f5015a3型号热水器温度控制的设计(附件)【字数：7906】
目前科学技术水平仍然以摩尔定律的速度，改变着我们的生活。其中以电子产品发展最为快速，已然向着智能化方面发展，因此基于各类传感器、视觉系统以及自动化系统开始大面积被应用于民用产品中，增强人们的使用体验。这些智能化、自动化电子电力产品中，大部分是以单片机为核心运作的。本文的设计课题是基51单片机技术和温度传感器技术基础上实现的智能温度控制系统，针对F50-15A3型热水器为研究对象，在智能温度识别与自动控制上进行详细设计。为了方便用户实际使用，该系统支持数字显示，同时支持按键控制和红外遥控两个控制方法，可以依据用户的需求实现自动控温的作用。
目录
引 言 1
（一）设计的背景和意义 1
（二）国内外研究现状 1
（三）毕业设计研究内容、拟解决的主要问题 2
（四）毕业设计研究方法、步骤及措施 2
二、系统硬件方案选择 3
（一）硬件方案的选择 3
（二）系统总体方案 4
三、系统硬件设计 5
（一）STC89C51单片机最小系统的设计 5
（二）显示电路模块的设计 6
（三）温度采集模块的设计 8
（四）红外遥感电路模块的设计 9
（五）报警模块电路的设计 9
（六）继电器驱动电路设计 9
（七）独立按键电路的设计 10
（八）主程序设计 11
结论 12
参考文献 13
附录A：仿真电路图 14
附录B：PCB电路图 15
附录C：硬件实物图 16
谢辞 17
引 言
（一）设计的背景和意义
科技发展推动着经济水平的提升，在今天人民物质生活水平的提升引领着对电器智能化的需求，而电力也越发显得重要。因此我国大力发展电力产业，不论是发电站、输电站还是电力销售公司，都开始对电力服务提供过程中的智能控制提出了明确需求。比如对于输电企业的对传输电压的智能控制来减小电力的损耗，在变压站，通过智能识别输电压力以及周边温度环境的情况对电压和设备工作状态进行智能控制，从而提高变电效率，减少使用风险。而居民生活中，对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
于智能控制也有了非常广泛的应用，比如智能温控技术在热水器上的应用就是刚性需求。热水器作为人们日常生活的基本生活保障，对于电力的消耗还是比较大的，此外对于使用热水器的方便程度仍存有待改进，为了解决热器能源损耗以及使用便捷性的问题，目前市场上使用了温度传感器以及红外遥感控制技术，来通过继电器来对加热装置进行控制，并通过51单片机的控制来实现温度预设的功能，从而解决使用便捷性的问题。通过智能控制的应用一方面可以减少电力资源的损耗，提升人们使用的方便性，还可以通过弱电控制强电的原理，采用智能控制来防止触电危险的发生和维修过程中可能发生的危险，提升电器的使用安全性。
自世界首台F5015A3型号热水器面世以来，该机型逐渐被人们所关注，其应用市场也开始从工业用转向了家用，此后又结合了智能温控技术的智能温控热水器。由于受到了市场客户的好评，因此各制造厂家也开始不断的对其进行深入研究，希望可以设计出更安全，更节能，更智能的F5015A3型热水器，从而获得产品的成功同时，为用户提供更加舒适的服务。本次设计中涉及的智能温度控制器正是基于51单片机控制的系统，采用可视化控制的原则，在确保安全性和适用性的基础上，设计一款应用广、效率高、智能程度高的热水器智能控制产品，从而提升我国热水器在智能领域的技术发展。
（二）国内外研究现状
热水器的发展分别大型的中央供热系统和小型的家用热水器供热系统两个方面，而家用热水器则是以F5015A3型号为主。人们生活水平提升，也带了对能源的要求的提升，因此传统的燃料供应不仅仅成本高昂，更是对环境产生大量的污染，因此基于电力的加热装置获得了社会的广泛推崇。再加上人们对于生活便利性的需求，造成了传统燃料F5015A3型被淘汰，而智能型产品被广泛认可的形势。在智能化发展的过程中，单片机是最被认可的技术，不论是电力还是民用方面，都开始向智能化方面发展。其智能化的部分主要体现在功率自动调节、数字面板显示以及智能恒度控制等几个方面。智能功能的实现是基于多个控制电线和感应电路来完成的，包括了温度检测功能模块、加热控制模块、以及控制信息和温度状态显示模块组成。此外还需要通过51单片机的计算能力，将用于控制温度加热功能的指令进行转换从而实现控制加热模块的功能，并通过PID计算来实现智能控制的目的。在实现整个功能过程中需要进行主函数、扫描子函数、按键处理子函数、温度检测函数以及加热控制函数的程序编写来配合51单片机的信息处理功能。
而目前，市场上已经获得广泛应用的智能热器包括了美的公司、公司等，其还在智能控制的基础上进行了差异化产品开发，发布了双管加热以及3D速热功能的多高效加热产品，带漏电保护器、防电墙的主打安全性的产品，以及变频增容、多口出水和预约功能的节能型产品。因此传统的F5015A3型正在被智能技术进行彻底的改造与颠覆，其中尤其以海尔的F5015A3型号热水器最为智能化，该产品中光智能和节能技术就达到了8项，银海象A6更是突出了智能记忆功能，通过单片机的高性能计算能力，使热水器的智能温控技术得到了质的提升。
（三）毕业设计研究内容、拟解决的主要问题
本次设计是以单片机为核心，实现热水器加热温度进行控制的主要功能为目标的设计方案，当热水器的水温达到预设温度后进行断电控制，从而实现温控的同时节约电能，并通过测试传感器定时对水温进行检测，当水温低于预设温度时再恢复加热，实现恒温控制的功能。在本次设计中，主要是通过51单片机来对显示模块、蜂鸣器报警模块以及数字显示模块进行管理，从而实现整个智能系统的控制。其中控制模块是指对加热装置以及预设温度的设置模块；报警模块是通过蜂鸣器的通断电来实现的；显示管和指示灯来实现显示功能；DS18B20温度传感器用于实现温度的检测识别；同时可增加定时控制功能。
拟解决的问题：
1.由于对烙铁焊接技术的不熟练，可能会造成元器件焊接虚焊或者接触不良的情况，因此需要通过练习来解决。
2.对于单片机的编程，属于入门级水平，需要在实践过程中边摸索边进步，从而实现对系统的有效控制。
3.在对单机进行编程时，会涉及繁琐的调试工作，因此必须对每个环节进行逐个检查，确保各函数之间的逻辑关系不存在操作漏洞，确保控制的可靠性。
4.在设计过程中，由于经验不足，可能会出现，设计内容与要求不符或者不能实现设计目标的情况，需要在实践中逐步解决。
（四）毕业设计研究方法、步骤及措施
目录
引 言 1
（一）设计的背景和意义 1
（二）国内外研究现状 1
（三）毕业设计研究内容、拟解决的主要问题 2
（四）毕业设计研究方法、步骤及措施 2
二、系统硬件方案选择 3
（一）硬件方案的选择 3
（二）系统总体方案 4
三、系统硬件设计 5
（一）STC89C51单片机最小系统的设计 5
（二）显示电路模块的设计 6
（三）温度采集模块的设计 8
（四）红外遥感电路模块的设计 9
（五）报警模块电路的设计 9
（六）继电器驱动电路设计 9
（七）独立按键电路的设计 10
（八）主程序设计 11
结论 12
参考文献 13
附录A：仿真电路图 14
附录B：PCB电路图 15
附录C：硬件实物图 16
谢辞 17
引 言
（一）设计的背景和意义
科技发展推动着经济水平的提升，在今天人民物质生活水平的提升引领着对电器智能化的需求，而电力也越发显得重要。因此我国大力发展电力产业，不论是发电站、输电站还是电力销售公司，都开始对电力服务提供过程中的智能控制提出了明确需求。比如对于输电企业的对传输电压的智能控制来减小电力的损耗，在变压站，通过智能识别输电压力以及周边温度环境的情况对电压和设备工作状态进行智能控制，从而提高变电效率，减少使用风险。而居民生活中，对 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
于智能控制也有了非常广泛的应用，比如智能温控技术在热水器上的应用就是刚性需求。热水器作为人们日常生活的基本生活保障，对于电力的消耗还是比较大的，此外对于使用热水器的方便程度仍存有待改进，为了解决热器能源损耗以及使用便捷性的问题，目前市场上使用了温度传感器以及红外遥感控制技术，来通过继电器来对加热装置进行控制，并通过51单片机的控制来实现温度预设的功能，从而解决使用便捷性的问题。通过智能控制的应用一方面可以减少电力资源的损耗，提升人们使用的方便性，还可以通过弱电控制强电的原理，采用智能控制来防止触电危险的发生和维修过程中可能发生的危险，提升电器的使用安全性。
自世界首台F5015A3型号热水器面世以来，该机型逐渐被人们所关注，其应用市场也开始从工业用转向了家用，此后又结合了智能温控技术的智能温控热水器。由于受到了市场客户的好评，因此各制造厂家也开始不断的对其进行深入研究，希望可以设计出更安全，更节能，更智能的F5015A3型热水器，从而获得产品的成功同时，为用户提供更加舒适的服务。本次设计中涉及的智能温度控制器正是基于51单片机控制的系统，采用可视化控制的原则，在确保安全性和适用性的基础上，设计一款应用广、效率高、智能程度高的热水器智能控制产品，从而提升我国热水器在智能领域的技术发展。
（二）国内外研究现状
热水器的发展分别大型的中央供热系统和小型的家用热水器供热系统两个方面，而家用热水器则是以F5015A3型号为主。人们生活水平提升，也带了对能源的要求的提升，因此传统的燃料供应不仅仅成本高昂，更是对环境产生大量的污染，因此基于电力的加热装置获得了社会的广泛推崇。再加上人们对于生活便利性的需求，造成了传统燃料F5015A3型被淘汰，而智能型产品被广泛认可的形势。在智能化发展的过程中，单片机是最被认可的技术，不论是电力还是民用方面，都开始向智能化方面发展。其智能化的部分主要体现在功率自动调节、数字面板显示以及智能恒度控制等几个方面。智能功能的实现是基于多个控制电线和感应电路来完成的，包括了温度检测功能模块、加热控制模块、以及控制信息和温度状态显示模块组成。此外还需要通过51单片机的计算能力，将用于控制温度加热功能的指令进行转换从而实现控制加热模块的功能，并通过PID计算来实现智能控制的目的。在实现整个功能过程中需要进行主函数、扫描子函数、按键处理子函数、温度检测函数以及加热控制函数的程序编写来配合51单片机的信息处理功能。
而目前，市场上已经获得广泛应用的智能热器包括了美的公司、公司等，其还在智能控制的基础上进行了差异化产品开发，发布了双管加热以及3D速热功能的多高效加热产品，带漏电保护器、防电墙的主打安全性的产品，以及变频增容、多口出水和预约功能的节能型产品。因此传统的F5015A3型正在被智能技术进行彻底的改造与颠覆，其中尤其以海尔的F5015A3型号热水器最为智能化，该产品中光智能和节能技术就达到了8项，银海象A6更是突出了智能记忆功能，通过单片机的高性能计算能力，使热水器的智能温控技术得到了质的提升。
（三）毕业设计研究内容、拟解决的主要问题
本次设计是以单片机为核心，实现热水器加热温度进行控制的主要功能为目标的设计方案，当热水器的水温达到预设温度后进行断电控制，从而实现温控的同时节约电能，并通过测试传感器定时对水温进行检测，当水温低于预设温度时再恢复加热，实现恒温控制的功能。在本次设计中，主要是通过51单片机来对显示模块、蜂鸣器报警模块以及数字显示模块进行管理，从而实现整个智能系统的控制。其中控制模块是指对加热装置以及预设温度的设置模块；报警模块是通过蜂鸣器的通断电来实现的；显示管和指示灯来实现显示功能；DS18B20温度传感器用于实现温度的检测识别；同时可增加定时控制功能。
拟解决的问题：
1.由于对烙铁焊接技术的不熟练，可能会造成元器件焊接虚焊或者接触不良的情况，因此需要通过练习来解决。
2.对于单片机的编程，属于入门级水平，需要在实践过程中边摸索边进步，从而实现对系统的有效控制。
3.在对单机进行编程时，会涉及繁琐的调试工作，因此必须对每个环节进行逐个检查，确保各函数之间的逻辑关系不存在操作漏洞，确保控制的可靠性。
4.在设计过程中，由于经验不足，可能会出现，设计内容与要求不符或者不能实现设计目标的情况，需要在实践中逐步解决。
（四）毕业设计研究方法、步骤及措施
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