《毕业设计：家用快热式电热水器设计》.doc

PAGE  PAGE 42 目 录 摘要2 关键词2 一、前言2 二、快热式家用电热水器设计的技术要求2 三、设计方案的选择和认证2 四、快热式家用电热水器系统设计3 1：系统总体方案设计3 2：控制系统的硬件组成及工作原理3 3：控制系统总硬件电路的设计4 3.1 温度检测电路5 3.1.1 温度和温度传感器 5 3.1.2 DS18B20与单片机的接口电路5 3.1.3 DS18B20写数据时序6 3.1.4 DS18B20读数据时序6 3.1.5 DS18B20数据传输格式6 3.1.6 DS18B20的工作时序7 3.2 输出控制电路7 3.3 过零检测电路与5V稳压电路9 3.3.1 过零检测工作原理9 3.3.2 5V稳压电路原理9 3.4 液晶显示电路10 3.4.1 I/O说明10 3.4.2 工作时序11 3.5 流量检测电路11 3.6 报警电路 13 3.7 单片机的选择 14 4：控制系统的软件设计15 4.1 主程序15 4.2 显示温度函数16 4.3 设置函数17 4.4 中断子函数即加热控制程序18 五、在调试过程中遇到的问题19 六、结束语20 七、参考文献20 八、附录20 附录1 程序清单20 附录2 总电路设计图39 附录3 元器件明细表39 快热式家用电热水器的设计 摘要: 本设计的快热式电热水器系统是以C语言编写程序,以单片机为核心,辅以按键,LCD12864为显示器件,利用DS18B20检测到的数字温度信号反馈到单片机,从而测出温度,对于加热控制,采用了双向可控硅控制,单片机通过光耦给可控硅触发信号,控制可控硅的导通角,从而控制电热丝的功率,为了在停机或超温保护的状态下能可靠的关断加热电源,电路中加入了继电器控制加热电源.其中串联在继电器线圈回路的熔丝温度为105℃时,热保险丝会熔断,防止加热管干烧,与电热丝并联的LED发光管用来指示电热丝的工作状态. 关键词: 快热式电热水器 LCD12864液晶 DS18B20 过零检测 可控硅 前 言 近几年来,随着人们的生活水平的不断提高,热水器已成为日常生活中不可缺少的家用电器,设计制造更实用,更方便,更安全,更节能的热水器是产品设计师和生产商家不断追求的目标,快热式热水器与普通的热水器的最大区别是他取消了储水罐,热水随开随用,不需预热,减少了电能浪费,另外还具有体积小.使用安全,安装方便等优点. 根据国家住宅设计规范(GF50096-1999)现有商品住房的电器线路导线必须采用铜芯线，家庭电路设计一般是：进户线6—10平方，照明2.5 平方，插座4 平方，空调6 平方。所以,现购新标准住宅用户,都有条件使用上述这种安全,方便的快热式热水器,确保产品的万无一失,安全系数达100%,(如果导线不能达到上述要求时,需专线供电).通过检测,快热式比传统的热水器可节省40%的能耗,用多少热水加热多少,解决了热水用不完时的浪费和使用中途热水供应不足的现象,热水利用率100%,因为他不要提前预热,也不要保温,省去了大量的额外开支,给用户带来真正的实惠,快热式热水器作为新型环保产品在我国广泛使用已是大势所趋,更符合现代消费潮流. 二、快热式家用电热水器设计的技术要求： 1.在正常运行状态下显示出水温度,在待机状态下,显示“--” 2.温度检测显示范围00～99℃,精确±1℃. 3.设置7个功率档位,设定温度范围为1～65℃,液晶实时显示当前档位和设定温度 4.设置3个轻触按钮,分别为设置键, “+”键和“-”键，加热功率分为0～6档可调,设定温度为1～65℃可调,当第一次按一下设置键时,则可以按“+”键和“-”键设定设定温度,当第二次按一下设置键时,则可以按“+”键和“-”键设定功率档位,当第三次按一下设置键时,则返回到当前状态 5.出水温度超过69℃时,停止加热,并蜂鸣报警, 6.内胆温度超过105℃时停止加热,防止干烧 三、设计方案的选择和论证： 方案一:用热敏电阻组成电桥来采集信号,再经放大,A/D转换后送给单片机,再由数码管显示,通过可控硅控制发热管,这种方法,线路复杂,不直观. 方案二:用DS18B20采集温度,直接将数字信号送给单片机,再由LCD12864液晶显示,通过可控硅控制发热管,这种方法,线路比前者简单,且读取温度准确度高,采用大屏液晶显示,同时能显示当前温度,设定档位,设定温度,和当前状态,使用户一目了然.所以采用方案二. 四、快热式家用电热水器系统设计： 1:系统总体方案设计 在本系统中,需要检测的输入信号有出水温度和水流检测信号等,需要输出的信号主要是双向可控硅的导通时间以控制加热功率的大小.液晶的实时显示,并