单片机的智能热水器设计(附件)【字数：8282】
/本课题是设计一款以STC89C51单片机为核心的多功能智能热水器，设计中对单片机控制多功能热水器更好的实现智能化进行了系统的分析。此次设计中主要分为软件系统设计和硬件系统设计两个部分，软件设计部分选取的是C语言作为编程语言来进行编程。硬件设计部分则对单片机最小系统、温度检测电路、电源电路等功能电路进行了详尽的介绍和分析，另外还把课题中主要运用到的芯片的性能特点结合实际进行了探究。设计的多功能智能热水器实现了自动上水、温度控制、预设时间等功能，具有使用便利、可靠程度高等特点，具有一定实用价值。
目录
一、引言 1
（一）设计的背景和意义 1
（二）热水器市场的现状 1
二、总体设计方案和设计思路 2
（一）设计思路 2
（二）设计要求 2
三、硬件系统设计 3
（一）单片机控制系统的选择 3
（二）系统设计框图 4
（三）硬件系统设计 4
四、软件系统设计 9
（一）系统主程序流程图设计 9
（二）水温控制程序流程图设计 9
（三）按键扫描程序流程图设计 10
五、测试结果 10
结束语 12
致 谢 13
参考文献： 14
附录一 电路原理图 15
附录二 主要程序图 16
附录三 PCB图 26
附录四 元器件清单 27
一、引言
（一）设计的背景和意义
近年来国家经济的快速增长带动了社会的高速发展，人们的生活水平不断提高，同时也开始更加关注个人生活质量水平，从而智能化产品逐渐在人们的生活中掀起了浪潮。智能化产品的便捷性、舒适性也因此得到了越来越多的人们的肯定和支持。在这样的大环境下，伴随着科技的不断创新，智能化产品也变得越来越成熟，这些便利条件使得智能家居等各色智能行业如雨后春笋一般涌现出来并且发展迅速，前景也是较为可观。其中最具代表的就是热水器行业，在快节奏的当今社会中，沐浴成为了难得的让身心得到放松的机会，也因此沐浴的舒适性和便捷性成为了人们追求品质生活的重要一环，相当多的人们对智能热水器的便捷性和舒适 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
性充满了热崇，因此在选择智能热水器时，它的功能性成为了一项重要的考量标准。
此次课题就是在这样的背景下对以STC89C51单片机为核心的多功能智能热水器进行研究。采用STC89C51单片机来作为控制芯片能够更好的实现智能化，目的就是让快节奏的人们更好的体会到智能热水器的功能性和便捷性，只要提前预设好水温和时间就能随时使用，既安全还能节省时间，使用上这样的多功能智能化热水器以后，给生活带来的便捷又何止会是简单一点点！
（二）热水器市场的现状
根据中国报告大厅发布的2018年《热水器行业市场分析》和电器微刊发布的《2018年热水器市场的挑战与机遇》，目前国内热水器市场上的主力军是燃气热水器和电热水器，其次是太阳能热水器。
其中燃气热水器随着国家西气东输工程的推动，再加上近年来天然气管网的逐步完善，发展势头较为迅速。但是使用燃气热水器的弊端也是较为明显，需要特别注意使用时的安全性，防止出现漏气现象危害人体健康。另外燃气热水器对水压有着更高要求，许多高层家庭都不适合使用。电热水器在基础设施条件方面比燃气热水器更加出色，相比于天然气管网的覆盖率，现代社会的电网建设做得更加突出，覆盖范围更加广泛，所以使用电热水器不存在使用条件的局限性，几乎所有家庭都能够安装使用，而且还不需要过多考虑其安全性。但是使用过电热水器的用户都了解，电热水器不具备随时使用的功能，它需要长时间的预热以后才能使用，可以说是相当不方便。最后的太阳能热水器相比于第一阶梯的燃气热水器和电热水器来说，近几年发展的较为缓慢，因为它使用条件的限制，在热水器市场中的份额在逐步下降。越来越多的人们在购买热水器时，考虑到天气因素的影响，不再选择安装太阳能热水器。
近两年来科技产业发展迅速，智能热水器的出现让众多的消费者眼前一亮，它使用起来更加方便，而且能够很好的解决一些现有热水器所存在的不足，同时它还具有更强的功能性，能够提供更多的功能进行服务，让人们体验到现代社会科技创新给生活所带来的便利，可以更好的去享受生活。所以在选择购买热水器时，它成为了人们的一种更好选择。
二、总体设计方案和设计思路
（一）设计思路
为了能够更好地满足人们的需求，解决热水器现有的一些问题，实现电热水器的智能化给人们带来更多的便利，选用单片机作为控制芯片进行设计。设计要在满足使用限制少、安全性能高的基础上实现热水器的功能最大化，让用户能够随时使用。因为单片机具有较强的实时控制功能和位处理能力，所以它通常作为一个微型计算机的角色在嵌入式领域中应用广泛，同时在价格和应用方面，它还拥有较高的性价比和实用性，能够很好的满足本次课题研究的需要。
（二）设计要求
针对目前市场上的热水器所存在的不足之处，设计中将针对这些不足做出改善，于此同时还要让热水器变得更加智能化，让客户能够享受到热水器带来的更多功能。
以下为本设计中多功能热水器所具备的基本功能：
安装了红外遥控功能，通过红外一体接收探头，用户可以实现远程遥控操作，使其能够执行所有和主板按键一样的功能。
在实现红外遥控的同时，设置了四个程序按键:1.设置按键：用户通过显示屏上数值的跳动来选择需要调节的数值进行更改。2.确定按钮：用户选定数值进行更改以后，通过确定按钮来结束更改操作。另外在蜂鸣器发出蜂鸣进行故障报警时，可通过该按键来结束报警。3.数值+键：调节热水器的水温预设时，用户每按一次按键，热水器的预设温度值就会增加一摄氏度，直到预设的温度显示为99摄氏度时，该按键将无法调节继续增加。还将调节预设时间时作时间+用。4.数值键：用户每按一次按键，热水器的预设温度值就会减少一摄氏度，直到预设的温度显示为0摄氏度时，该按键将无法调节继续减少。另在调节预设时间时作时间用。
通过LCD1602液晶显示屏实时显示热水器水温，显示范围在00—99摄氏度之间，另外能够实现用户对热水器水温的精确控制，使水温能够稳定在用户所设定的某一个温度范围内。
用户能够设定的热水器的水温范围为0——99摄氏度，精确度达到±1摄氏度。
当检测到的水温低于用户所预设的温度下限值时，热水器将自动加热；当检测到的水温高于用户预设的温度上限值时，热水器停止加热。
目录
一、引言 1
（一）设计的背景和意义 1
（二）热水器市场的现状 1
二、总体设计方案和设计思路 2
（一）设计思路 2
（二）设计要求 2
三、硬件系统设计 3
（一）单片机控制系统的选择 3
（二）系统设计框图 4
（三）硬件系统设计 4
四、软件系统设计 9
（一）系统主程序流程图设计 9
（二）水温控制程序流程图设计 9
（三）按键扫描程序流程图设计 10
五、测试结果 10
结束语 12
致 谢 13
参考文献： 14
附录一 电路原理图 15
附录二 主要程序图 16
附录三 PCB图 26
附录四 元器件清单 27
一、引言
（一）设计的背景和意义
近年来国家经济的快速增长带动了社会的高速发展，人们的生活水平不断提高，同时也开始更加关注个人生活质量水平，从而智能化产品逐渐在人们的生活中掀起了浪潮。智能化产品的便捷性、舒适性也因此得到了越来越多的人们的肯定和支持。在这样的大环境下，伴随着科技的不断创新，智能化产品也变得越来越成熟，这些便利条件使得智能家居等各色智能行业如雨后春笋一般涌现出来并且发展迅速，前景也是较为可观。其中最具代表的就是热水器行业，在快节奏的当今社会中，沐浴成为了难得的让身心得到放松的机会，也因此沐浴的舒适性和便捷性成为了人们追求品质生活的重要一环，相当多的人们对智能热水器的便捷性和舒适 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
性充满了热崇，因此在选择智能热水器时，它的功能性成为了一项重要的考量标准。
此次课题就是在这样的背景下对以STC89C51单片机为核心的多功能智能热水器进行研究。采用STC89C51单片机来作为控制芯片能够更好的实现智能化，目的就是让快节奏的人们更好的体会到智能热水器的功能性和便捷性，只要提前预设好水温和时间就能随时使用，既安全还能节省时间，使用上这样的多功能智能化热水器以后，给生活带来的便捷又何止会是简单一点点！
（二）热水器市场的现状
根据中国报告大厅发布的2018年《热水器行业市场分析》和电器微刊发布的《2018年热水器市场的挑战与机遇》，目前国内热水器市场上的主力军是燃气热水器和电热水器，其次是太阳能热水器。
其中燃气热水器随着国家西气东输工程的推动，再加上近年来天然气管网的逐步完善，发展势头较为迅速。但是使用燃气热水器的弊端也是较为明显，需要特别注意使用时的安全性，防止出现漏气现象危害人体健康。另外燃气热水器对水压有着更高要求，许多高层家庭都不适合使用。电热水器在基础设施条件方面比燃气热水器更加出色，相比于天然气管网的覆盖率，现代社会的电网建设做得更加突出，覆盖范围更加广泛，所以使用电热水器不存在使用条件的局限性，几乎所有家庭都能够安装使用，而且还不需要过多考虑其安全性。但是使用过电热水器的用户都了解，电热水器不具备随时使用的功能，它需要长时间的预热以后才能使用，可以说是相当不方便。最后的太阳能热水器相比于第一阶梯的燃气热水器和电热水器来说，近几年发展的较为缓慢，因为它使用条件的限制，在热水器市场中的份额在逐步下降。越来越多的人们在购买热水器时，考虑到天气因素的影响，不再选择安装太阳能热水器。
近两年来科技产业发展迅速，智能热水器的出现让众多的消费者眼前一亮，它使用起来更加方便，而且能够很好的解决一些现有热水器所存在的不足，同时它还具有更强的功能性，能够提供更多的功能进行服务，让人们体验到现代社会科技创新给生活所带来的便利，可以更好的去享受生活。所以在选择购买热水器时，它成为了人们的一种更好选择。
二、总体设计方案和设计思路
（一）设计思路
为了能够更好地满足人们的需求，解决热水器现有的一些问题，实现电热水器的智能化给人们带来更多的便利，选用单片机作为控制芯片进行设计。设计要在满足使用限制少、安全性能高的基础上实现热水器的功能最大化，让用户能够随时使用。因为单片机具有较强的实时控制功能和位处理能力，所以它通常作为一个微型计算机的角色在嵌入式领域中应用广泛，同时在价格和应用方面，它还拥有较高的性价比和实用性，能够很好的满足本次课题研究的需要。
（二）设计要求
针对目前市场上的热水器所存在的不足之处，设计中将针对这些不足做出改善，于此同时还要让热水器变得更加智能化，让客户能够享受到热水器带来的更多功能。
以下为本设计中多功能热水器所具备的基本功能：
安装了红外遥控功能，通过红外一体接收探头，用户可以实现远程遥控操作，使其能够执行所有和主板按键一样的功能。
在实现红外遥控的同时，设置了四个程序按键:1.设置按键：用户通过显示屏上数值的跳动来选择需要调节的数值进行更改。2.确定按钮：用户选定数值进行更改以后，通过确定按钮来结束更改操作。另外在蜂鸣器发出蜂鸣进行故障报警时，可通过该按键来结束报警。3.数值+键：调节热水器的水温预设时，用户每按一次按键，热水器的预设温度值就会增加一摄氏度，直到预设的温度显示为99摄氏度时，该按键将无法调节继续增加。还将调节预设时间时作时间+用。4.数值键：用户每按一次按键，热水器的预设温度值就会减少一摄氏度，直到预设的温度显示为0摄氏度时，该按键将无法调节继续减少。另在调节预设时间时作时间用。
通过LCD1602液晶显示屏实时显示热水器水温，显示范围在00—99摄氏度之间，另外能够实现用户对热水器水温的精确控制，使水温能够稳定在用户所设定的某一个温度范围内。
用户能够设定的热水器的水温范围为0——99摄氏度，精确度达到±1摄氏度。
当检测到的水温低于用户所预设的温度下限值时，热水器将自动加热；当检测到的水温高于用户预设的温度上限值时，热水器停止加热。
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