毕业论文：基于单片机的热水器水温控制系统设计(完整版).doc

引 言 1 第一章 总体结构和方案论证 2 第1.1节 系统总体结构和原理图 2 第1.2节 方案论证 3 1.2.1 电源模块文案论证 3 1.2.2 主控芯片模块方案论证 3 第二章 主要元器件介绍 4 第2.1节 LM7805 4 第2.2节 AT89C51 4 第2.3节 集成温度传感器DS18B20 5 第2.4节 光电耦合器 5 第2.5节 继电器 6 第三章 系统硬件电路设计分析 7 第3.1节 系统电源的设计和分析 7 第3.2节 温度传感电路的设计与分析 7 第3.3节 水位采集和按钮电路的设计与分析 7 第3.4节 数据显示电路的设计与分析 8 第3.5节 继电器和蜂鸣器电路的设计与分析 8 第3.6节 遥控电路的设计与分析 8 第四章 系统软件设计 10 第4.1节 系统程序设计流程图 10 第4.2节 系统总的程序如下： 17 第五章 产品的制作与调试 18 第5.1节 PCB板图的及产品的制作 18 5.1.1 电路图的绘制 18 5.1.2 PCB板的制作 18 第5.2节 元件安装焊接 18 5.2.1 元件安装的基本要求与原则 18 5.2.2 焊接注意的基本事项 18 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，因此我们采用单片机作为控制中心设计了这个热水器自动控制系统。 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.它具有抗干扰能力强,工作可靠稳定,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,该设计将实现如下的功能： 1、对温度精确控制.采用DS18B20实时采集热水器内水温，将采集到的温度送单片机处理,然后用数码管进行实时显示。 2、可以设定要加热到的温度，当水温达到设定温度时停止加热。. 3、可靠的水位采集电路，同时水位分为两个档，当低于第一个档位时，鸣蜂器响10秒起到提示报警作用；当低于第二个水位时，停止加热，防止干烧。 4、配备遥控器，操作更加方便。 总体结构和方案论证 第1.1节 系统总体结构和原理图 为了使设计具有高可靠性，与实际运用的紧密结合性，从经济、实用的角度出发，我们对热水器自动控制系统进行精心的设计，在设计过程中，我们综合多方面的知识进行分析。系统的整体结构图如下图所示： 图1.1热水器自动控制系统方框图系统0017理方框图 该系统主要有：电源电路、温度与水位采集电路、显示电路，报警电路、输出控制电路、加热电路、红外接收和发送模块等。 系统总原理图： 图1-2系统整体电路图 电路分析我们在下一章节中进行分析。 第1.2节 方案论证 1.2.1 电源模块文案论证 方案一：采用串联反馈式稳压电路获得直流稳压电源。该电路由比较放大电路、稳压管、三极管、限流电阻及两个取样电路组成，此电路由主回电路式起调整作用的BJTT与负载串联而得名的。但它的输出电源不可能绝对稳定的，只能是基本稳定，且负载电流较大时，调整管的集电极损耗大，电源效率低，有时还要配有庞大的散热装置。 方案二：本设计用到的电源为5V，属于中小功率稳压电源，所以可以采用三端稳压芯片LM7805。用其设计的是线性开关，线性稳压电路，具有结构简单、调节方便、输出电压稳定性强、文波电压小等优点，但是，在负载电流较大且输出电压较低时，其自身的功耗很大。但如果给本系统供电，完全满足要求。 综上