单片机恒温电热水器控制系统设计
目 录
一、绪论 1
(一)课题研究背景 1
(二)课题研究现状 1
(三)课题研究的意义 1
二、恒温电热水器器控制系统设计方案 3
(一)设计方案 3
(二)任务要求 3
(三)AT89C51单片机 3
(四)DS18B20温度传感器 4
(五)LCD液晶显示器 5
三、硬件设计 7
(一)恒温电热水器设计框图 7
(二) AT89C51单片机最小系统 8
1.时钟电路 8
2.复位电路 8
3.电源电路 9
(三)按键电路 9
(四)LCD1602液晶显示电路 9
(五)DS18B20温度传感器电路 10
(六)警示电路 11
(七)24C02存储电路 12
(八)加热电路 13
四、软件设计 14
(一)主程序设计 14
(二)LCD液晶显示器流程 15
(三)温度传感器检测流程 16
(四)报警流程 17
五、 系统调试 18
(一)仿真图设计 18
(二)仿真调试 19
五、总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录1:总设计原理图 24
附录2:源程序 25
一、绪论
(一)课题研究背景
目前电热水器已成为日常生活中不可缺少的家用电器，给人们的生活带来了便利。家用电热水器具有体积小、使用安全、安装方便等优点。普通电热水器系统对热水器进行水温的加热，水温加热到设计定的温度后，加热系统就会停止加热，一直等到下次重新启动加热装置后，系统才会再一次加热，这样不能有效的保持加热器的水温温度。需要对原有的加热装置进行改进，使其能保持加热器中水温能达到一个恒温的状态。
为了保持加热器水箱中的水温在恒定值，需要设计一个热水器恒温系统，通过该装置能够实现电热水器的温度自动控制。在这电热水器系统中，通过温度传感器系统检测热水器中
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器进行水温的加热，水温加热到设计定的温度后，加热系统就会停止加热，一直等到下次重新启动加热装置后，系统才会再一次加热，这样不能有效的保持加热器的水温温度。需要对原有的加热装置进行改进，使其能保持加热器中水温能达到一个恒温的状态。
为了保持加热器水箱中的水温在恒定值，需要设计一个热水器恒温系统，通过该装置能够实现电热水器的温度自动控制。在这电热水器系统中，通过温度传感器系统检测热水器中的水温，当加热的水温达到了设定值，此时系统就会停止加热，热水器的水温保持一段时间的温度。在经过一段时间后，热水器中的温度降低了，此时电热水器系统就会自行启动，开始给热水器加热，达到了设定的温度，此时系统就会停止加热。过一段时间，水温降下来了，系统又会开始加热，如此反复循环，达到恒温保持水温的目的。这种控制方式能可靠的保证水温在恒温，给用户洗浴提供了可靠的保证。
(二)课题研究现状
技术不断的进步，电热水器也在不断的发展。国内外有一些公司，重点研究电热水器的发展，设计了许多满足社会市场需求的智能电热器系统。电热水器能适应任何天气变化，普通家庭可直接安装使用，长时间通电可以快速加热。使用时不产生废气，既安全又卫生。这种设计出来的电热水器成本比较高，需要对技术进一步的改良，设计出更完善能满足众多用户需求的产品。
电热水器的广泛使用，市场前景一片光明，为此在这种情况下，需要设计出之智能的电热水器控制系统，通过对水箱中的温度传感器实现实时的检测水箱的温度，温度低了，加热电路会给热水器加热。若温度高了，此时加热电路，停止加热。如此反复循环的控制，实现了恒温控制水箱水温的目的，这种控制方式，更加的智能化，自动化，对电热水器的发展和研究方向很有意义。
(三)课题研究的意义
太阳能热水器的出现给人们的生活带来了便利，但是，太阳能热水器收到天气的影响，存在不稳定的因素，比如阴天和下雨时。然而电热水器的出现，又一次推动了热水器的改革，不会受到天气的影响，而且还能保持水箱的温度达到恒温状态，为此研究一款智能的电热水器系统，在人们的生活中，能够保证人们随时可以用到热水。这种电热水器的到来，方便了人们的生活，人们可以使用热水器中的水，洗衣服，洗完，洗手，洗澡等。设计的这种电热水器，结构和功能都很完善，电路设计的成本比较低，有很好的开发前景。这种电热水器主要是通过单片机实现控制，通过温度传感器检测温度，加热电路给系统的水温加热，使其水温保持恒温状态。通过这种方式，实现电热水器中的水温达到恒温，为此设计了恒温电热水器控制系统。
二、恒温电热水器器控制系统设计方案
(一)设计方案
本次设计的恒温电热水器系统，以单片机AT89C51为核心，由温度传感器DS18B20检测电路、LCD1602液晶显示电路、24C02存储电路、加热电路、按键电路、报警电路等组成。具体设计的方案如下：
在恒温电热水器控制系统中，通过DS18B20温度传感器来采集热水器中的水温，采集的温度传送给单片机，单片机对温度数据进行计算和处理，最终，温度数据通过LCD1602液晶显示器实时的显示。如果热水器加热的温度达到了设定的温度时，此时系统就会报警，并且热水器加热电路停止加热。对温度的设定，通过24C02存储器存储设定的水温上限值。如果热水器的温度低于设定的水温，系统又会开始加热，如此循环保持水箱的温度在恒温状态。
(二)任务要求
在本次单片机恒温电热水器控制系统中，主要要完成以下几点要求：
（1）温度的检测：通过DS18b20温度传感器来采集电热水器中水位的温度。
（2）恒定温度的设定：通过按键按键，设定电热水器的恒定温度。
（3）LCD液晶显示器能实时的显示热水器中的水温：温度传感器检测的水温，经过单片机数据处理后，最终在LCD液晶显示器上实时的实现出来。
（4）加热装置：当电热水器中的水温低于设定的温度，此时加热装置启动。当电热水中的温度达到了设定的温度时，此时系统就会停止加热。
（5）声报警：电热水器中的温度高于设定的温度，此时系统装置就会报警。
(三)AT89C51单片机
单片机恒温电热水器控制系统中，选择AT89C51单片机芯片，来实现电热水器系统的控制。
AT89C51是一种低功耗的8位
一、绪论 1
(一)课题研究背景 1
(二)课题研究现状 1
(三)课题研究的意义 1
二、恒温电热水器器控制系统设计方案 3
(一)设计方案 3
(二)任务要求 3
(三)AT89C51单片机 3
(四)DS18B20温度传感器 4
(五)LCD液晶显示器 5
三、硬件设计 7
(一)恒温电热水器设计框图 7
(二) AT89C51单片机最小系统 8
1.时钟电路 8
2.复位电路 8
3.电源电路 9
(三)按键电路 9
(四)LCD1602液晶显示电路 9
(五)DS18B20温度传感器电路 10
(六)警示电路 11
(七)24C02存储电路 12
(八)加热电路 13
四、软件设计 14
(一)主程序设计 14
(二)LCD液晶显示器流程 15
(三)温度传感器检测流程 16
(四)报警流程 17
五、 系统调试 18
(一)仿真图设计 18
(二)仿真调试 19
五、总结 21
参考文献 22
致 谢 23
附录1:总设计原理图 24
附录2:源程序 25
一、绪论
(一)课题研究背景
目前电热水器已成为日常生活中不可缺少的家用电器，给人们的生活带来了便利。家用电热水器具有体积小、使用安全、安装方便等优点。普通电热水器系统对热水器进行水温的加热，水温加热到设计定的温度后，加热系统就会停止加热，一直等到下次重新启动加热装置后，系统才会再一次加热，这样不能有效的保持加热器的水温温度。需要对原有的加热装置进行改进，使其能保持加热器中水温能达到一个恒温的状态。
为了保持加热器水箱中的水温在恒定值，需要设计一个热水器恒温系统，通过该装置能够实现电热水器的温度自动控制。在这电热水器系统中，通过温度传感器系统检测热水器中
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
器进行水温的加热，水温加热到设计定的温度后，加热系统就会停止加热，一直等到下次重新启动加热装置后，系统才会再一次加热，这样不能有效的保持加热器的水温温度。需要对原有的加热装置进行改进，使其能保持加热器中水温能达到一个恒温的状态。
为了保持加热器水箱中的水温在恒定值，需要设计一个热水器恒温系统，通过该装置能够实现电热水器的温度自动控制。在这电热水器系统中，通过温度传感器系统检测热水器中的水温，当加热的水温达到了设定值，此时系统就会停止加热，热水器的水温保持一段时间的温度。在经过一段时间后，热水器中的温度降低了，此时电热水器系统就会自行启动，开始给热水器加热，达到了设定的温度，此时系统就会停止加热。过一段时间，水温降下来了，系统又会开始加热，如此反复循环，达到恒温保持水温的目的。这种控制方式能可靠的保证水温在恒温，给用户洗浴提供了可靠的保证。
(二)课题研究现状
技术不断的进步，电热水器也在不断的发展。国内外有一些公司，重点研究电热水器的发展，设计了许多满足社会市场需求的智能电热器系统。电热水器能适应任何天气变化，普通家庭可直接安装使用，长时间通电可以快速加热。使用时不产生废气，既安全又卫生。这种设计出来的电热水器成本比较高，需要对技术进一步的改良，设计出更完善能满足众多用户需求的产品。
电热水器的广泛使用，市场前景一片光明，为此在这种情况下，需要设计出之智能的电热水器控制系统，通过对水箱中的温度传感器实现实时的检测水箱的温度，温度低了，加热电路会给热水器加热。若温度高了，此时加热电路，停止加热。如此反复循环的控制，实现了恒温控制水箱水温的目的，这种控制方式，更加的智能化，自动化，对电热水器的发展和研究方向很有意义。
(三)课题研究的意义
太阳能热水器的出现给人们的生活带来了便利，但是，太阳能热水器收到天气的影响，存在不稳定的因素，比如阴天和下雨时。然而电热水器的出现，又一次推动了热水器的改革，不会受到天气的影响，而且还能保持水箱的温度达到恒温状态，为此研究一款智能的电热水器系统，在人们的生活中，能够保证人们随时可以用到热水。这种电热水器的到来，方便了人们的生活，人们可以使用热水器中的水，洗衣服，洗完，洗手，洗澡等。设计的这种电热水器，结构和功能都很完善，电路设计的成本比较低，有很好的开发前景。这种电热水器主要是通过单片机实现控制，通过温度传感器检测温度，加热电路给系统的水温加热，使其水温保持恒温状态。通过这种方式，实现电热水器中的水温达到恒温，为此设计了恒温电热水器控制系统。
二、恒温电热水器器控制系统设计方案
(一)设计方案
本次设计的恒温电热水器系统，以单片机AT89C51为核心，由温度传感器DS18B20检测电路、LCD1602液晶显示电路、24C02存储电路、加热电路、按键电路、报警电路等组成。具体设计的方案如下：
在恒温电热水器控制系统中，通过DS18B20温度传感器来采集热水器中的水温，采集的温度传送给单片机，单片机对温度数据进行计算和处理，最终，温度数据通过LCD1602液晶显示器实时的显示。如果热水器加热的温度达到了设定的温度时，此时系统就会报警，并且热水器加热电路停止加热。对温度的设定，通过24C02存储器存储设定的水温上限值。如果热水器的温度低于设定的水温，系统又会开始加热，如此循环保持水箱的温度在恒温状态。
(二)任务要求
在本次单片机恒温电热水器控制系统中，主要要完成以下几点要求：
（1）温度的检测：通过DS18b20温度传感器来采集电热水器中水位的温度。
（2）恒定温度的设定：通过按键按键，设定电热水器的恒定温度。
（3）LCD液晶显示器能实时的显示热水器中的水温：温度传感器检测的水温，经过单片机数据处理后，最终在LCD液晶显示器上实时的实现出来。
（4）加热装置：当电热水器中的水温低于设定的温度，此时加热装置启动。当电热水中的温度达到了设定的温度时，此时系统就会停止加热。
（5）声报警：电热水器中的温度高于设定的温度，此时系统装置就会报警。
(三)AT89C51单片机
单片机恒温电热水器控制系统中，选择AT89C51单片机芯片，来实现电热水器系统的控制。
AT89C51是一种低功耗的8位
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