基於AT89C51 单片机快热式家用电热水器.PDF

基於AT89C51 單片機 快熱式家用電熱水器 第4 組 科目：單晶片8051 系別年級：廈門專班 學號：0A30F217 姓名：林超 （參考資料：用AT89C51 單片機設計智慧家用電熱水器） 摘 要 隨著人們生活水準的不斷提高，單片機控制無疑是人們追求的目標之一， 它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中家用電熱水器就是一個典型的例子。 電熱水器是一種可供浴室、洗手間及廚房使用的家用電器，市場上傳統的機械式 電熱水器控制精度低、可靠性差，隨著人們生活品質的提高，人們對電熱水器的 要求越來越趨向于智慧化和數位化，本文採用 AT 89C 51 單片機作為控制器設 計了一款智慧家用電熱水器，基本實現了智慧控制功能。本文分別對硬、軟體進 行設計說明。硬體包括加熱控制電路，ADC 模數轉換電路設計，AD590 測溫電路 設計，鍵盤／顯示介面電路設計；軟體部分給出了部分程式流程圖的設計，包括 系統主程序、鍵盤掃描處理副程式及計時器中斷副程式。 第1 章 智能家用电热水器的设计 1.1 系统硬件设计 系统设计硬件原理结构如图 1 所示。系统以高性价比的 AT 89C 51 单片机 为核心，由 AD590 测温电路、 ADC0804 模数转换电路、键盘／显示电路、双向 可控硅驱动电路 MOC3041 、双向可控硅 TLC 336A 组成加热器控制电路。 1.1.1 控制器电路设计 本系统选择 AT 89C 51 作为主控制器， P0 口作为ADC0804 转换数据的输 入端。 P1 ． 4 接 ADC0804 的 INTR 端检测数据转换是否结束， P1 ． 0 ～ P1 ． 3 的输出信号接到译码器 7447 上作为数码管的显示数据， P1 ． 5 ～ P1 ． 7 则作为 4 个数码管的位选信号控制。 P2 口用来连接矩阵键盘，实现 电热水器加热水温的动态设定。P3 ．1 用于控制加热器电路的通断，P3 ．2 连接加热状态指示灯， P3 ．3 连接电源状态指示灯， P3 ．6 用于控制 ADC 转换器的启动， P3 ． 7 用于控制读取 ADC 的转换结果。 1.1.2 键盘／显示接口电路设计 系统中键盘的功能主要用于用户输入和修改设定的温度。键盘设计 12 个按 键，其中 0 ～ 9 数字键用于温度的输入和修改。功能键一个 (* 号键 ) ，具 有双重功能，第一次按为“设定”温度，用于进入设定温度模式，第二次按为“确 认”设定温度，用于设定温度输入结束后的确认。 # 号键未定义，可用于其它 扩展。键盘采用行列式设计，12 个按键排成 3 × 4 矩阵。设计中用单片机 P2 口的P2 ． 0 ～ P2 ． 3 接键盘的 4 根行线， P2 ． 5 ～ P2 . 7 接3 根列 线。温度显示电路由 3 位七段码 LED 显示器组成，单片机用 P1 口输出段码和 控制信号，通过 7447 TTL BCD 译码器译码，用 3 个共阳极 LED 动态显示温度 的各个数位。 1.1.3 AD590 测温电路设计 AD590 测温范围为－ 55 ％～ + 150 ℃ ，满足人们日常生产和生活中的温 度范围；电源电压可在 4V ～ 6V 范围变化，可以承受 44V 正向电压和 20V 反 向电压，因而器件反接也不会被损坏； AD590 产生的电流与绝对温度成正比， 具有非常好的线性输出性能，温度每增加 1 ℃ ，其电流增加 1 μA 。 为了提高精度，扩大测量范围，在 A ／D 转换前还要将信号加以放大并进 行零点迁移。当温度变化时，AD590 会产生电流变化， AD590 的电流通过一个 10k Ω的电阻时。这个电阻上的压降为 10mV ，即转换成 10mV ／K ，为了让 10k Ω电阻精确，可用一个9k Ω的电阻与一个2 k Ω电位器串联，然后通过 调节电位器来获得精确的 10k Ω。运算放大器A1 接成电压跟随器形式，以增 加信号的输入阻抗，由运放 A2 减去 2 ． 732 做零位调整 ( 即把绝对温度转 成摄氏温度 ) ，最后由运放 A3 反相并放大 5 倍输送给 A ／D 转换器。 1.1.4 ADC 模数转换电路设计 AD590 测温