【正文】 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(jì)制造更實(shí)用、更方便、更安全、更節(jié)能的熱水器是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和生產(chǎn)廠家不斷追求的目標(biāo)。 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)主要有如下特點(diǎn)：有優(yōu)異的性價(jià)比。就其組成和功能而言，一塊單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。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)。 temperature/frequency conversion temperature measurement。 Use temperature/frequency conversion circuit is measured by singlechip microputer detection indirect temperature。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(bào)警器驅(qū)動(dòng)電路等的設(shè)計(jì)，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(hào)，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(shí)加熱管干燒?；趩纹瑱C(jī)控制的快熱式家用電熱水器的設(shè)計(jì)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(gè)典型的例子。軟件部分給出了部分程序流程圖的設(shè)計(jì)，包括主程序的設(shè)計(jì)、顯示掃描子程序的設(shè)計(jì)、按鍵掃描處理子程序的設(shè)計(jì)、加熱和控制程序流程圖的設(shè)計(jì)、溫度檢測程序的設(shè)計(jì)、頻率測試程序的設(shè)計(jì)。 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。 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(jì)要求 4 設(shè)計(jì)內(nèi)容 42 快熱式電熱水器的硬件設(shè)計(jì) 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(dòng)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(jì) 10 加熱控制電路的設(shè)計(jì) 11 過壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì) 11 溫度檢測電路的設(shè)計(jì) 12 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì) 13 報(bào)警器驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 133 快熱式電熱水器的軟件設(shè)計(jì) 14 主程序的設(shè)計(jì) 14 顯示掃描子程序的設(shè)計(jì) 14 按鍵掃描處理子程序的設(shè)計(jì) 14 加熱和控制程序流程圖的設(shè)計(jì) 17 溫度檢測程序的設(shè)計(jì) 18 頻率測試程序的設(shè)計(jì) 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(jì)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。單片機(jī)作為嵌入式應(yīng)用的微型計(jì)算機(jī)，由于其出色的性價(jià)比，極強(qiáng)的實(shí)用性，它取得了巨大的發(fā)展。 單片機(jī)是通過內(nèi)部總線把計(jì)算機(jī)的各個(gè)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。、體積小、有很高的可靠性。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)?？鞜崾诫姛崴髋c普通電熱水器最大的區(qū)別在于取消了儲(chǔ)水罐，熱水隨開隨用，無需預(yù)熱，減少了電能浪費(fèi)。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?yàn)樘柲軣崴鞯哪茉蠢寐瘦^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(xiǎn)性。而且全國電網(wǎng)的改造、電的普及、電價(jià)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。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(jì)制造更實(shí)用、更方便、更安全、更節(jié)能的熱水器是產(chǎn)品設(shè)計(jì)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)。即熱式產(chǎn)品作為新型環(huán)保產(chǎn)品在我國廣泛使用已是大勢所趨，符合現(xiàn)代消費(fèi)潮流。它有很多優(yōu)點(diǎn)，如：安全，干凈環(huán)保；即開即熱，35秒出熱水無需等候，熱水使用時(shí)間不受限制，想用多少就用多少；用多少燒多少，省電省水，沒有損耗；內(nèi)置溫控儀保證溫度在3050度之間，解決溫度持續(xù)高溫導(dǎo)致的結(jié)垢漏水問題。 設(shè)計(jì)要求，能顯示設(shè)定功率檔位。0檔無功率輸出，檔位燈不亮。℃時(shí)停止加熱，并蜂鳴報(bào)警，溫度降到45℃以下時(shí)恢復(fù)。軟件部分的設(shè)計(jì)即系統(tǒng)程序流程的設(shè)計(jì)，包括主程序的設(shè)計(jì)、顯示掃描子程序的設(shè)計(jì)、按鍵掃描處理子程序的設(shè)計(jì)、加熱控制程序流程圖的設(shè)計(jì)、溫度檢測程序的設(shè)計(jì)和頻率測試程序流程圖的設(shè)計(jì)等。也容易實(shí)現(xiàn)程序的模塊化和結(jié)構(gòu)化。硬件的選擇和所選硬件的性能對系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)的精度都有直接的影響，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成功與否很大程度上取決于硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。②程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開?，F(xiàn)在程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、掉電不丟失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、看門狗、A/D轉(zhuǎn)換電路、驅(qū)動(dòng)電路等都集中到一個(gè)芯片上。因?yàn)?9C51芯片內(nèi)部有ROM，且芯片ROM全部采用Flash ROM,它能于3V的超低壓工作，與MCS51系列單片機(jī)完全兼容，由于89C51單片機(jī)成本低廉且工作可靠，采用12MHz的晶振。所以我們選擇了89C51作為系統(tǒng)微處理器。鍵盤設(shè)置在行、列線的焦點(diǎn)上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。獨(dú)立式鍵盤有上拉電平和下拉電平兩種接法，通常采用下拉電平接法，即各按鍵開關(guān)一端接低電平，另一端接單片機(jī)I/O口線，這是為了保證在按鍵斷開時(shí)各I/O口線有確定的高電平[4]。 顯示器的選擇LED數(shù)碼管顯示器可分為兩種顯示方式：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。因?yàn)榉謺r(shí)顯示，某一時(shí)刻只有一只數(shù)碼管在工作，顯示驅(qū)動(dòng)電路也可以分時(shí)復(fù)用。在動(dòng)態(tài)顯示方式下電路設(shè)計(jì)簡單，所以采用。方案一：熱電偶傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)為電量變化的裝置，它利用敏感元件的電磁參數(shù)隨溫度變化而變化的特性來達(dá)到測量目的。方案二：溫度檢測的方法較多，最經(jīng)典的方法就是用熱敏電阻（或熱敏傳感器）組成電橋來采集信號(hào)，再經(jīng)放大、A/D轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)。所以采用此方案。該四運(yùn)算放大器可以工作在低到3V或者高于32V的電源下，靜態(tài)電流為MC1741的靜態(tài)電流的五分之一。方案二：采用74LS04作為輸出放大電路的選擇，它還可以作為驅(qū)動(dòng)電路使用,74LS04是TTL電平反相器，使用較經(jīng)濟(jì)且性能也很理想，所以在本方案中采用。89C51對電源要求不甚嚴(yán)格，電源電路采用普通的市電降壓整流，然后經(jīng)集成穩(wěn)壓器（7805）穩(wěn)壓輸出+5V電壓。報(bào)警電路采用5V的自鳴式蜂鳴報(bào)警器。與電熱絲并聯(lián)的LED發(fā)光管用來指示電熱絲的工作狀態(tài)。所以通過頻率值可以間接求得溫度值。 報(bào)警器驅(qū)動(dòng)電路圖3 快熱式電熱水器的軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)部分即為系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)。 主程序的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)在上電復(fù)位后，先對溫度寄存器、檔位寄存器賦默認(rèn)值，并進(jìn)行清除超溫標(biāo)志，設(shè)置定時(shí)器及中斷系統(tǒng)的工作方式等初始化工作。具體根據(jù)用戶設(shè)定的加熱檔位和系統(tǒng)當(dāng)前的狀態(tài)，決定是否加熱和控制加熱的功率并點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈。因而在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，為了不產(chǎn)生這種現(xiàn)象，保證系統(tǒng)的可靠性，所以采取了按鍵消抖的措施[6]。當(dāng)定時(shí)器T1計(jì)數(shù)溢出后觸發(fā)中斷，T1中斷程序就會(huì)給可控硅發(fā)一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，使其導(dǎo)通。在實(shí)驗(yàn)測試后建立的溫度/頻率表是0～100℃溫度所對應(yīng)的頻率值。，即Temp=(Tmax+Tmin)/2。1,則重復(fù)第2，3，4，5步驟，直到查找完成。為了減少測量的系統(tǒng)誤差相對值和隨機(jī)誤差對測量精度的影響，程序中取100個(gè)方波周期的和作為測量結(jié)果。開 始打開測頻外中斷等待測試完成Tmin=0，Tmax=100Temp=(Tmin+Tmax)/2T0rig==Tab[temp]?T0rigTab[temp]?Tmax=TempTmin=TempTmaxTmin=1?T0rig接近Tab[max]?Temp=TmaxTemp=TminTemp65?Temp45?刷新當(dāng)前寄存器清除超溫標(biāo)志置位超溫標(biāo)志結(jié) 束NYYNNYYNYNNY 溫度檢測程序流程圖開始（X0中斷）px0count==0？？是起點(diǎn)？清除測頻起點(diǎn)標(biāo)志px0count=100計(jì)時(shí)器T0清0啟動(dòng)計(jì)時(shí)器T0停止計(jì)時(shí)器T0停止測頻外中斷置位測頻完成標(biāo)志結(jié) 束YYNN 頻率測試程序流程圖結(jié)論本次設(shè)計(jì)的快熱式家用電熱水器采用51系列單片機(jī)對電路進(jìn)行簡單的控制，系統(tǒng)的穩(wěn)定性比較高。在設(shè)計(jì)中還采用了兩位共陽數(shù)碼管來反應(yīng)功率檔位，通過它們的亮滅數(shù)量輸出加熱功率，及時(shí)的提醒使用者當(dāng)時(shí)的水溫變化情況，更加清晰，也能減少功耗。在設(shè)計(jì)中我遇到了很多困難，讓我對一些生疏的知識(shí)有了溫習(xí)與鞏固，對其有了更加深刻的了解，比如二分查找算法。此外，我還要感謝電信學(xué)院的各位老師，感謝他們傳授我知識(shí)以及對我的關(guān)懷與鼓勵(lì)。 //延時(shí)函數(shù)void display(void)。 //測溫函數(shù)sbit swkey=P1^0。 //蜂鳴器輸出端sbit triac=P1^6。 //加熱檔位指示燈2sbit led3=P2^7。 //加熱檔位寄存器、外中斷0計(jì)數(shù)器bit tempov,t0tst,testok。 //初始化加熱檔位為5檔tempov=0。 //設(shè)置外中斷0和1為下降沿觸發(fā)IP=0x01。j100。 //調(diào)用加熱控制函數(shù) }//end for (b=0。 //通過改變循環(huán)次數(shù)i的大小決定是否刷新顯示 j=abs(ctemp)。 //送顯示（帶滅零） }//end while (1)}/*延時(shí)函數(shù) void delay(unsigned int dt)參數(shù)：dt，無返回值延時(shí)時(shí)間=dt500機(jī)器周期*/void delay(unsigned int dt){register unsigned char bt。bt。a=0xfe。 //清除位選 P0=table[dispram[i]]。