at89c51单片机电热水壶的设计
日期 2019.2.15 摘 要本次设计基于单片机电热水壶控制系统，主要通过按键设定水温值，通过温度传感器DS18B20检测水温，以及通过AT89C51单片机控制加热装置，然后对热水壶内的水温加热，使水温值到达设定的恒温值。电热水壶主要由AT89C51单片机、DS18B20温度传感器、LCD1602液晶显示器、按键调节电路、升温电路等组成。实现了对电热水壶的自动加热、自动恒温功能，并具有显示装置显示水温值。实验证明，本系统实现了预期的设计目标，系统的功能稳定可靠，检测额精度高，具有很高的使用价值。
目 录
摘 要 I
Abstract I
引言 绪论 1
（一）课题研究的背景及意义 1
（二）课题主要的研究内容 1
第一章 系统总体方案设计 2
（一）单元模块的选择 2
1. 单片机模块的选择 2
2. 水温传感器模块 2
3.显示模块的选择 2
4.按键输入模块选择 3
（二）确定方案的电路原理框图及流程框图 3
1.电路原理框图及说明 3
2.流程框图及说明 4
第二章 系统硬件电路设计 5
（一） 单片机最小系统设计 5
1.AT89C51单片机介绍 5
2.电源电路设计 5
3.晶振电路设计 6
4.复位电路设计 6
5.单片机最小系统电路 7
6.电热水壶水温检测电路设计 7
（三）按键设置电路设计 8
（四） 热水壶水温加热电路设计 8
（五） LCD1602显示电路设计 8
（六） 报警电路设计 9
第三章 软件系统设计 10
（一） KEIL软件介绍和系统的工程建立 10
（二）主程序设计 10
（三）温度读取程序设计 11
第四章 水温控制系统调试制作 12
（一） 软件调试 12
（二）硬件调试 13
结 论 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参考文献 16
致谢 17
附录一：电路原理图 18
附录二：C语言程序 19
附录三：电热水壶仿真图 20
引言 绪论
（一）课题研究的背景及意义
随着科学不断的发展和进步，当今社会中已经出现了智能化的电子设备，智能化的电子设备主要是以微处理器为控制核心实现。本课题结合设计需求，设计了一款电热水壶控制系统，通过对电热水壶控制设备市场的调研，确定了电热水壶控制系统研究的内容，通过对本课题的研究对于电热水壶控制市场的设备的快速的发展具有重要的作用。
本课题主要是以单片机技术为研究背景，通过利用单片机技术的功能特点，来实现的电热水壶控制系统具有智能化的特点。对推动电热水壶长远的发展具有重要的影响。
（二）课题主要的研究内容
本课题根据任务需求，设计一款基于单片机的电热水壶控制系统，该系统使用AT89C51单片机为控制核心，可以实现对电热水壶水温的恒定控制功能，在工作中主要包括的工作内容如下：
1.选取AT89C51 单片机为电热水壶控制系统的核心系统，并对单片机的相关电路进行设计；
2.选取DS18B20温度传感器为水温检测传感器，能实时检测热水壶的水温值，水温的采集范围为0℃99.9℃；
3.选择LCD1602液晶显示器为显示装置，用来显示水温值和设定的恒温值；
4.设计水温升温功能，可通过单片机控制升温电路，来实现对水的加热；
5.设计按键设定功能，可以通过按键设定水温的恒温值；
6.设计报警功能，水温值温度过高或过低时会进行报警提示。
第一章 系统总体方案设计
（一）单元模块的选择
1. 单片机模块的选择
单片机是一个系统的核心器件，可以作为大脑控制着系统的稳定运行，选择功能可靠的单片机具有重要的作用。
AT89C51是一款单片机型号，这款单片机性能可靠、稳定。且这款单片机是基于51内核而设计的，因此在使用时兼容传统的51单片机，功能也比传统的51单片机多，运行的速度也比51单片机快，大约是51单片机的812倍。这款单片机主要的优点就是操作简单，且单片机的封装有DIP40直插形式，对初学者来说非常的适合，最主要的是这款单片机的自学资料非常的多。
本次结合自身的能力和设计的需求，在单片机的方案设计上选择了AT89C51RC单片机作为本系统的核心。
2. 水温传感器模块
温度传感器，这是一款非常重要的检测元件，能检测水温的温度值，并且将水温值转换为电信号。
DS18B20是一款全数字的温度检测设备，在生活中使用的非常的广泛，该传感器具有3个引脚，一个是VCC引脚、一个是GND引脚还有一个是I/O引脚，在使用的时候I/O引脚和单片机的引脚连接，通过这个引脚可以实现对传感器输出的数字信号的读取。
此次根据对温度的设计要求，选取DS18B20为温度传感器。DS18B20传感器引脚图如图1：
图1 DS18B20数字温度传感器引脚图
3.显示模块的选择
显示模块在系统中是用来显示水温值或水温恒定值的，常用显示模块有液晶显示、数码管显示这两种，此次根据设计的需求，选取LCD1602液晶显示器。
LCD1602液晶拥有16个引脚，是一款能显示字符和数字的液晶显示器，在使用时可根据器件手册进行电路连接，采用LCD1602液晶的好处是除了显示字母还可以显示字符和图形等各种信息。
目 录
摘 要 I
Abstract I
引言 绪论 1
（一）课题研究的背景及意义 1
（二）课题主要的研究内容 1
第一章 系统总体方案设计 2
（一）单元模块的选择 2
1. 单片机模块的选择 2
2. 水温传感器模块 2
3.显示模块的选择 2
4.按键输入模块选择 3
（二）确定方案的电路原理框图及流程框图 3
1.电路原理框图及说明 3
2.流程框图及说明 4
第二章 系统硬件电路设计 5
（一） 单片机最小系统设计 5
1.AT89C51单片机介绍 5
2.电源电路设计 5
3.晶振电路设计 6
4.复位电路设计 6
5.单片机最小系统电路 7
6.电热水壶水温检测电路设计 7
（三）按键设置电路设计 8
（四） 热水壶水温加热电路设计 8
（五） LCD1602显示电路设计 8
（六） 报警电路设计 9
第三章 软件系统设计 10
（一） KEIL软件介绍和系统的工程建立 10
（二）主程序设计 10
（三）温度读取程序设计 11
第四章 水温控制系统调试制作 12
（一） 软件调试 12
（二）硬件调试 13
结 论 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
参考文献 16
致谢 17
附录一：电路原理图 18
附录二：C语言程序 19
附录三：电热水壶仿真图 20
引言 绪论
（一）课题研究的背景及意义
随着科学不断的发展和进步，当今社会中已经出现了智能化的电子设备，智能化的电子设备主要是以微处理器为控制核心实现。本课题结合设计需求，设计了一款电热水壶控制系统，通过对电热水壶控制设备市场的调研，确定了电热水壶控制系统研究的内容，通过对本课题的研究对于电热水壶控制市场的设备的快速的发展具有重要的作用。
本课题主要是以单片机技术为研究背景，通过利用单片机技术的功能特点，来实现的电热水壶控制系统具有智能化的特点。对推动电热水壶长远的发展具有重要的影响。
（二）课题主要的研究内容
本课题根据任务需求，设计一款基于单片机的电热水壶控制系统，该系统使用AT89C51单片机为控制核心，可以实现对电热水壶水温的恒定控制功能，在工作中主要包括的工作内容如下：
1.选取AT89C51 单片机为电热水壶控制系统的核心系统，并对单片机的相关电路进行设计；
2.选取DS18B20温度传感器为水温检测传感器，能实时检测热水壶的水温值，水温的采集范围为0℃99.9℃；
3.选择LCD1602液晶显示器为显示装置，用来显示水温值和设定的恒温值；
4.设计水温升温功能，可通过单片机控制升温电路，来实现对水的加热；
5.设计按键设定功能，可以通过按键设定水温的恒温值；
6.设计报警功能，水温值温度过高或过低时会进行报警提示。
第一章 系统总体方案设计
（一）单元模块的选择
1. 单片机模块的选择
单片机是一个系统的核心器件，可以作为大脑控制着系统的稳定运行，选择功能可靠的单片机具有重要的作用。
AT89C51是一款单片机型号，这款单片机性能可靠、稳定。且这款单片机是基于51内核而设计的，因此在使用时兼容传统的51单片机，功能也比传统的51单片机多，运行的速度也比51单片机快，大约是51单片机的812倍。这款单片机主要的优点就是操作简单，且单片机的封装有DIP40直插形式，对初学者来说非常的适合，最主要的是这款单片机的自学资料非常的多。
本次结合自身的能力和设计的需求，在单片机的方案设计上选择了AT89C51RC单片机作为本系统的核心。
2. 水温传感器模块
温度传感器，这是一款非常重要的检测元件，能检测水温的温度值，并且将水温值转换为电信号。
DS18B20是一款全数字的温度检测设备，在生活中使用的非常的广泛，该传感器具有3个引脚，一个是VCC引脚、一个是GND引脚还有一个是I/O引脚，在使用的时候I/O引脚和单片机的引脚连接，通过这个引脚可以实现对传感器输出的数字信号的读取。
此次根据对温度的设计要求，选取DS18B20为温度传感器。DS18B20传感器引脚图如图1：
图1 DS18B20数字温度传感器引脚图
3.显示模块的选择
显示模块在系统中是用来显示水温值或水温恒定值的，常用显示模块有液晶显示、数码管显示这两种，此次根据设计的需求，选取LCD1602液晶显示器。
LCD1602液晶拥有16个引脚，是一款能显示字符和数字的液晶显示器，在使用时可根据器件手册进行电路连接，采用LCD1602液晶的好处是除了显示字母还可以显示字符和图形等各种信息。
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