【正文】 基于單片機(jī)控制的快熱式家用電熱水器的設(shè)計摘要隨著人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的，其中家用電熱水器就是一個典型的例子。在本設(shè)計中采用單片機(jī)AT89C51作為控制器來控制電路。本設(shè)計分別對硬、軟件進(jìn)行設(shè)計說明。硬件包括加熱控制電路，溫度檢測電路，LED數(shù)碼管及指示燈顯示電路及報警器驅(qū)動電路等的設(shè)計，比如，利用熱敏電阻對熱水器出口溫度進(jìn)行檢測；用溫度/頻率轉(zhuǎn)換電路通過單片機(jī)的檢測間接測出溫度值；用單片機(jī)通過光耦給可控硅觸發(fā)信號，控制可控硅的導(dǎo)通角,而控制電熱絲的有效加熱功率；用繼電器來控制加熱電源，使其在關(guān)機(jī)和超溫保護(hù)的狀態(tài)下可靠的關(guān)斷；用在繼電器線圈回路中串聯(lián)105℃的熔絲來防止溫度過高時加熱管干燒。軟件部分給出了部分程序流程圖的設(shè)計，包括主程序的設(shè)計、顯示掃描子程序的設(shè)計、按鍵掃描處理子程序的設(shè)計、加熱和控制程序流程圖的設(shè)計、溫度檢測程序的設(shè)計、頻率測試程序的設(shè)計。軟件編程采用C語言編寫，因為其簡潔、使用方便靈活、容易實現(xiàn)程序的模塊化和結(jié)構(gòu)化。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；電熱水器；溫度/頻率轉(zhuǎn)化測溫；二分查找法 Design of rapid heating type household electric water heater based on singlechip microputer controlAbstractAs people living standard rise ceaselessly, the singlechip microputer control is undoubtedly one of the goals of the people to pursue, it brings convenience is not negative, household electric water heater is a typical example of it. In this design uses AT89C51 microcontroller as the controller to control circuit. The design of hardware and software respectively design and explains. Hardware including heating control circuit, temperature detection circuit, LED digital pipe and indicator shows circuit and alarm driver circuit design, for example, using thermal resistance of the water heater outlet temperature testing。 Use temperature/frequency conversion circuit is measured by singlechip microputer detection indirect temperature。 With singlechip microputer controlled by lightcoupler to trigger signal, Control the conduction angles of the SCR, and control of the resistance wire effective heating power. Use relay to control the heating power, so that the shutdown and overtemperature protection under the condition of reliable shut off。 Used in relays coil loop in tandem 105℃ melt silk of high temperature to prevent dry heating tube when burnt. Software part gives part of the program flow chart, including the design of main program design, the design of subroutines that display scanning, buttons scanning processing procedure design, heating and control program flowchart design, temperature detection program design, frequency test procedure design. Software programming using C language, because of it is simple and easy to use and agile and easy to implement procedures of modular and structured.顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音Key words: singlechip microputer。 electric water heater。 temperature/frequency conversion temperature measurement。 binary search method 目錄摘要 IAbstract II1 緒論 1 單片機(jī)的組成及特點(diǎn) 1 單片機(jī)的組成 1 單片機(jī)的特點(diǎn) 1 選題目的和意義 2 國內(nèi)外發(fā)展情況 3 即熱式電熱水器與普通電熱水器的區(qū)別 3 設(shè)計要求 4 設(shè)計內(nèi)容 42 快熱式電熱水器的硬件設(shè)計 6 硬件元件的選擇與方案論證 6 單片機(jī)的選擇 6 電源的選擇 7 鍵盤的選擇 7 顯示器的選擇 8 驅(qū)動及加熱控制元件的選擇 8 溫度檢測傳感器的選擇 9 供電線路的選擇 9 傳感器輸出的放大電路的選擇 10 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 10 加熱控制電路的設(shè)計 11 過壓保護(hù)電路的設(shè)計 11 溫度檢測電路的設(shè)計 12 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計 13 報警器驅(qū)動電路的設(shè)計 133 快熱式電熱水器的軟件設(shè)計 14 主程序的設(shè)計 14 顯示掃描子程序的設(shè)計 14 按鍵掃描處理子程序的設(shè)計 14 加熱和控制程序流程圖的設(shè)計 17 溫度檢測程序的設(shè)計 18 頻率測試程序的設(shè)計 19結(jié)論 22致謝 23參考文獻(xiàn) 24附錄A 控制源程序清單 25附錄B系統(tǒng)總設(shè)計原理圖 361 緒論 單片機(jī)的組成及特點(diǎn)隨著人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人帶來的方便也是不可否定的。其中家用電熱水器就是一個典型的例子，單片機(jī)正朝著高性能和多種方向發(fā)展趨勢將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個方面發(fā)展。單片機(jī)采用面向控制的指令系統(tǒng)，實時控制功能特別高。CPU可以直接對I/O口進(jìn)行輸入、輸出操作及邏輯運(yùn)算，并且具有很強(qiáng)的位處理能力，能有針對性解決由簡單到復(fù)雜各類控制任務(wù)。單片機(jī)作為嵌入式應(yīng)用的微型計算機(jī)，由于其出色的性價比，極強(qiáng)的實用性，它取得了巨大的發(fā)展。從最早的4位單片機(jī)，到今天的16位，甚至32位單片機(jī)，單片機(jī)的應(yīng)用越來越成熟，要想設(shè)計出較好的快熱式電熱水器必須要以較強(qiáng)的單片機(jī)作為基礎(chǔ)，而單片機(jī)的發(fā)展正好為熱水器的開發(fā)奠定了前提條件。 單片機(jī)的組成單片機(jī)是微型機(jī)的一個主要分支，在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是把CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路集成在一塊超大規(guī)模集成電路芯片上。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺計算機(jī)。 單片機(jī)是通過內(nèi)部總線把計算機(jī)的各個主要部件接為一體，其內(nèi)部包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線。其中，地址總線的作用是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時提供地址，CPU通過它們將地址輸出到存儲器或I/O接口；數(shù)據(jù)總線的作用是在CPU與存儲器或I/O接口之間，或存儲器與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)；控制總線包括CPU發(fā)出的控制信號線和外部送入CPU的應(yīng)答信號線等。 單片機(jī)的特點(diǎn)由于單片機(jī)的各種結(jié)構(gòu)形式及它所采取的半導(dǎo)體工藝，使其具有很多顯著的特點(diǎn)，因而在各個領(lǐng)域都得到了迅猛的發(fā)展。單片機(jī)主要有如下特點(diǎn)：有優(yōu)異的性價比。、體積小、有很高的可靠性。 單片機(jī)把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了芯片之間的連線，大大的提高了單片機(jī)的可靠性與抗干擾能力。另外，其體積小，對于強(qiáng)磁場環(huán)境易于采取屏蔽措施，適合在惡劣環(huán)境下工作。 為了滿足工業(yè)控制的要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中均有極豐富的轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及微處理能力。單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微機(jī)。、低電壓，便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。、規(guī)范，容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 選題目的和意義當(dāng)前，熱水器已成為日常生活中不可或缺的家用電器，設(shè)計制造更實用、更方便、更安全、更節(jié)能的熱水器是產(chǎn)品設(shè)計師和生產(chǎn)廠家不斷追求的目標(biāo)。快熱式電熱水器與普通電熱水器最大的區(qū)別在于取消了儲水罐，熱水隨開隨用，無需預(yù)熱，減少了電能浪費(fèi)。另外，它還具有體積小，使用安全，水溫可以調(diào)節(jié)，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。熱水器是一種可供浴室，洗手間及廚房使用的家用電器。目前市場上熱水器主要品種有：電熱水器、太陽能熱水器、燃?xì)鉄崴?，就中國的具體情況而言，太陽能熱水器作為一種綠色環(huán)?？稍偕Y源，其開發(fā)和利用，因順應(yīng)中國的能源與環(huán)保政策，日益受到重視。加上日漸顯現(xiàn)的全球能源危機(jī)，進(jìn)一步加劇了太陽能熱水器行業(yè)的發(fā)展，盡管前景光明，可因為太陽能熱水器的能源利用率較低及它對建筑的諸多要求，而且安裝麻煩，接受太陽能的板片還得輕拿輕放，切勿撞擊，屬易碎品，加大了其使用的不安全與不保險性。此外，其使用還受天氣原因的限制，適用范圍狹窄，導(dǎo)致太陽能熱水器行業(yè)的發(fā)展目前還存在很多障礙；燃?xì)鉄崴饔捎谝蕴烊粴鉃槿剂希剂瞎?yīng)量有困難，且國家對其使用年限有規(guī)定，適合在低氣價地區(qū)使用，來滿足人們的需求，且不利于環(huán)境；人們在選擇熱水器時，除了要安全可靠和美觀耐用外，一次性購機(jī)費(fèi)和經(jīng)常性開支（能耗）也是人們考慮的重要環(huán)節(jié)，其中經(jīng)常性開支有時比一次性購機(jī)費(fèi)更能左右用戶的選擇，因此如何來降低熱水器的能源消耗，使用戶能以最小的代價獲得更大的收益，這是一個大多數(shù)用戶十分關(guān)心的問題。隨著人們生活水平的不斷提高、日益增長的需求和電網(wǎng)供電能力的加強(qiáng)，越來越多的家庭選用電熱水器，電熱水器使用安全、衛(wèi)生、又無污染。今后幾年我國電熱水器市場將呈現(xiàn)強(qiáng)勁增長勢頭，其產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平、服務(wù)規(guī)范將不斷提升，價格也會下降。而且全國電網(wǎng)的改造、電的普及、電價的大幅度下調(diào)，以及用電設(shè)施的改善，均為電熱水器的迅速普及提供了便利、必要的條件。電熱水器是家庭、公用住宅、小型飯店、賓館酒店理想的配套服務(wù)設(shè)施。相信今后幾年我國電熱水器市場仍將會迅猛發(fā)展。 國內(nèi)外發(fā)展情況家用電熱水器在國外使用相當(dāng)廣泛，尤其是在歐美和東南亞地區(qū)。當(dāng)前，熱水器已經(jīng)成為日常生活中不可缺少的家用電器，設(shè)計制造更實用、更方便、更安全、更節(jié)能的熱水器是產(chǎn)品設(shè)計師和生產(chǎn)廠家不斷追求的目標(biāo)，它具有體積小，使用安全，安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。前些年，家用電熱水器產(chǎn)品在國內(nèi)市場上曾經(jīng)出現(xiàn)過一段時間，由于當(dāng)時國內(nèi)電力條件不成熟，對大功率的電產(chǎn)品一般無法正常使用，也沒有好技術(shù)和科技來保證其產(chǎn)品質(zhì)量與使用的安全，種種因素限制了其在國內(nèi)的發(fā)展。近幾年來，隨著人們生活水平的不斷提高，國家電網(wǎng)改造和相關(guān)規(guī)定的出臺，電力工業(yè)迅速發(fā)展，預(yù)示了家用電熱水器產(chǎn)品在國內(nèi)的廣泛前景。根據(jù)國家住宅設(shè)計規(guī)范現(xiàn)有商品住房的電器線路導(dǎo)線必須采用銅芯線，每套住宅進(jìn)線截面積不小于10平方毫米，電表規(guī)格不得小于40安，所以現(xiàn)購新標(biāo)準(zhǔn)住宅用戶，都有條件使用上述這種安全、家用電熱水器，確保產(chǎn)品萬無一失，安全系