基于单片机的家用热水器控制系统设计

论文总字数：12392字

摘 要

随着我国的科学技术不断发展，单片机技术也越来越普遍。热水器是经常会使用到的家用电器，所以设计了一款以单片机为主的家用热水器控制系统，可以提高热水器的使用性能。本设计主要采用STC89C52作为系统的主控制器，使用温度传感器DS18B20检测热水器中的水温，通过LCD1602液晶显示水温值，具有3个按键可以设定热水器的水温值。在热水器的水位检测上通过按键模拟水位上线和水位下限传感器，当热水器中的水位低于下限值的时候会自动的注水，注水电路和加热电路使用单片机驱动继电器实现。实验结果表明，本设计的热水器控制系统可以实现自动加热，恒温保持，自动蓄水等功能，证明本设计的可行性。

关键词：热水器,温度,水位,控制

Abstract：With the continuous development of science and technology in China, SCM technology is becoming more and more common. Water heater is the household electrical appliance that can be used frequently, so design a kind of home water heater control system with single-chip microcomputer, can improve the use performance of water heater. STC89C52 this design is mainly used as the main controller in the system, using temperature sensor DS18B20 detection in the boiler water temperature, and through LCD1602 LCD display water temperature value, with three buttons can be set water temperature value of the water heater. Simulated by the buttons on the water heater water level detection of water level line and the lower limit water level sensor, when in the boiler water level is lower than the lower limit value will automatically water injection, water injection and heating circuit using single chip microcomputer relay implementation. The experimental results show that the designed water heater control system can realize automatic heating, constant temperature maintenance, automatic water storage and other functions to prove the feasibility of this design.

Keywords：water heater, temperature, water level, control

目 录

1绪论 3

1.1课题研究的背景 3

1.2课题研究的意义 3

1.3论文的主要设计内容 4

1.4论文的章节安排 4

2 系统整体方案设计 5

2.1整体硬件框图设计 5

2.3主要芯片的选择 5

2.3.1单片机模块选择 5

2.3.2显示模块 6

2.3.3温度传感器模块 6

2.3.4水位传感器选择 7

3系统硬件电路设计 7

3.1电源电路设计 8

3.2单片机模块电路设计 8

3.2.1单片机介绍 8

3.2.2单片机硬件电路设计 9

3.3水温检测电路设计 10

3.4水位检测电路设计 10

3.5显示模块电路设计 11

3.6按键电路的设计 12

3.7自动加热加水电路 12

3.7.1自动加热电路设计 12

3.7.2自动加水电路设计 13

3.8报警电路设计 13

4系统软件系统设计 14

4.1主程序流程图设计 14

4.2温度采集序设计 15

4.3按键检测程序设计 15

4.4报警程序设计 16

5系统的调试与仿真 17

5.1仿真结果 17

5.2实物系统调试 20

结 论 21

参 考 文 献 22

致 谢 23

1 绪论

1.1课题研究的背景

随着科学技术的不断的发展和进步，人们的生活水平也有了很大的提高。为了方便人们的生活，各种各样的家用电器都出现在人们的生活中，热水器就是其中一个重要的家用设备，特别是在冬天天气寒冷热水器更是发挥了重要的作用，可以保证在洗漱的时候用到热水。热水器是家家户户都会使用的家用电器，市场上热水器的样式各种各样，但主要的原理都是通过加热设备给水进行加热，把水加热到设定的温度值。常见的热水器有电热式热水器、太阳能热水器、燃气热水器三种主要的类型，普遍使用电热式热水器。电热式热水器在使用的过程中需要使用电能，热水器加热速度的快慢和热水器的功率还有热水器的容积都有一定的关系。因此合理的控制热水器对于节约电能来说具有重要的意义。本次设计以单片机为控制核心设计了一款基于单片机的家用热水器控制系统，可以合理的对热水器进行控制，保证热水器工作在安全和可靠的状态。

1.2课题研究的意义

  本设计了一款以单片机为核心的家用热水器，现在科学技术越来越普遍，家用智能电器也是在市场上越来越畅销，不再是单一的太阳能热水器，就算在阴天、下雨天也可以让热水器里面有热水，而且热水器操作简单也方便，所以即能达到要求的目的，又能达到用户使用时的安全性。

（1）作为一个单片机控制系统来说，单片机在系统中的地位是至关重要的地位，单片机会通过控制程序把硬件和软件更好的结合在一块。所有的输入输出信号、显示信号、报警信号等都是通过单片机进行控制的，因此单片机的性能的好坏直接影响系统的稳定性和可靠性。

（2）示模块是系统中不可缺少的组成部分，他可以给使用者一个直观的状态显示。使用者根据显示的内用就可以看到每个传感器检测的参数和系统当前的工作状态。

（3）温度传感器是一种可以检测环境温度的器件，可以将环境的温度信息转换为电信号，从而提供给单片机记性处理，本次设计的热水器控制系统中，需要对热水器中的水温的变化情况进行检测

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