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基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计【摘要】本文基于51单片机，设计了一种智能家居温控热水器系统。
在介绍了研究背景、研究意义和研究目的。
在详细阐述了系统框架设计、硬件设计、软件设计、温控算法设计和实验结果分析。
通过实验结果分析，验证了系统的可靠性和有效性。
在总结了设计内容，展望了未来发展方向，以及总结了设计的创新点。
该系统不仅可以实现温度自动控制，还具备智能化的特点，提高了家居热水器的使用便利性和节能效果。
未来可以进一步优化算法和功能，实现更智能化的家居温控系统。
本研究具有一定的实用价值和创新意义，对智能家居领域的发展具有积极的推动作用。
【关键词】智能家居、温控热水器、51单片机、系统设计、硬件设计、软件设计、温控算法设计、实验结果分析、设计总结、未来展望、创新点总结、研究背景、研究意义、研究目的1. 引言1.1 研究背景智能家居技术在近年来得到了快速发展，人们对于提升居住舒适度和节能环保意识的需求也越来越强烈。
在智能家居系统中，温控热水器是一个重要的组成部分，它能够通过智能化的方式实现温度的自动调节，提高用户的生活品质。
目前市面上智能家居产品种类繁多，但是存在着功能单一、智能程度不高等问题。
设计一款基于51单片机的智能家居温控热水器系统，具有重要的研究意义和实际应用价值。
当前，市场上存在的智能家居温控热水器产品，大多数只能实现简单的温度控制，无法满足用户对智能化、便捷化的需求。
而本文将基于51单片机，设计一套集成温控调节、远程控制、节能模式、安全保护等功能于一体的智能家居温控热水器系统，不仅可以提供更便捷、智能化的使用体验，还可以有效节约能源资源，满足用户对于舒适度和节能环保的双重需求。
本文旨在通过对智能家居温控热水器系统的设计与研究，提高系统性能和稳定性，为智能家居领域的发展做出贡献。
通过深入研究系统框架、硬件设计、软件设计、温控算法设计等方面，将为智能家居行业的发展与应用提供新的思路和技术支持。
基于51单片机的家用电热水器设计说明一、引言家用电热水器在现代生活中起着至关重要的作用。
传统的家用电热水器往往存在能耗高、操作不便等问题，因此需要一种新的设计方案来改善这些问题。
本文将介绍一种基于51单片机的家用电热水器设计方案，旨在提高热水器的效能和用户体验。
二、硬件设计1.控制电路该电热水器的控制电路由51单片机、温度传感器、电动阀门和水泵组成。
51单片机作为核心控制芯片，可以实现对温度、加热和水泵的控制。
温度传感器与单片机相连，用于检测水温并反馈给单片机。
电动阀门和水泵也与单片机相连，通过单片机的控制来实现水的流动和加热。
2.供电电路该电热水器的供电电路由交流电源转换为直流电源的开关电源和稳压电路组成。
开关电源可以将输入的220V交流电转换为12V直流电，并通过稳压电路将其稳压为5V供给单片机及其他辅助电路使用。
三、软件设计1.温度控制算法该电热水器采用闭环温度控制算法，即根据温度传感器检测到的水温与设定的目标温度进行比较，通过调节电动阀门和水泵的开关来控制水的流动和加热。
具体的控制算法可以参考PID控制算法来实现。
2.用户界面设计该电热水器的用户界面可以采用LCD显示屏和按键控制来实现。
LCD 显示屏可以显示当前的水温、设定的目标温度和工作状态等信息。
按键控制可以用于调节目标温度和启动/停止热水器等操作。
四、功能特点1.自动控制该电热水器通过温度传感器和51单片机的控制，可以实现对水温的自动控制。
当检测到水温低于设定的目标温度时，电热水器会自动启动加热和水泵，直到水温达到目标温度为止。
当水温超过设定的目标温度时，电热水器会自动停止加热和水泵。
2.人性化设计该电热水器的用户界面简单直观，用户可以通过按键来调节目标温度和启动/停止热水器。
LCD显示屏可以实时显示当前的水温和设定的目标温度，方便用户进行操作和监控。
3.能耗节约该电热水器的自动控制功能可以确保水温始终保持在设定的目标温度范围内，避免了长时间加热和过热导致的能耗浪费。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计一、系统简介智能家居温控热水器系统是一种利用51 单片机技术实现的自动化便携式温控热水器，主要用于热水房小型家庭中，对于大衣橱、洗车房等多功能温湿度控制系统也可以使用。
系统主要构成是具有有温度和湿度控制功能的51单片机、DS18B20热敏元件、LCD1602显示屏、ADS1115模拟入端转换器、ESP8266模块、继电器等组成。
整个系统采用单片机进行温度和湿度控制，并采用LCD1602显示当前温度，实现热水器温控系统自动化运行。
二、系统原理1．51单片机开发板控制热水器的温度和湿度的控制。
51单片机开发板控制智能家居温控热水器系统的温度和湿度，热水器的温度设定会相应改变，设定的温度将被用于热水的出口。
51单片机以温度控制的方式来调节温度和湿度，以达到节能的目的。
2．热敏元件DS18B20读取温度。
DS18B20采用数字温度传感器，采用一根线将比较信号和电源信号传送到单片机开发板，DS18B20采用一根数据线线来进行数据传输，具有温度精度高、量程大，具有抗干扰能力的特点。
3．LCD1602显示屏显示当前温度。
LCD1602显示屏可以显示当前室内温度和设定温度，显示屏上比较明显地表现出温控系统控制的当前温度，让人清楚地了解当前状态。
4．ADS1115模拟入端转换器实现温度控制。
ADS1115模拟入端转换器把室温模拟信号转换成数字输入，ADS1115模拟入端转换器能够准确地转换温度信号，精度高，抗干扰性好。
5．ESP8266模块通过无线网络连接家庭热水器控制中心。
esp8266模块是一款可通过无线网络连接家庭热水器控制中心的模块，它可以实现远程预约及远程控制，是家庭热水器控制系统的重要组成部分。
6．继电器、避雷器确保热水器系统正常工作。
继电器用来检测热水器是否在正常工作状态，可以通过控制开关继电器来连接或断开电源，确保热水器系统正常运行，避雷器可以防止异常电流冲击，减少电磁干扰，保证系统正常运行。
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51单片机的智能家居温控热水器系统设计一、引言随着科技的不断发展，智能家居成为了人们生活中的重要组成部分。
智能家居可以为人们的生活带来更加便利和舒适的体验，其中智能温控热水器系统更是受到了广泛关注。
本文将介绍基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计，旨在为人们的生活提供更加智能化的温控服务。
二、系统设计理念基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计的理念主要体现在以下几个方面：1. 智能化：系统能够根据用户的需求自动调节水温，满足不同用户的需求，提供更加智能化的温控服务。
2. 节能环保：系统设计考虑了能源利用效率和环保性，采用先进的温控技术，有效节约能源消耗，达到节能环保的目的。
3. 安全可靠：系统在设计时充分考虑了热水器的安全性和可靠性，保障用户在使用过程中的安全和舒适。
三、系统设计方案1. 系统硬件设计（1）传感器部分：系统采用温度传感器，通过对水温的实时监测，可以实现对热水器温度的智能控制。
（2）控制部分：系统采用51单片机作为核心控制器，通过对传感器采集的数据进行处理，实现对热水器加热、停止加热的控制。
（3）显示部分：系统采用液晶显示屏，可以实时显示热水器的温度，方便用户进行观测和调节。
2. 系统软件设计（1）温度控制算法：系统通过对传感器采集的数据进行分析，制定合理的温控算法，实现对水温的智能控制。
（2）用户界面设计：系统设计了用户友好的界面，用户可以通过按键或者触摸屏等方式进行温度设定和查看当前温度。
3. 系统整体设计系统整体设计采用模块化设计思想，可以方便地对系统进行扩展和维护。
系统设计了温度达到设定值后自动停止加热，并具备过温保护功能，确保热水器的安全使用。
四、系统应用场景基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计可以在家庭、酒店、公共浴室等场所得到广泛应用。
在家庭场景中，用户可以通过手机APP等方式对热水器进行远程控制，实现智能化的温控服务。
在酒店、公共浴室等场所，系统能够实现多人同时使用的需求，提供更加便捷的温控服务。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计随着科技的发展，智能家居系统已经成为了人们生活中的一部分，其带来的便利使得人们能够更加舒适地生活。
本文将介绍一种基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计，该系统具有温度控制、时间控制和远程控制等功能，能够满足用户在日常生活中的需求。
一、系统设计的概述该系统主要由传感器、控制器和执行器三部分组成。
传感器用于获取环境温度和水温，控制器根据传感器的数据进行温度控制和时间控制，执行器用于控制热水器的开关。
二、系统硬件设计1. 单片机选型该系统选择了51单片机作为控制器，因为51单片机具有低成本、易于控制和成熟的开发环境等优点。
2. 传感器设计系统中使用了温度传感器和水温传感器，分别用于获取室内环境温度和热水器水温。
温度传感器可以选择DS18B20，水温传感器可以选择DS18B20或DS18S20。
3. 执行器设计系统中的执行器是热水器的控制开关，通过继电器模块来实现开关控制。
4. 通信模块设计系统中可以选择添加无线通信模块，用于远程控制。
常用的无线通信模块有蓝牙、Wi-Fi和LoRa等，选择不同的通信模块可以满足用户的不同需求。
5. 电源设计系统的电源可以选择使用交流电源或者直流电源，需要根据具体情况选择合适的电源模块。
三、系统软件设计系统的软件设计主要包括程序的架构设计和程序的编写两部分。
2. 程序编写程序的编写主要是根据程序架构设计，使用C语言编写相应的代码。
以51单片机为例，可以使用KEIL或者51系列单片机开发工具进行编写，然后通过烧录器将程序烧录到单片机中。
四、系统功能设计1. 温度控制功能系统可以根据环境温度和用户设定的温度进行温度控制，当环境温度低于设定温度时，系统会开启热水器进行加热，并在环境温度达到设定温度后关闭热水器。
2. 时间控制功能系统可以根据用户设定的时间进行开关控制，用户可以通过设置程序来实现定时开关热水器，从而节约能源和提高使用便利性。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计随着科技的不断进步，人们对生活质量的要求也越来越高，智能家居成为了当今社会的热门话题。
智能家居温控热水器系统作为家庭生活中不可或缺的一部分，其设计和研发一直备受关注。
本文将介绍基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计，让我们一起来探讨一下吧。
一、系统设计原理1. 系统结构本系统主要由传感器模块、控制模块和显示模块三部分组成。
传感器模块负责采集环境温度和水温数据，控制模块根据采集的数据进行控制，显示模块用于显示当前的温度状态和控制模式。
2. 工作原理系统首先通过温度传感器获取当前环境温度和热水器水温数据，然后通过51单片机进行数据处理和控制。
根据设定的温度阈值，控制热水器加热或停止加热，实现温度的智能控制。
通过显示模块显示当前的温度状态和控制模式，让用户可以方便地了解热水器工作状态。
二、硬件设计1. 传感器模块传感器模块主要包括温度传感器和水温传感器。
通过温度传感器可以获取环境温度数据，通过水温传感器可以获取热水器水温数据。
这里选择了数字温度传感器DS18B20和水温传感器DS18B20，这两种传感器具有较高的精度和稳定性，可以满足系统的需求。
2. 控制模块控制模块采用51单片机作为核心控制器，通过51单片机可以方便地进行数据处理和控制。
控制模块还包括继电器模块，用于控制热水器加热或停止加热。
继电器模块采用的是电磁继电器，具有较好的耐久性和可靠性。
3. 显示模块显示模块采用液晶显示屏，可以实时显示当前的温度状态和控制模式。
通过液晶显示屏，用户可以方便地了解热水器的工作状态，提高了系统的可操作性和用户体验。
1. 程序设计51单片机的程序采用C语言进行编写，主要包括数据采集、数据处理和控制指令发出三部分。
程序通过定时任务的方式，定时采集温度数据，并根据设定的温度阈值进行控制指令的发出，实现温度的智能控制。
控制算法采用PID控制算法，通过对系统的温度变化进行实时监测和调整，可以使系统在变化的环境温度下，保持较好的稳定性和控制精度。
南京工程学院康尼学院本科毕业设计（论文)摘要电热水器作为人们生活中不可或缺的家用电器之一，对我们的生活水平有着重要的影响，常用的热水器主要分为以下三种：燃气式热水器，太阳能热水器以及电热水器。
太阳能热水器虽然有没有污染的优点，但是其使用受到天气与位置的较大限制，加之其不能对温度进行有效控制；燃气热水器虽然不用受到上面的限制，但是人们通常会对其使用过程中的一些危险，如一氧化碳中毒和燃气泄漏的担心，加之其安装过程非常繁琐，也渐渐淡出人们的视线；而电热水器在具有其上优点的同时，其安装十分方便，同时在当今时代，电热水器的各方面的研发已经十分的成熟，安全性也能很好的得到保证。
而随着科技的发展，传统的机械式控制系统一难以满足人们对高生活水平的要求，而在微处理器技术、传感器技术的进一步成熟的现今社会，电热水器开始摒弃传统的机械式的控制方式，转而采用全新的控制方式，，以微处理器为核心，通过传感器测温，然后再通过显示屏显示，辅以友好的人机界面，从而实现热水器的智能使控制方法。
本论文完成的控制系统是利用AT89S52单片机作为控制核心的，然后利用其现有接口外接各种硬件模块，主要有：温度测量电路，实时时钟电路，键盘，看门狗电路，加热开关，LED显示电路。
软件部分主要是为实现系统功能而进行的C语言编程。
本系统为一款智能式电热水器，使用独立键盘输入各种指令，使用DS18B20测量温度，测量温度精度可达到0.01℃，采用一块LCD显示屏显示所需要显示的各种数据，便于用户的操作，通过用户的各种事先指令，对单片机进行操作，达到控制热水器的加热系统的工作状态，基本达到了对热水器的控制的目的。
关键词：单片机；温度测量；DS18B20；LCD显示；抗干扰ABSTRACTElectric water heater as an integral part of people's lives in one household, for our standard of living has an important effect, commonly used water heaters can be divided into the following three types: gas-fired water heaters, solar water heaters and electric water heaters.Although there is no pollution solar water heaters advantages, but its use is more restricted weather and location, together with its temperature can not be effectively controlled; gas water heater, though not subject to the above restrictions, but people often use some of their hazards such as carbon monoxide poisoning and gas leakage concerns, coupled with its installation process is very tedious, and gradually fade out of sight; while on the water heater has its advantages at the same time, its very easy to install, but in the modern era, the electric water heater aspects of the development has been very mature, safety can be well guaranteed.With the development of technology, the traditional mechanical control system is difficult to meet people on a high living standard, while in microprocessor technology, sensor technology to mature in today's society, electric water heater began to abandon the traditional mechanical control way in favor of a new control method, a microprocessor core, through the sensor temperature, and then through display, complemented by a friendly interface, enabling the water heater intelligent control method.Completion of this thesis is the use of a control system AT89S52 microcontroller as the control, and then use its existing interface a variety of external hardware modules are: temperature measurement circuit, real time clock circuit, keyboard, watchdog circuit, heating switch, LED display circuits.Software system for the realization of some of the major functions of the C language for programming.This system is a smart electric water heaters, using a separate keyboard input various commands, use DS18B20 temperature measurement, temperature measurement accuracy can reach 0.01 ℃, using an LCD display shows the need to display a variety of data, user-friendly operation, advance through various user commands to operate the microcontroller, to control water heater heating system working state, reaches for the water heater control purposes.目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2选题背景与意义 (1)1.3研究现状 (2)1.4研究内容 (2)1.5本文结构 (4)第二章电热水器控制系统设计方案 (4)2.1系统功能说明 (4)2.2系统主要实现功能 (4)2.3系统整体设计方案 (4)2.4方案论证 (5)第三章主要元件介绍 (8)3.1单片机系统模块介绍 (8)3.1.1 AT89S52单片机的主要性能 (8)3.1.2 AT89S52管脚功能说明 (8)3.1.3单片机的最小系统 (11)3.2温度检测模块 (13)3.2.1 DS18B20的主要功能及特点 (13)3.2.2DS18B20的内部结构 (14)3.2.3 DS18B20的工作时序 (16)第四章硬件模块的设计 (19)4.1 温度采集模块 (19)4.2实时时钟电路模块 (20)4.2.1 DS1302的介绍 (20)4.2.2实时时钟模块原理图 (21)4.3键盘输入模块 (22)4.4继电器加热模块 (23)4.5 LCD显示模块设计 (25)4.5.1 LCD模块概述 (25)4.5.2 LCD模块硬件说明 (25)4.5.3 内部控制指令 (26)4.5.4显示硬件设计原理图 (27)4.6其余硬件模块设计 (28)第五章系统软件设计 (30)5.1主程序模块 (30)5.2 DS18B20测温模块 (33)5.3实时时钟模块 (35)5.4 LCD显示模块 (39)5.5键址返回程序 (41)5.6测试及性能分析 (43)第六章结论 (47)致谢 (48)参考文献： (49)附录A：硬件设计原理图与PCB图 (50)附录B：软件程序清单 (52)附录C：实物图 (62)附件：毕业论文光盘资料南京工程学院康尼学院本科毕业设计（论文)第一章绪论1.1引言我国作为热水器生产的大国，近年来热水器的发展十分迅速，而热水器主要有三个研究方向：太阳能，燃气式与电热式。
实验设计题目：基于51单片机的家用电热水器设计姓名：陈太宇学号：20XX15220233所在学院：信息工程学院专业班级：电子信息工程2班指导教师：张守兴20XX年10月25日声明本人郑重声明：所呈交的毕业（设计），是本人在指导老师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，实验设计的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。
对本实验（设计）所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人签名：陈太宇日期： 20XX 年10 月 25日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。
本文采用AT 89C 52 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。
使用阵型键盘输入温度，温度可以精确到0.1摄氏度，并使用LED灯显示，能够精确提供用户所需温度的温水。
采用DS18B20采集温度，使用LED灯显示，精确的显示出采集的水温。
当所需温度高于当前采集的水温时，使用MOC3041芯片触发加热，当所需温度低于当前采集的水温时，则停止加热。
基本实现了智能控制功能。
关键词：单片机；C语言；采集；智能；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 AT 89 Cs 52singlechip 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 accurately provide to the warm water of temperature that user needs.Adopt DS18 B20 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, use the MOC3041 chip 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; Intelligence; household electric water heater目录第1章绪论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。
基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计随着科技的不断发展，智能家居系统已经成为了未来家庭生活的一部分。
智能家居系统可以通过各种传感器和控制器实现对家居设备的智能控制，从而为人们提供更加舒适和便利的生活体验。
在智能家居系统中，温控热水器是一个非常重要的家居设备，它可以通过智能控制系统实现对热水的智能控制，为人们提供舒适的洗浴体验。
本文将介绍基于51单片机的智能家居温控热水器系统设计，包括系统的硬件设计和软件设计。
一、系统概述本系统使用51单片机作为控制核心，通过温度传感器实时监测水温，使用继电器控制加热元件，实现对热水器的智能控制。
系统具有智能温控、远程控制、定时功能等特点，可以为用户提供更加智能、便捷、舒适的热水使用体验。
二、系统硬件设计1. 51单片机：作为系统的控制核心，可以实现对各个传感器和执行器的数据采集和控制。
2. 温度传感器：用于监测热水的温度变化，将实时的温度数据传输给单片机。
3. 继电器：用于控制加热元件的通断，实现对热水器加热的控制。
4. 液晶屏：用于显示热水的温度、工作状态等信息。
5. 按键：用于用户对系统进行设置和控制。
6. 无线模块：实现系统的远程控制和监测功能。
1. 温控算法：通过单片机实时监测温度传感器的数据，根据预设的温度范围进行温控算法，控制继电器的通断，实时调节加热元件的工作状态，以实现对热水温度的智能控制。
2. 用户界面设计：通过液晶屏和按键实现用户界面的设计，用户可以通过按键设置温度范围、定时功能等参数，并且实时显示热水的温度、工作状态等信息。
3. 远程控制功能：通过无线模块实现系统与手机或电脑的连接，用户可以通过APP或网页对热水器进行远程控制和监测。
4. 定时功能：用户可以通过系统设置热水器的开关时间，实现对热水器的定时控制。
四、系统性能测试为了验证系统设计的准确性和稳定性，需要对系统进行性能测试。
通过实际测量和记录，可以验证系统在不同温度范围下的控制精度和稳定性，以及对定时功能和远程控制功能的实时响应。
基于51单片机家用智能电热水器设计目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 选题的背景、目的及意义 (1)1.2 国内外研究状况和成果 (2)1.3 研究设想和实验设计 (4)第二章系统总体设计 (4)2.1 系统设计要求 (5)2.2 系统研究思路 (5)2.3 系统设计图 (5)第三章系统硬件设计 (7)3.1 电源电路 (8)3.2 键盘接口电路 (11)3.3 报警电路 (12)3.4 模数转换电路 (13)3.5 温度检测电路 (15)3.6 水位检测电路 (16)第四章元器件介绍及功能 (17)4.1 AT89C51单片机 (17)4.2 数字式温度传感器DS18B20 (20)4.3压力传感器 (23)4.4模数转化器 (24)4.5点阵字符型液晶显示器LCD1602 (24)4.6继电器 (25)第五章系统软件设计 (27)5.1 PROTEUS(ISIS)和KEIL简介 (27)5.2程序设计 (28)5.3 PROTEUS(ISIS)仿真 (34)第六章结论 (36)参考文献 (32)致谢 (33)附录 (35)摘要本设计采用ATEML公司生产的AT89C51单片机为核心来设计智能电热水器。
本设计也对单片机控制电热水器实现智能化的可能性进行了分析，利用温度传感器、水位检测装置、及模数转换器等来完成本设计。
在硬件设计方面，主要对单片机系统及其扩展、电源电路、键盘显示及接口电路、模数转换电路、水位及水温检测电路、报警电路进行了详细介绍。
还详细介绍了设计中应用到的主要芯片的性能和特点，包括AT89C51、DS18B20、ADC0809等。
在软件设计方面，采用汇编语言编程，是由于其易于为单片机所识别，执行速度快。
最后对软件调试进行了误差分析。
该智能电热水器设计完善，实现方案简单易行。
采用软件设计来控制，可以实现智能检测水位及水温，智能加热，并且提高了整机的可靠性及准确性,简单易行，成本低，安全实用等特点，符合住宅、办公室用水要求，具有推广价值。
关键词：智能温度控制，家用热水器，单片机，液晶显示.AbstractThis design uses ATEML company's AT89C51 microcontroller as the core to design the Smart electric water heater. The design of intelligent MCU control the possibility of electric water heaters were analyzed using temperature sensors, water level detection device, and the ADC, etc. to complete the design. In the hardware design, the main system and its extension to the microcontroller, power supply circuit, keyboard, display and interface circuits, analog to digital conversion circuit, the water level and water temperature detection circuit, alarm circuit is described in detail. It also details the design applied to the main chip in the performance and features, including AT89C51, DS18B20, ADC0809 and so on. In software design, the use of assembly language programming, microcontroller because of its easy for the identification, execution speed. Finally, the error analysis software debugging.The Smart electric water heater designed to achieve the program is simple. To control the use of software design, can detect the water level and water temperature smart, intelligent heating, and improve the overall reliability and accuracy, simple, low cost, safe and practical features, consistent with residential, office water requirements, with the promotion of Value.Keywords: Intelligent temperature control, home water heaters, MCU, LCD display.第一章绪论随着人们生活水平的提高，热水器在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，越来越受到人们的青睐。
由于燃气热水器易受水压限制，而且安全性较差。
每年使用燃气热水器造成的爆炸、中毒等事故也屡有所闻。
消费者对燃气热水器怀有一定的惧怕感，所以燃气热水器渐渐淡出市场。
而智能电热水器越来越受到人们的认可。
电热水器在中国的历史已经有10多年了，期间也经历了数次起落的过程，在上个世纪的最后几年，随着国外品牌的进入和国内一些大家电厂的目光转向电热水器，智能储水式电热水器能适应任何天气变化，普通家庭可直接安装使用，长时间通电可以大流量供热水。
使用时不产生废气，既安全又卫生。
目前市场上销售的电热水器多数还带有防触电装置。
干净卫生，不必分室安装，调温方便。
在电热水器发展到如今的水平，已经可以基本满足生产生活中的需求。
但为求精益求精，当今学者将目光放在了更好的调节控制水温水位上，尽可能得使其更智能化，能够做到更加的安全稳定舒适。
我国在对电热水器水温水位系统的研究已取得很大的成就，并在不断地完善之中。
智能电热水器水温水位检测器是采用数字化测量技术，把连续的模拟量（电信号）转换成不连续、离散的数字形式并加以显示的仪表仪器。
传统的电热水器水温水位检测器功能单一、精度低，不能满足数字化时代的需求，然而采用单片机的电热水器水温水位检测器功能多样化、精度高、抗干扰能力强。
本文所研究的电热水器水温水位检测器是以AT89C51单片机作为主控制元件来能实现热水器里的水温和水位并显示在数码管（或液晶屏），并在水位达不到要求时发出低水位和超水位的报警信号以提醒用户打开或关闭进水阀。
更进一步的采用继电器实现自动控制进水和和停止进水，是单片机应用在工业、农业、国防、医药、卫生等各行各业中的一个典型而普通的例子，随着科学技术的进一步发展，人们生活水平的不断提高，只能电热水器越来越受人们的青睐，同时节安全、节能、易操作也是不可缺少的。
在本设计中，研究智能电热水器的水温水位检测器非常有意义。
1.1 选题的背景、目的及意义据不完全统计，我市城镇居民家庭以电热水器为主，占总量的60％以上；从前风光无限的燃气热水器渐渐地黯然失色，市场份额仅剩不足20％；新兴的太阳能热水器虽然受到安装条件的限制，但其安全、环保的性能广受消费者青睐，发展态势迅猛，市场占有率已达到15％左右。
于安全方面的考虑是城镇居民更多选择电热水器和太阳能热水器的主要原因。
时下的商品房通风效果并不好，燃气产生的污染无法及时消除，而电热水器和太阳能热水器则基本没有这方面的忧虑。
三大热水器：燃气热水器———廉颇老矣；电热水器———风头正劲；太阳能热水器———后劲十足。
电热水器的优点：易安装，不受天气的影响，不受楼层和供水管道的限制，投入小。
随着技术进步和新品的开发，下置式、嵌入式等多种安装形式的电热水器先后上市，彻底摆脱了房间空间的限制。
中央供水和数码智能的电热水器也已进入市场。
电热水器的安全问题涉及到消费者的生命，又加上近些年的能源危机，人们生活节奏的加快，智能化电热水器越来越受到消费者的青睐。
在当今社会，科技日新月异，热水器技术飞速发展，越来越多的科技成果被运用到热水器的制造中。
如今的热水器产品已经绝对不是一个简单的加热器，而是科技含量高的现代化家电产品。
随着我国人民生活水平的逐渐提高，其生活条件有了很大的改善，智能化电器在人们日常生活中占有比重越来越大，与家庭生活密切相关的热水器品种层出不穷，花样翻新。
正是在这样的背景下，本设计选择基于AT89C51单片机的智能电热水器的设计研究。
本选题目的是基于人们对现代家庭舒适、便利、安全以及多元化信息服务的需要，基于AT89C51单片机设计具有智能特征的电热水器控制器。
选用AT89C51单片机作为控制芯片，就是为了实现电热水器的智能化，持续稳定的热水供应，自动断电的安全功能，使人们洗浴时能放心享受，利于人们的身体健康，其务实性能快速满足人们对现代生活快节奏的需求。
1.2 国内外研究状况和成果据了解，热水器内胆最关键，如果内胆损坏就意味着整台机器报废。
与其他家用产品不同的是，电热水器没有必要频繁升级换代，出于安全性和经济性的考虑，热水器的耐用性才是厂商需要绞尽脑汁的。
对于热水器来说内胆是最关键的，从一定意义来说，内胆的品质就代表热水器的品质。
目前的内胆技术纷繁复杂，但究其本质目标都是一样的：保温、耐压、不生锈、无水垢、不渗水是内胆的基本要求。
市场上常见的类型有搪瓷内胆、不锈钢内胆、钛金内胆、金圭内胆等，搪瓷内胆抗疲劳性差，不锈钢内胆焊缝容易漏水，目前比较先进的内胆主要是钛金内胆。
除了对耐用性的不懈追求，智能化技术运用是今后技术发展的一个普遍趋势。
燃气热水器设有自动恒温控制，停气自动关机，超水温泄压等安全保护功能，即使临时停气，仍有储存的热水使用。
智能化技术的运用有两个好处，一是更方便，二是更节能，按照用户的使用习惯提前预先加热，让使用者随心享用热水。
而在非用水时间则启动中温保温方程式，根据设定温度计算出最节能的保温温度，减小热水器内外温差，因而大大减少保温加热次数，真正做到不拔插头更省电。
在节能上冰箱等家电产品已经走在了前面，热水器这种用电量很大的产品更加应该推进节能技术的普及。
对于传统的电热水器行业而言，要想出现本质性的突破几乎是不可能的，而在功能上不断提升，抓住人性化需求，却是一条可行之路。
