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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)-基于單片機(jī)控制的快熱式家用電熱水器的設(shè)計(jì)(更新版)

  

【正文】 data dispram[2]={0x10,0x10}。 //加熱檔位“+”鍵 sbit downkey=P1^2。我深深的知道,幾句簡(jiǎn)單的話語(yǔ)根本無(wú)法表達(dá)對(duì)你們的感激之情,只有在心里默默的祝福我的老師、同學(xué)們,祝你們一生幸福安康!參考文獻(xiàn)[1]郇玉龍,趙寧,[EB/OL]. [2]湯競(jìng)南,[M].北京:人民郵電出版社,2008,2038,13814 3.[3][M].北京:人民郵電出版社,2008,15.[4]馬長(zhǎng)林,陳怡,[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008,209.[5]田立,田清,[M].北京:人民郵電出版社,2007, 153165.[6]張友德,趙志英,、應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,2006,294.[7]:C語(yǔ)言描述[M].北京:高等教育出版社,2005,250253.附錄A 控制源程序清單以下是快熱式電熱水器控制源程序清單,采用C51編寫,在Keil u Vision2 ( )環(huán)境下調(diào)試通過(guò),并下載到AT89C51測(cè)試運(yùn)行成功。設(shè)計(jì)中還采用報(bào)警器來(lái)及時(shí)的反應(yīng)溫度是否超標(biāo),提示操作者是否繼續(xù)加熱熱水器。另外,為了區(qū)分測(cè)頻的開始和結(jié)束,還使用了測(cè)頻開始標(biāo)志位T0tst和測(cè)頻完成標(biāo)志位Testok。 Tab[temp],說(shuō)明實(shí)際溫度應(yīng)該在Tmin與Temp之間(因?yàn)檫f減函數(shù)特性),則修改查找范圍,令Tmax=Temp;同理,若 T0rigTab[temp],說(shuō)明實(shí)際溫度應(yīng)該在Temp與Tmax之間,則令Tmin=Temp。這將在加熱控制中介紹其處理過(guò)程。把有實(shí)時(shí)要求的子程序(顯示掃描、按鍵掃描、加熱控制)放在最內(nèi)層的循環(huán)中,計(jì)算其運(yùn)行一次占用的CPU時(shí)間,然后根據(jù)溫度檢測(cè)定時(shí)的間隔時(shí)間,計(jì)算出該循環(huán)的循環(huán)次數(shù)。 溫度檢測(cè)電路圖 數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)是采用雙向共陽(yáng)極串行接口電路,用來(lái)顯示加熱檔位,直觀性更強(qiáng),亦可大大減少電源的功耗。而加熱電阻通過(guò)發(fā)光二極管來(lái)顯示加熱與否,當(dāng)加熱時(shí)二極管發(fā)光,而不加熱時(shí)二極管不發(fā)光,為了在關(guān)機(jī)和超溫保護(hù)的狀態(tài)下能可靠的關(guān)斷加熱電源,電路中加入了繼電器來(lái)控制加熱電源。它由加熱控制電路、過(guò)零檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路、數(shù)碼管顯示電路、報(bào)警器驅(qū)動(dòng)電路等電路組成。 水溫與流量、加熱功率的關(guān)系水流量/(L/m)功率/kW 溫度/℃22.533.544.547423634325.554484138366.562544642387.57060514641注:進(jìn)水溫度為15℃,輸入電壓為AC220V。這種方法顯然比較先進(jìn),但電路比較復(fù)雜,成本也比較高[2]。方案二:通過(guò)一個(gè)繼電器驅(qū)動(dòng),采用可控硅控制功率,能經(jīng)受較高的功率,所以可以設(shè)置較多的檔位,成本大大降低可靠性較高,而且電路簡(jiǎn)單,又控制方便,所以本方案采用。方案二:動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示一般用在需要多只數(shù)碼管顯示的場(chǎng)合,它采用分時(shí)的方法,讓每只數(shù)碼管輪流顯示。但線路較復(fù)雜,價(jià)格較昂貴,不適用。在空閑模式下凍結(jié)CPU,而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。這樣做的好處是可以盡可能使用大的存儲(chǔ)器,無(wú)論是程序還是數(shù)據(jù)都是這樣,在存儲(chǔ)器價(jià)格日益低廉的今天,幾乎可以用微不足道的價(jià)格換取相當(dāng)可觀的性能。2 快熱式電熱水器的硬件設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求,主要包括電源電路、單片機(jī)控制器、溫度檢測(cè)電路、按鍵輸入電路、LED數(shù)碼管及指示燈電路、報(bào)警電路和加熱控制電路。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括硬件部分和軟件部分的設(shè)計(jì)。1℃。 即熱式電熱水器與普通電熱水器的區(qū)別普通電熱水器有如下缺點(diǎn):,長(zhǎng)期保持在六十度以上高溫,發(fā)熱管易結(jié)垢,內(nèi)膽易漏水,因而較易損壞;、熱量損耗大;;,根據(jù)管道的長(zhǎng)短,一般家庭中冷水損耗量大,基本可達(dá)1025升每次。相信今后幾年我國(guó)電熱水器市場(chǎng)仍將會(huì)迅猛發(fā)展。熱水器是一種可供浴室,洗手間及廚房使用的家用電器。另外,其體積小,對(duì)于強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境易于采取屏蔽措施,適合在惡劣環(huán)境下工作。 單片機(jī)的組成單片機(jī)是微型機(jī)的一個(gè)主要分支,在結(jié)構(gòu)上的最大特點(diǎn)是把CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)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。 electric water heater。本設(shè)計(jì)分別對(duì)硬、軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)說(shuō)明。軟件編程采用C語(yǔ)言編寫,因?yàn)槠浜?jiǎn)潔、使用方便靈活、容易實(shí)現(xiàn)程序的模塊化和結(jié)構(gòu)化。其中家用電熱水器就是一個(gè)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(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。其中,地址總線的作用是在進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)提供地址,CPU通過(guò)它們將地址輸出到存儲(chǔ)器或I/O接口;數(shù)據(jù)總線的作用是在CPU與存儲(chǔ)器或I/O接口之間,或存儲(chǔ)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(hào)線和外部送入CPU的應(yīng)答信號(hào)線等。、低電壓,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品。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(yáng)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?,而燃料供?yīng)量有困難,且國(guó)家對(duì)其使用年限有規(guī)定,適合在低氣價(jià)地區(qū)使用,來(lái)滿足人們的需求,且不利于環(huán)境;人們?cè)谶x擇熱水器時(shí),除了要安全可靠和美觀耐用外,一次性購(gòu)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(shí)比一次性購(gòu)機(jī)費(fèi)更能左右用戶的選擇,因此如何來(lái)降低熱水器的能源消耗,使用戶能以最小的代價(jià)獲得更大的收益,這是一個(gè)大多數(shù)用戶十分關(guān)心的問(wèn)題。前些年,家用電熱水器產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一段時(shí)間,由于當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)電力條件不成熟,對(duì)大功率的電產(chǎn)品一般無(wú)法正常使用,也沒(méi)有好技術(shù)和科技來(lái)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(guó)內(nèi)的發(fā)展。體積小不占空間,其中封閉式(尺寸為:24cm**25cm,類似25*25的衛(wèi)生間地磚那么小,純白色。,分別為電源開關(guān)、“+”鍵和“”鍵。其中,軟件編程采用C語(yǔ)言進(jìn)行編寫,因?yàn)镃語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性和可維護(hù)性上比匯編語(yǔ)言有明顯的優(yōu)勢(shì),Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具,全Windows界面。溫度檢測(cè)按鍵輸入電源單片機(jī)LED顯示蜂鳴報(bào)警加熱控制 電熱水器系統(tǒng)組成框圖 硬件元件的選擇與方案論證 單片機(jī)的選擇方案一: 我們知道8031芯片內(nèi)部無(wú)ROM,需要外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器,由此造成電路焊接的困難,況且使用8031還要另外購(gòu)買其他的芯片,如A/D轉(zhuǎn)換及定時(shí)/計(jì)數(shù)器(PWM)等芯片,從而造成成本較高,不適用。沒(méi)有別的特殊要求,一個(gè)片子就能組成幾乎十分完整的單片機(jī)系統(tǒng)。 電源的選擇方案一:采用干電池,使用方便,安全可靠,但價(jià)格昂貴,且使用時(shí)間較短,所以不采用。本設(shè)計(jì)采用獨(dú)立式按鍵,其是常用于需要少量幾個(gè)按鍵的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。通常各位數(shù)碼管的段選線相應(yīng)并聯(lián)在一起,由一個(gè)8位的I/O口控制;各位的位選線由另外的I/O口線控制。通常把被測(cè)溫度的變化轉(zhuǎn)化為敏感元件的電阻變化、電勢(shì)的變化,再經(jīng)過(guò)相應(yīng)的測(cè)量電路輸出電壓或電流,然后由這些參數(shù)的變化來(lái)檢測(cè)對(duì)象的溫度變化。 供電線路的選擇快熱式電熱水器為了達(dá)到“快熱”的效果,取消了儲(chǔ)水罐,使冷水在進(jìn)入加熱管后立即被加熱,這就要求加熱管有較大的加熱功率。共模輸入范圍包括負(fù)電源,因而消除了在許多應(yīng)用場(chǎng)合中采用外部偏置元件的必要性。按鍵采用輕觸小按鈕。 加熱控制電路圖 過(guò)壓保護(hù)電路的設(shè)計(jì)此電路通過(guò)變壓器將220V交流電變?yōu)?V的交流電,然后經(jīng)過(guò)橋式整流將其變?yōu)橹绷麟?,通過(guò)R2和R3進(jìn)行分壓,從而實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。按快熱式熱水器的功能,系統(tǒng)程序必須實(shí)現(xiàn)顯示掃描、按鍵掃描處理、加熱控制和溫度檢測(cè)(包括超溫報(bào)警)4項(xiàng)任務(wù)。 顯示掃描子程序的設(shè)計(jì)顯示掃描子程序完成兩位共陽(yáng)數(shù)碼管的掃描顯示任務(wù)。它是一個(gè)頻率對(duì)應(yīng)于溫度遞減的非線性函數(shù),在C語(yǔ)言中用一個(gè)一維數(shù)組Tab[101]來(lái)表示,下標(biāo)為溫度,數(shù)組元素為頻率值。 溫度檢測(cè)程序完成溫度計(jì)算后,便刷新系統(tǒng)當(dāng)前溫度寄存器,并判斷有無(wú)超溫、置位或消除相應(yīng)的標(biāo)志位[7]。本方案著重體現(xiàn)在速度之快上,它采用雙向晶閘管(即可控硅)對(duì)加熱電路進(jìn)行控制,這樣系統(tǒng)的可靠性就大大增強(qiáng),因?yàn)榫чl管能夠根據(jù)門極電壓可靠的接通和斷開,而且采用發(fā)光二極管來(lái)及時(shí)的檢測(cè)電路的加熱情況。在本次課程設(shè)計(jì)中,我真正了解到實(shí)踐與理論相結(jié)合的重要性,以前總是在頭腦中產(chǎn)生一些想法,卻從來(lái)沒(méi)有機(jī)會(huì)去認(rèn)真的研究它,以至于不知道結(jié)果是成功還是失敗,但通過(guò)這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于可以使我通過(guò)自己的努力與導(dǎo)師及同學(xué)的幫助親自完成了一個(gè)設(shè)計(jì),雖然成果難免有不足之處,但終究是親自動(dòng)手去做的,收益是可想而知的。 //顯示函數(shù)unsigned char keyscan(void)。 //可控硅觸發(fā)信號(hào)輸出端sbit relay=P1^7。 //超溫標(biāo)志、測(cè)溫開始標(biāo)志、測(cè)溫完成標(biāo)志/*主函數(shù) void main(void)無(wú)參數(shù),無(wú)返回值循環(huán)調(diào)用顯示、鍵掃描、溫度檢測(cè)和加熱控制函數(shù)*/void main(void){Unsigned char i,j。 //設(shè)置外中斷0優(yōu)先IE=0x80。b100。 //定義寄存器變量for(。 //位選賦初值 for(i=0。 //改變位選字 P0=0xff。 //檔位加1dispram[0]=0。 //延時(shí)消抖buzz=1。i30。 P1=0xff。i10。 //無(wú)任何鍵按下時(shí)由此返回 } /*加熱控制函數(shù) void heatctrl(void)無(wú)參數(shù),無(wú)返回值判斷是否有加熱、加熱功率及檔位指示燈處理*/void heatctrl(void){if(!tempov) //當(dāng)沒(méi)有超溫標(biāo)志時(shí) {relay=0。break。 led3=1。triac=0。unsigned int t0rig。 //字節(jié)合成字tempmin=0。 //接近最小值,取最小值 break。 TL0=0。 //市電過(guò)零后,根據(jù)當(dāng)前設(shè)置的檔位給定時(shí)器T1賦延時(shí)參數(shù)ET1=1; //允許定時(shí)器T1中斷TR1=1。 //完成可控硅導(dǎo)通信號(hào)}
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