【正文】 限制，投入小，隨著技術進步和新產品的開發(fā)，下置式，嵌入式等多種安裝形式的電熱水器先后上市，徹底擺脫了房間空間的限制。中國家電市場調查研究課題組經過近４年的連續(xù)性調查發(fā)現(xiàn)，我國城市家庭熱水器產品的普及率基本穩(wěn)定在７０％左右，城市家庭較高的普及率說明熱水器市場總體上已進入成熟階段。隨著生活節(jié)奏的加快，人們越來越需要方便快捷的生活方式。如果能在熱水器發(fā)面增添更加安全，科技的元素，一定會在競爭占有一席之地。在當今科技快速飛躍的時代，各式各樣的熱水器不斷的橫空出世，優(yōu)勝劣汰是大自然，生活中的固定規(guī)律。伴隨著科技的發(fā)展，人們在環(huán)境，安全，快捷等方面的考慮及意識不斷的增強的今天，熱水器的實用性，安全性，智能化方面也將面臨著市場的考驗。據不完全統(tǒng)計，城市家庭熱水器普及率在７０％左右。三大熱水器：燃氣熱水器廉頗老矣；電熱水器風頭正勁；太陽能熱水器后勁十足。在當今社會，科技日新月異，熱水器技術飛速發(fā)展，越來越多的科技成果被運用到熱水器的制造當中。國家對農村基礎設施投入力度不斷加大，加快農村電網建設和改造的步伐，家電消費環(huán)境大為改善，農電價格也相對下降，刺激了農民對家電的消費量，從而加快了農村家電的普及速度。所以就是在這樣的背景下，本課題是選擇基于at89s51單片機的智能電熱水器的設計研究。 國內外研究狀況和成果電熱水器分為即熱式和儲水式兩種，就是用電加熱水的一種裝置。熱水器先后經歷了水電分離，漏電保護器，出水斷電，防電墻等四次較大的技術升級。出水斷電技術1999年，海爾研制成功了出水斷電技術，使用戶再打開熱水器噴頭同時自動切斷電源，關閉噴頭時自動通電加熱，這樣就避免了電帶使用，使熱水器的安全性能又提高了一大步。是目前世界上即熱式電熱水器行業(yè)中公認的符合環(huán)保健康潮流的、最成熟穩(wěn)定的加熱體。一是更加方便，二是更加節(jié)能，按照用戶的使用習慣提前預先加熱，讓使用者隨心所欲享用熱水，而在非用水時間則啟動中溫保溫方程式，根據設定溫度計算出最節(jié)能的保溫溫度，減少熱水器內外溫差，因而盡可能減少保溫加熱次數，真正做到更加省電。而且市場上傳統(tǒng)的機械式電熱水器控制功能不完善，而且精度低、可靠性差，因此電熱水器的智能化成為必然趨勢。本設計是針對AT89S51單片機在檢測和控制方面的應用。為了防止加熱線圈的頻繁啟動造成的資源浪費和元件損壞，在軟件設計設計上當與設定溫度低三度時采用PWM脈寬調制。 以PIC16C72為控制芯片的電熱水器，雖然功能很強大，但是存在一些很需要改進的地方：中斷的現(xiàn)場保護是中斷應用中一個很重要的部分由PIC16C72的指令系統(tǒng)中沒有專門的PUSH(入棧)和POP(出棧)指令，所以要用一段程序來實現(xiàn)該功能。但考慮到成本控制和軟硬件實現(xiàn)難度，采用方案一的控制系統(tǒng)設計，可以進一步提高電熱水器的智能作用，能夠保證持續(xù)的熱水供應，并能夠在異常情況下自動斷電，可以滿足人們日常生活的需要，提了人們生活的質量。l 外部數據存儲器：可擴展到64KB。l 寄存器區(qū)：在內部數據存儲器的128B中劃出一部分作為寄存器區(qū)， 分為四個區(qū)，l 每個區(qū)8個通用寄存器。l 指令系統(tǒng)（系統(tǒng)時鐘為12MHZ時）：大部分指令執(zhí)行時間為1us；少部分指令，執(zhí)行時間為2us。 主電源引腳① VCC：電源端。② XTAL2：晶體振蕩器接入的另一個引腳。ALE/：當訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。在對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（）。：程序存儲允許（）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。要使CPU只訪問外部程序存儲器（地址為0000H～FFFFH），則端必須保持低電平（接到GND端）。輸入/～，～，～～。在Flash編程時，P0端口接收指令字節(jié)；而在校驗程序時，則輸出指令字節(jié)。③P2端口（～）：P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在訪問外部程序存儲器和16位地址的外部數據存儲器（如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時，P2送出高8位地址。P3的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。復用功能如表21所列。溫范圍－55℃～＋125℃，在10～+85℃時精度為177。測量結果直接輸出數字溫度信號，以”一 線總線”串行傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。圖中低溫度系數晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產生固定頻率的脈沖信號送給計數器1。圖23中的斜率累加器用于補償和修正測溫過程中的非線性，其輸出用于修正計數器1的預置值。 （2）DS18B20中的溫度傳感器可完成對溫度的測量，以12位轉化為例：用16位符號擴展的二進制補碼讀數形式提供，以 ℃/LSB形式表達，其中S為符號位。 （4）配置寄存器 該字節(jié)各位的意義如下：表3 配置寄存器結構低五位一直都是”1”，TM是測試模式位，用于設置DS18B20在工作模式還是在測試模式。單片機可通過單線接口讀到該數據，讀取時低位在前，高位在后，數據格式如表1所示。復位要求主CPU將數據線下拉500微秒，然后 釋放，當DS18B20收到信號后等待16～60微秒左右，后發(fā)出60～240微秒的存在低脈沖，主CPU收到此信號表示復位成功。 跳過 ROM 0CCH忽略 64 位 ROM 地址，直接向 DS1820 發(fā)溫度變換命令。結果存入內部9字節(jié)RAM中。 讀供電方式 0B4H 讀DS1820的供電模式。 獨特的寄生電源方式有三個好處： 1）進行遠距離測溫時，無需本地電源 2）可以在沒有常規(guī)電源的條件下讀取ROM 3）電路更加簡潔，僅用一根I/O口實現(xiàn)測溫 、要想使DS18B20進行精確的溫度轉換，I/O線必須保證在溫度轉換期間提供足夠的能量，由 于每個DS18B20在溫度轉換期間工作電流達到1mA，當幾個溫度傳感器掛在同一根I/O線上進行多點測溫時， 能量，會造成無法轉換溫度或溫度誤差極大。在強上拉方式下可以解決電流供應不走的問題，因此也適合于多點測溫應用，缺 點就是要多占用一根I/O口線進行強上拉切換。站長推薦大家在開發(fā)中使用外部電源供電方式，畢竟比寄生電源方式只多接一根VCC引線。 （2）PNP 輸入減小了直流負載； （3）輸入端上的滯后電壓改善了噪聲容限。其中七只發(fā)光二極管分別對應a~g筆段構成“”字形另一只發(fā)光二極管Dp作為小數點。某筆段控制端低電平時，該筆段發(fā)光，高電平時不發(fā)光。LED數碼管的使用與發(fā)光二極管相同，~2V額定電流為10mA，最大電流為40mA。顯示時，每一位字段碼分別從I/O控制口輸出，保持不變直至CPU刷新顯示為止。所謂動態(tài)掃描顯示電路是將顯示各位的所有相同字段線連在一起，每一位的a段連在一起，b段連在一起…g段連在一起，共8段，由一個8位I/O口控制，而每一位的公共端（共陽或共陰COM）由另一個I/O口控制，如圖44所示。在這一瞬時，只有這一位在顯示，其他幾位暗。例如要使共陽極LED數碼管顯示“0”，則a、b、c、d、e、f各筆段引腳為低電平，g和Dp為高電平。表9為共陰和共陽LED數碼管幾種八段編碼表。發(fā)光二極管LED指示輸入端控制信號，二級管VD1可防止輸入信號正負極性接反時對光耦IC1造成的損壞。二是系統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設備，如鍵盤、顯示器、打印機、A/D、D/A轉換器等，要設計合適的接口電路。智能電熱水器系統(tǒng)由時鐘電路、復位電路、電源電路、溫度檢測電路、溫度顯示電路、ISP在線編程接口電路鍵盤和顯示接口電路組成。圖31電源電路連接圖26 單片機系統(tǒng)電路21MCS51單片機的復位是靠外部電路實現(xiàn)的。上電瞬間，RC電路充電，RST引線端出現(xiàn)正脈沖，只要RST端保持10ms以上的高電平，就能使單片機有效地復位。留出的0000H～0002H 3個單元地址，僅能夠放置一條轉移指令，因此，MCS51單片機的主程序的第一條指令通常情況下是一條轉移指令。表10 寄存器的復位狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器狀態(tài)PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0 – P3 FFHSCON00HIPxxx00000HSBUF不確定IE0xx00000HPCON0xxx0000HTMOD00H 當MCSC51單片機的CPU正在處理某件事情的時候，單片機外部或內部發(fā)生的某一時間請求CPU立即去處理，于是,CPU暫時中止當前的工作，轉到終端服務處理程序處理所發(fā)生的事件。 功能：消除了CPU在查詢方式中的等待現(xiàn)象，大大提高了CPU的工作效率。P0口首先將低8位的地址發(fā)送出去，然后再傳送數據，因此要用鎖存器將先送出的低8位地址鎖存。圖36 單片機最小系統(tǒng)23 鍵盤接口電路本畢業(yè)設計的按鍵采用獨立式按鍵，是直接用I/O口線構成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O口線的狀態(tài)。先逐位查詢每根I/O口線的輸入狀態(tài)，如某一根I/O口線輸入為低電平，則可確認該I/O口線所對應的按鍵已按下，然后，再轉向該鍵的功能處理程序，具體編程見程序清單。以上特點使DS18B20非常適用于遠距離多點溫度檢測系統(tǒng)。在本設計中有兩個顯示電路，共用到六個共陰極八段碼數碼管分兩組，一組顯示設定溫度值一組顯示測量的溫度。由于單片機每執(zhí)行一次程序,就會給看門狗器件一個復位信號,這樣也可以用手工方式實現(xiàn)復位。的時候。在本次設計中，我與張浩同學同分一個課題，記過我倆的查找資料，文獻，咨詢我們的指導羅先喜老師后，采用了AT89S51單片機為控制芯片，設計了本次的課題。其操作過程往往需要操作者測試通過，因此，設計一款全新的智能型的家庭用智能電熱水器，通過單片機控制，以簡化硬件電路結構，根據水溫溫度反饋的信號，對水溫按照需要能進行隨意更改，以使其應用更加靈活。最后還要感謝我的父母，沒有他們無私的奉獻我是無法順利完成學業(yè)的。INT T0 中斷入口 AJMP START ORG 0003H 。開中斷 SETB TR0 。實際值小于設計值時跳轉 CLR 。實際值小宇t5時跳轉SETB 。