多功能热水控制器的软件设计(附件)
本设计是以STC89C51单片机为控制核心，由温度水位采集模块、按键模块、遥控模块、显示模块、语音模块、报警模块和驱动模块等组成。该系统利用温度传感器DS18B20和水位传感器Water Sensor实时采集温度和水位，利用独立式按键完成单片机的控制任务，利用1602LCD显示温度上下限值，利用语音芯片ISD4004实现语音的录放，最后，由驱动模块完成自动加热及加水。系统利用C语言进行软件编程，包括主程序、温度子程序、按键子程序、显示子程序、语音子程序和定时子程序等，通过软件及硬件的有效结合实现了热水器的控制的功能。该热水器具有自动上水，自动加热,语音播报，定时控制等功能，且功耗小，具有广泛的应用前景。关键词 多功能，热水器，AT89C51，DS18B02，LCD1602，C语言目 录
1 绪论 1
2 硬件设计 2
2.1 硬件总体设计 2
2.2 元件选择 3
2.3 单元电路模块设计 4
3 仿真 10
3.1 仿真图及仿真过程 10
3.2 仿真说明 11
4 软件设计 11
4.1 主程序（main）流程及代码 11
4.2 DS18B20温度工作子程序设计 14
4.3 按键子程序（key）流程及代码 19
4.4 报警子程序（Alam）流程及代码 24
4.5 lcd1602显示子程序设计 25
4.6 语音子程序设计 29
4.7 定时子程序（time1() interrupt 3）流程及代码 35
结论 37
致谢 38
参考文献 39
附录A 原理图 40
附录B 仿真图 41
附录C 实物图 42
附录D 程序代码 43
1 绪论
新时代，人们的生活越来越好，对生活品质的要求也越来越高。各种各样的电器产品的出现，使人们生活更加方便快捷，同时也占据了不小的空间，所以越来越多的功能型电器进入人们的生活。当前，热
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r /> 参考文献 39
附录A 原理图 40
附录B 仿真图 41
附录C 实物图 42
附录D 程序代码 43
1 绪论
新时代，人们的生活越来越好，对生活品质的要求也越来越高。各种各样的电器产品的出现，使人们生活更加方便快捷，同时也占据了不小的空间，所以越来越多的功能型电器进入人们的生活。当前，热水器（包括燃气、电、太阳能等等）行业在中国城镇家庭中的使用率超过百分之八十，年销量超过1200万台，社会保有量也超过1.5亿台左右，成为五大家用电器之一。
热水器根据加热方式的不同，可以分为三种，分别为燃气式热水器，电加热式热水器，太阳能式热水器[1]。
燃气热水器拥有着最悠久的历史，因为我国首个热水器就是燃气热水器。燃气热水器作为中国第一个生产出来的热水器产品，不仅在使用上方便实用，而且对中国家用电器的发展也有一定的推动作用。作为非常出色的产品，它既方便了人们的生活，提高人们的生活品质，又经济实用且不容易损坏。说起燃气热水器，不得不说我们敬爱的周总理。当年，周总理去欧洲访问，看到这个方便人们生活的产品。回国后，周总理对热水器的发展加大了关注力度，然后，属于现代的产品渐渐走进了普通百姓的家里。燃气热水器一开始使用的是直排技术，然后发展成为烟道直排技术，最后是烟道强排技术。每个过程都是在对环境安全方面的改进，但是在安全方面还是出现了问题。由于出现不法商家的原因，在使用时出现了令人痛心的事情，不法商家技术掌握不到位而出售不符合标准的热水器，热水器内部有一个电动机，而不符合的产品一旦漏电，就会使水管中全是电流，导致触电事件，不少触电而亡的人真令人痛心。如今，燃气热水器对安全和环境方便都有不错的改善，但是由于节约减排方便不如太阳能热水器，而且电的价格的下降和燃气价格的增长，使用的人日益减少。
电热水器在太阳能热水器出来之前，和燃气热水器占据着差不多的市场，它们各有好处。人们通常会根据自己当地电价和燃气价格比较，来确定使用哪种热水器。电热水器有很多的优点，安装容易，完全不受天气因素的影响，也完全不受楼层和供水管道的限制，投入的资金和物力小。随着当今社会的技术进步和新品的开发，下置式、嵌入式等多种安装形式的电热水器先后上市，而这多类热水器的生产，彻底摆脱了房间空间狭小的限制。如今，电热水器安全系数不断的提高，而且电费也下降了，所以电热水器在当今也占有一定的市场。
太阳能热水器现在非常风靡，还记得小时候，家里没有热水器，洗澡很不方便，每次洗澡都要烧热水，然后才可以洗。后来家里装了太阳能热水器，自那以后，直接把打开水龙头，源源不断的热水就出来了，不仅节约了时间，而且更方便了生活。在城镇中，大部分是使用的是太阳能热水器，太阳能热水器的好处很明显，不仅便捷，还很经济，适合大部分人使用。这种热水器只需人们打开上水开关，水上满后，然后下班回家就可以舒舒服服的洗一个热水澡，不过有一个前提，就是天气要晴朗。太阳当空照耀，把水烧热，而热水器具有一定的保温能力，所以只要不连续的阴雨天，都可以使用储备的热水来洗澡。太阳能热水器在全球也是非常的火，在这10年中，太阳能热水器无疑成为热水器中使用最多的。而在发展方便，还具有一定的空间[2]。
由于人们对现代家庭舒适、便利、安全以及多元化信息服务有更多的需要，热水器也在不断的发展，越来越智能化，人性化。我们的本次设计内容为多功能热水控制器，实现热水器的基本功能，比如说自动上水，自动加热，能设置定时且定时后自动加热，可以自己调节水温的高低限制等功能。我们选用STC89C51单片机作为控制芯片，来实现多功能热水控制器的设计。我们设计的目的是为了实现电热水器的多功能化，让人们洗浴时能放心享受，从而利于人身心健康。我们对于热水器的设计具有务实性，能够满足人们对现代生活快节奏的需求[3]。
2 硬件设计
2.1 硬件总体设计
硬件总体框图[4]如图2.1所示。本次多功能热水控制器设计的主控模块为STC89C51单片机，用来控制整个系统工作；显示模块主要显示温度的上限值、下限值和预约加热定时时间；报警模块是温度高于上限、低于下限和水位低于下限等情况时报警；温度水位采集模块主要采集实时温度和水位；语音模块是提示上水完成和缺水等情况；键盘模块是给单片机提供控制命令的；驱动模块是系统驱动加热和加水的；遥控模块和键盘模块一样，给单片机提供命令指令的。
根据硬件[5]部分的设计，整个系统工作时，首先，检测功能按键，进行温度范围设置，而温度设置的是温度上限值和温度下限值，对于设置键还有一个预约定时加热功能，其次，系统检测的是独立式按键中的加减按键，加减按键有两个，可以进行温度范围的调节，也可以按下红外遥控器上的按键操作，因为遥控器上的按键和实物图上的按键是一体的，即与主板上的按键功能一样，最后，加载编写的C程序，由传感器DS18B20检测水温，当检测温度低于预
1 绪论 1
2 硬件设计 2
2.1 硬件总体设计 2
2.2 元件选择 3
2.3 单元电路模块设计 4
3 仿真 10
3.1 仿真图及仿真过程 10
3.2 仿真说明 11
4 软件设计 11
4.1 主程序（main）流程及代码 11
4.2 DS18B20温度工作子程序设计 14
4.3 按键子程序（key）流程及代码 19
4.4 报警子程序（Alam）流程及代码 24
4.5 lcd1602显示子程序设计 25
4.6 语音子程序设计 29
4.7 定时子程序（time1() interrupt 3）流程及代码 35
结论 37
致谢 38
参考文献 39
附录A 原理图 40
附录B 仿真图 41
附录C 实物图 42
附录D 程序代码 43
1 绪论
新时代，人们的生活越来越好，对生活品质的要求也越来越高。各种各样的电器产品的出现，使人们生活更加方便快捷，同时也占据了不小的空间，所以越来越多的功能型电器进入人们的生活。当前，热
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
r /> 参考文献 39
附录A 原理图 40
附录B 仿真图 41
附录C 实物图 42
附录D 程序代码 43
1 绪论
新时代，人们的生活越来越好，对生活品质的要求也越来越高。各种各样的电器产品的出现，使人们生活更加方便快捷，同时也占据了不小的空间，所以越来越多的功能型电器进入人们的生活。当前，热水器（包括燃气、电、太阳能等等）行业在中国城镇家庭中的使用率超过百分之八十，年销量超过1200万台，社会保有量也超过1.5亿台左右，成为五大家用电器之一。
热水器根据加热方式的不同，可以分为三种，分别为燃气式热水器，电加热式热水器，太阳能式热水器[1]。
燃气热水器拥有着最悠久的历史，因为我国首个热水器就是燃气热水器。燃气热水器作为中国第一个生产出来的热水器产品，不仅在使用上方便实用，而且对中国家用电器的发展也有一定的推动作用。作为非常出色的产品，它既方便了人们的生活，提高人们的生活品质，又经济实用且不容易损坏。说起燃气热水器，不得不说我们敬爱的周总理。当年，周总理去欧洲访问，看到这个方便人们生活的产品。回国后，周总理对热水器的发展加大了关注力度，然后，属于现代的产品渐渐走进了普通百姓的家里。燃气热水器一开始使用的是直排技术，然后发展成为烟道直排技术，最后是烟道强排技术。每个过程都是在对环境安全方面的改进，但是在安全方面还是出现了问题。由于出现不法商家的原因，在使用时出现了令人痛心的事情，不法商家技术掌握不到位而出售不符合标准的热水器，热水器内部有一个电动机，而不符合的产品一旦漏电，就会使水管中全是电流，导致触电事件，不少触电而亡的人真令人痛心。如今，燃气热水器对安全和环境方便都有不错的改善，但是由于节约减排方便不如太阳能热水器，而且电的价格的下降和燃气价格的增长，使用的人日益减少。
电热水器在太阳能热水器出来之前，和燃气热水器占据着差不多的市场，它们各有好处。人们通常会根据自己当地电价和燃气价格比较，来确定使用哪种热水器。电热水器有很多的优点，安装容易，完全不受天气因素的影响，也完全不受楼层和供水管道的限制，投入的资金和物力小。随着当今社会的技术进步和新品的开发，下置式、嵌入式等多种安装形式的电热水器先后上市，而这多类热水器的生产，彻底摆脱了房间空间狭小的限制。如今，电热水器安全系数不断的提高，而且电费也下降了，所以电热水器在当今也占有一定的市场。
太阳能热水器现在非常风靡，还记得小时候，家里没有热水器，洗澡很不方便，每次洗澡都要烧热水，然后才可以洗。后来家里装了太阳能热水器，自那以后，直接把打开水龙头，源源不断的热水就出来了，不仅节约了时间，而且更方便了生活。在城镇中，大部分是使用的是太阳能热水器，太阳能热水器的好处很明显，不仅便捷，还很经济，适合大部分人使用。这种热水器只需人们打开上水开关，水上满后，然后下班回家就可以舒舒服服的洗一个热水澡，不过有一个前提，就是天气要晴朗。太阳当空照耀，把水烧热，而热水器具有一定的保温能力，所以只要不连续的阴雨天，都可以使用储备的热水来洗澡。太阳能热水器在全球也是非常的火，在这10年中，太阳能热水器无疑成为热水器中使用最多的。而在发展方便，还具有一定的空间[2]。
由于人们对现代家庭舒适、便利、安全以及多元化信息服务有更多的需要，热水器也在不断的发展，越来越智能化，人性化。我们的本次设计内容为多功能热水控制器，实现热水器的基本功能，比如说自动上水，自动加热，能设置定时且定时后自动加热，可以自己调节水温的高低限制等功能。我们选用STC89C51单片机作为控制芯片，来实现多功能热水控制器的设计。我们设计的目的是为了实现电热水器的多功能化，让人们洗浴时能放心享受，从而利于人身心健康。我们对于热水器的设计具有务实性，能够满足人们对现代生活快节奏的需求[3]。
2 硬件设计
2.1 硬件总体设计
硬件总体框图[4]如图2.1所示。本次多功能热水控制器设计的主控模块为STC89C51单片机，用来控制整个系统工作；显示模块主要显示温度的上限值、下限值和预约加热定时时间；报警模块是温度高于上限、低于下限和水位低于下限等情况时报警；温度水位采集模块主要采集实时温度和水位；语音模块是提示上水完成和缺水等情况；键盘模块是给单片机提供控制命令的；驱动模块是系统驱动加热和加水的；遥控模块和键盘模块一样，给单片机提供命令指令的。
根据硬件[5]部分的设计，整个系统工作时，首先，检测功能按键，进行温度范围设置，而温度设置的是温度上限值和温度下限值，对于设置键还有一个预约定时加热功能，其次，系统检测的是独立式按键中的加减按键，加减按键有两个，可以进行温度范围的调节，也可以按下红外遥控器上的按键操作，因为遥控器上的按键和实物图上的按键是一体的，即与主板上的按键功能一样，最后，加载编写的C程序，由传感器DS18B20检测水温，当检测温度低于预
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