实际效果。
单片机控制电路模块单片机控制电路模块主要包含了单片机芯片、显示模块和控制模块，其中单片机芯片是核心，显示模块主要负责将数据显示出来，而控制模块则负责控制水温调节电路。
水温调节电路模块水温调节电路模块需要根据实际情况进行设计，常见的设计方案包括使用继电器、双向电位器和三角电位器等等。
在此我们可以使用简单的单向电位器，这种方法具有实现简单、成本低等优点，完全可以满足我们的需求。
系统实现在实际实施中，我们需要将上述模块捆绑在一起，完成整个系统设计。
具体实现流程如下：1.按照电路图进行电路连接；2.根据需要对单片机控制电路进行程序编写和调试；3.完成系统的整体调试，确保系统能够正常运行；4.安装系统，将温度传感器放到热水器中，且要接地防水，保证系统安全可靠。
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PtIOO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）。
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)12水位检测电路 (6)1.3.温度检测电路 (7)14A/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。
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：学号：学生：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。
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 (I)ABSTRACT (II)1 引言 (1)1.1 设计的背景和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 毕业设计研究内容、拟解决的主要问题 (2)1.4 毕业设计研究方法、步骤及措施 (2)2 系统硬件方案选择 (3)2.1 硬件方案的选择 (3)2.1.1 主控芯片的选择 (3)2.1.2显示器件的选择 (3)2.1.3 温度传感器的选择 (4)2.1.4 温度设置方式的选择 (4)2.2 系统总体方案 (4)3 系统硬件设计 (5)3.1 STC89C51单片机最小系统的设计 (5)3.2 显示电路模块的设计 (7)3.3 温度采集模块的设计 (8)3.4 红外遥感电路模块的设计 (9)3.5 报警模块电路的设计 (10)3.6 继电器驱动电路设计 (10)3.7 独立按键电路的设计 (11)4 源程序代码的编写 (11)5 结论 (12)参考文献 (13)附录A：仿真电路图 (14)附录B：PCB电路图 (15)附录C：硬件实物图 (16)附录D：C语言程序代码 (17)摘要随着科学技术的不断发展，日常家用电器的不断普及，越来越多的电力电子产品开始走向智能化、自动化。
在推动科学技术发展的同时，也极大方便了人们的日常生活。
这些智能化、自动化电子电力产品中，大部分是以单片机为核心运作的。
本次设计主要介绍一种电热水器温度智能控制系统，以STC89C51单片机为核心，DS18B20温度传感器实时采集温度，以继电器控制加热，LCD1602液晶显示屏作显示板，附几个独立按键进行设置，设计可红外遥控，并加入倒计时功能，以此得出一款智能型电热水器。
关键词：智能；STC89C51单片机；电热水器ABSTRACTWith the continuous development of science and technology，the constant popularity of daily household appliances，more and more electric and electronic products are becoming intelligent and automated. While promoting the development of science and technology，it is also a great convenience to people's daily life. These intelligent, automated electronic power products，most of them operate on the core of a single chip microcomputer．This design mainly introduces a temperature intelligent control system for electric water heater，Taking STC89C51 microcontroller as the core,，DS18B20 temperature sensor real-time collection temperature，relay control heating，LCD1602 LCD display board，with a few independent buttons to set up，design infrared remote control，and add countdown function，In this way an intelligent electric water heater is obtained..Keywords:Intelligence；STC89C51 microcontroller；electric water heater1 引言1.1 设计的背景和意义自19世纪末，第一台热水器诞生之后，热水器开始逐渐进入人们的视野，从最初的工业生产用途到现在的家庭中广泛使用，经过这100多年的发展，热水器进入了电气领域。
1 引言几年来，市场上陆续出现了一些热水器控制器，但大多数控制器存在着诸如性能不稳定，容易产生误操作；温度、水位检测、控制误差大；显示器有时出现乱码；与电辅助加热装置不能很好配合等弊端。
从而必然会催生性能比较稳定、功能强大、智能型的热水器控制器。
随着中国电力基础设施不断建立和完善，储水式热水器的普及，电热水器市场中又一细分产品—即快热式电热水器因其更快、更方便、和小巧、时尚的外形越来越受到人们的亲睐。
其作为业内的新生力量在迅速崛起并不断壮大。
其03、04年年增长速度已超过50%，虽然市场销售的总量仍然少于燃气式和储水式，但它的市场份额预测06年可超过15%。
毋庸质疑，即快热式电热水器是今后热水器的发展方向。
随着气价的上涨，相信今后电热水器市场仍将会呈现强劲的增长势头。
在现代社会中，热水器控制电路的原理不仅应用于生活方面，其运用也涉及到了生产各个方面。
随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到热水器控制电路的影子，其将更好的服务于社会。
随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
用单片机来设计电热水器控制器具有新颖、价廉、安全、实用等优点，并且在国产电热水器上获得了成功应用。
本设计的一些方法也适用于冰箱、空调等家用电器的电脑控制设计中。
目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。
特别是其中的C51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。
该热水器控制器电路的设计主要由单片机、液晶显示器、18b20等配件构成；操作简便，运行成本低，同时免除了令用户不满控温精度低、可靠性差、功能单一等局面。
完整的电热水器控制电路主要由硬件电路部分和软件部分构成，本文重点论述了硬件的设计与制作。
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：年月重庆邮电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。
电热水器控制系统设计与优化随着科技的不断发展，电热水器已经成为现代家庭中必不可少的电器之一。
为了提高电热水器的使用体验和能效，设计一个高效且智能化的控制系统，对于用户来说至关重要。
本文将探讨电热水器控制系统的设计与优化方法，以提升其性能和用户体验。
首先，我们要考虑的是电热水器的温度控制。
传统的电热水器通常使用机械式温控器，但这种控制方式不够智能化且调节精度较低。
为了改进这一问题，我们可以采用数字化温控系统。
数字化温控系统采用传感器实时监测水温，并通过微控制器来精确控制加热元件的开关。
这种系统不仅可以实现精确的温度控制，还可以根据用户需求预设水温，提供个性化的热水服务。
其次，我们可以考虑加入智能化的节能功能。
电热水器通常在用户不使用的时候也会不断保持加热状态，这会造成能源的浪费。
为了解决这一问题，我们可以在控制系统中增加定时开关功能。
用户可以根据自己的使用习惯设定电热水器的工作时间段，电热水器将在设定的时间自动开启和关闭。
这样一来，就可以避免无谓的能源消耗，提高了电热水器的能效。
此外，电热水器控制系统还可以与智能家居系统相连，提供更便捷的控制方式。
通过与智能家居设备（如智能手机、智能音箱等）连接，用户可以随时随地监控和控制电热水器。
例如，用户可以通过手机APP远程开启电热水器，确保有足够的热水准备好。
同时，智能家居系统可以根据用户的习惯和需求，智能调节电热水器的工作模式，提供更加贴心和个性化的服务。
值得注意的是，为了确保电热水器的安全性，控制系统应该具备多重安全保护机制。
例如，系统应该能够监测温度过高并及时切断电源，以防止发生火灾等意外事故。
此外，系统还应该具备漏电保护功能，确保用户的人身安全。
除了基本的设计要求外，我们还可以通过一些优化方法进一步提升电热水器的性能。
首先，我们可以采用优质的加热元件，提高加热效率和使用寿命。
传统的加热元件通常使用铜管或不锈钢线圈，但这些材料的导热性较差。
我们可以考虑采用高导热材料（如铝合金）来替代传统材料，从而提高加热效率和均匀性。
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。
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)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 (23)第6章总结 (27)致谢 (29)参考文献 (31)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ABSTRACTThis 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。
本设计第一章主要描述了加热电热水器控制系统的应用背景、目的和意义；第二章是控制系统的需求分析和设计方案的选择，主要包括控制器方面的选择；第三章介绍了控制系统硬件电路的设计；第四章主介绍了控制系统软件方面的设计；第五章进行了控制系统的仿真和测试；第六章主要是对该系统存在的问题以及解决的方案进行总结。
第2章系统功能需求分析与控制方案选择根据预想所要达到的控制要求有：（1）用LCD1602液晶显示水温、设置上下限和定时时间。
（2）水温检测显示范围为00～99℃，精度为±1℃。
（3）温度设置区间为0度到99度，系统不断检测当前水温，如果水温高于用户设定的数值，则系统自动断电，不在加热。
如果水温低于用户设定的数值，则系统不会断电，继续加热。
(4）设置4个程序按键。
分别为设置按键、加键、减键、确定键。
（5）可以红外遥控，通过红外一体接收探头接收遥控器信号，执行与主板按键同等功能。
由此可以确定两种方案进行比较选择。
2.1 系统功能需求分析在此次的系统设计中主要是通过温度传感器测得的数据，通过和单片机的连接引脚完成数据的传输。
单片机通过采集到数据进行温度值的判断，来控制加热器的运行状态。
系统中的数据显示使用的是LCD1602液晶显示屏，来显示实时温度的数值。
报警指示灯（黄）：当热水器出现异常情况时，该指示灯被点亮。
系统在通电之后，单片机内部的PC指针指向程序运行的区域，首先开始的是温度传感器的初始化，在完成温度初始化任务之后，系统就处于检测判断状态。
检测按键的发生以及温度是否超出设定区域。
首先进行温度数值的判断，接着继续检测温度按键，若无按键，则接着上一步的执行（以新的设定值开始工作）。
若有按键，则重新设定温度范围，如此循环。
2.2 方案选择方案一：以STC89C51单片机为控制中心的智能电热水器。
主控模块在整个系统中是最中心的部分，承担着统筹的作用，需要检测键盘等各种参数，以及驱动数码管的显示。
[2]在本次设计中我选用了51系列单片机中的STC89C51单片机作为系统的主控芯片。
因为单片机功能强大，应用广，从小的电子产品到大的工业控制都有很广泛的应用。
STC89C系列单片机兼容性很好。
除了单片机内部扩展资源不同之外，其余资源都相同。
比如说52类型的单片机比51类型的单片机E2PROM扩大了2倍，以及内部随机数存储器RAM增大些之外，其余功能全部一样。
也就是说STC89S系列单片机基础功能都具备，并且引脚位置，中断地址，以及定时器方式都是一样的，唯一不同的是扩展的功能。
由于单片机在不同场合控制的复杂度不一样，所以对单片机内部资源配置也不同。
以便于适应于多种场合使用，而且选择合适的单片机型号，可以节约成本。
当然，资源丰富的单片机价格也要稍贵一些。
此类单片机以EEPROM电可檫除和Flash技术为主导的存储器单片机以FLASH作为存储器的好处很明显，Flash可擦出次数多，一般很少因为擦除程序超出擦除Flash次数而损害单片机的。
单片机的存储器除了可以存储程序，还可以运行程序，但是不能存储程序中的某些变量。
这样可以加快程序的执行速度，提高单片机的效率。
STC89系列的单片机具有以下特性：（1）单片机引出的多个I/O口，使数据交换更加方便。
（2）采用静态时钟模式。
单片机外部连接晶振电路，通过晶振里面的震荡电路给单片机提供时钟脉冲。
时钟脉冲为单片机的程序执行提供了时钟节拍，在一个时钟节拍下，单片机的PC指针取一个指令执行，从而完成程序的顺序执行。
（3）可以应用于较小系统设计，或者定制用于专用的系统控制器，对需要控制的系统提供一种便捷的处理方法。
（4）通过定时器和计数器，可以设置时间间隔和记录电压变化次数。
（5）可以使用汇编语言设计的程序，其执行的效率更加高效。
以达到节约单片机内部宝贵的资源为目的。
（6）单片机的品种多，可以选用不同内部资源部处理器，达到节约成本的目的。
下面具体介绍STC89C51芯片的参数：STC89C51是一个8位微控制器，芯片内部已经集成4K字节存储区域的Flash,可以直接运行程序。
STC89S51采用的是51系列的内核它与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。
单片机的P0口。
如果要改变P0口的输出电平值时，要在在单片机的相应寄存器里写入数据1时，单片机就会把相对应的端口输出高电平。
如果在相应的寄存器里面写入0，单片机就会在相对应的端口输出定电平。
比如在P0的寄存器地址上写入P0=0x01，则P0.1口位置就会输出高电平；如果P0=0x00，则P0口位置就会输出低电平。
同理，外部线路提供低电压则可以通过该引脚读出低电压，单片机内部对该位的寄存器就会被写入0。
由于P0口输出电流较小，所以需要上拉电阻来提供驱动电流。
单片机的P1口。
P1口外部不用设置上拉电阻，P1口的能够提供20MA的驱动电流，所以可以直接对P1口的寄存器写值。
P1口一般没有复用接口，在STC其他的单片机中有P1口的复用引脚，用来设置定时器PWM波的输出，或者单片机内部AD电压值的采集端口。
