【正文】 等。而成本是一個產(chǎn)品必須考慮的，盡可能在滿足各方面要求的前提下降低成本是廠家追求的。操作的方便性就是力求設計簡便的流程來實現(xiàn)使用者設置工作方式、設置洗浴、采暖溫度等操作，以達到雙功能燃氣熱水器使用方便快捷的目的。另外為了 保證舒適性，在進水量不同的情況下也要求對生活水溫度進行良好的控制，也就是要求控制器的魯棒性要強。 3 ℃；將燃氣熱水器的進水量瞬時下調(diào) 50%時，燃氣熱水器出水溫度的超調(diào)不大于 8℃。 c） 進水量變化時的超調(diào)：按 GB693294 之規(guī)定，在標準測試條件下，將燃氣熱水器的進水量調(diào)至額定水流量，在燃氣熱水器的出水溫度達到穩(wěn)定后，將燃氣熱水器的進水量瞬時變化177。 1℃。溫度控制是控制器設計的最重要的任務，控制器設計是否成功關鍵就是看它對出水溫度的控制效果。其次要解決的安全性設計問題是避免生活水 和采暖水水溫偏高，要保證水溫過高時控制器中斷加熱或停機報警。 （ 1）安全性：安全性是整個系統(tǒng)設計首先需要考慮的問題，雖然燃氣熱水器發(fā)展到今天可以認為基本解決了安全性的問題，但是諸如燃氣泄漏、煙氣泄漏、水溫偏高導致燙傷等安全事故還是偶有發(fā)生，所以保證系統(tǒng)運行安全可靠是控制器設計的基本要求。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 4 頁 系統(tǒng)設計要點 燃氣熱水器控制器的設計主要考慮的要點是安全性、舒適性、操作方便性 以及成本等因素。要求 溫度傳感器及轉(zhuǎn)換電路 ， 水溫設定與自動調(diào)節(jié)電路 ， 單片機輸入輸出接口電路 以及顯示模塊的設計。 ： 20～ 90℃ 可調(diào)。 設計出燃氣熱水器的單片機控制器，要求功能齊備，使用方便，經(jīng)濟實用，安全可 靠。 2 燃氣熱水器方案設計 設計要求及系統(tǒng)設計要點 設計要求 進行市場調(diào)查，了解燃氣熱水器的最新發(fā)展和用戶使用需求。但是，此類熱水器還存在許多不盡如人意的地方，因為該類燃氣熱水器使用的是煤氣和氧氣進行燃燒產(chǎn)生熱量，需要安裝在室外通風良好的地方，否則氧氣不足會造成煤氣不完全燃燒而產(chǎn)生一氧化碳對人的生命構(gòu)成威脅，而對熱水器的控制調(diào)節(jié)都在機體上 ，以致洗浴時需要預先調(diào)節(jié)好水溫，有時候遇到水 壓不正常就造成水溫浮動不定，使洗浴者又要出來調(diào)節(jié)水溫，這樣不僅浪費水和燃氣，而且給洗浴者帶來極大不便。 （ 2）數(shù)字式 這種方式下，水溫的調(diào)節(jié)是通過數(shù)字控制實現(xiàn)的，當需要出水溫度升高時，則微電腦控制比例閥開大，燃氣壓力升高，水溫升高；反之，則比例閥開小，水溫降低。水量調(diào)節(jié)旋鈕按標識調(diào)小時，水流量減少，熱水溫度升高；調(diào)大時，水流量增大，熱水溫度降低。 現(xiàn)有燃氣熱水器溫度調(diào)節(jié)方案及不足 目前市場上燃氣熱水器產(chǎn)品的溫度控制基本上采取兩種方案： （ 1）機械旋鈕式： 熱水器的溫度調(diào)節(jié)是通過機械式旋鈕實現(xiàn)的，有火力調(diào)節(jié)旋鈕和水量調(diào)節(jié)旋鈕共同控制。燃氣熱水器雖然容量小，但分布量大面廣，其發(fā)展和社會的千家萬戶有著密切的關系。節(jié)能的深遠意義不僅是節(jié)約開支而是國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的要求。 （ 3）更加環(huán)保 我國燃氣熱水器標準中現(xiàn)在除規(guī)定了對排煙 CO 含量的限制外，即限制燃燒不完全程度，還對排煙 NOx 含量作 了要求。為提高使用舒適性，國內(nèi)正在研究的課題有： a）擴大熱水器的負荷調(diào)節(jié)比，要求不小于 20％～ 100％（即冬夏型功能），國外熱水器負荷調(diào)節(jié)均在 30％～ 100％； b）發(fā)展良好恒溫性能的智能化熱水器，滿足使用過程中水溫波動在設定值177。 （ 2）舒適性的提高 燃氣熱水器使用的舒適性便是人們關心的重要問題。隨著排氣方式不斷地改革，熱水器的安全使用已基本得到解決。 燃氣熱水器的發(fā)展趨勢 隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展以及人們生活水平的提高 ，燃氣熱水器也在不斷更新、發(fā)展，以滿足人們對較高生活品質(zhì)的追求。這便是追求熱水器更高品質(zhì)的原因。這主要表現(xiàn)桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 2 頁 在先進控制技術(shù)的引入，目的是解決燃氣熱水器使用中 仍然存在的主要矛盾：出水溫度調(diào)節(jié)給使用者帶來的問題，水溫度的調(diào)產(chǎn)品，線控熱水器、恒溫熱水器、智能型熱水器亦有出現(xiàn)。 （ 3）以追求高品質(zhì)為目的的第三階段，目前正處在第三階段的興盛期，亦是競爭最激烈的時期。有別于自吸閥的一些安全裝置也有出現(xiàn)，目前采用自吸閥的燃氣熱水器依然是市場的主流。一開水點火便自動進行，在一般情況下，熱水 器安裝在浴室外成為可能，這使燃氣熱水器使用的安全隱患大大減低。 （ 2）以完善使用特性為目的的第二階段：自吸閥的引入是對完善使用特性的重要貢獻，而以水驅(qū)式自動點火作為主要特征，這一進步使燃氣熱水器的技術(shù)品質(zhì)有了一個質(zhì)的飛躍。特別是熱電偶式熄火保護裝置在點火初期的時間延遲操作，令使用者倍感不便。采用壓電陶瓷點火方式，小火先著，水氣聯(lián)動控制閥、控制點火，互相獨立的氣、水調(diào)節(jié)閥門，熱電偶式的熄火保護裝置。我國的燃氣熱水 器生產(chǎn)也有近 30 年的歷史。 第一臺燃氣熱水器誕生已經(jīng)超過了 100 年。按給排氣方式可分為：直排式、煙道式、平衡式、強排式、強制給排氣式等。燃氣熱水器有這些分類方式，按使用氣種可以分為使用天然氣、人工煤氣和液化石油氣 3 種。它的工作原理大體是這樣：燃氣在燃燒室 內(nèi)完全燃燒，產(chǎn)生高溫煙氣。 DS18B20。 FINALLY, THE PROJECT PRODUCED A SIMULATION MODEL AND HARDWARE DEBUGGING. THE RESULTS SHOWED THAT THE ACTUAL HARDWARE DESIGN DEBUG BASICALLY REACHED THE REQUIREMENTS OF THE TECHNICAL INDICATORS, COMPARATIVE ANALYSIS SHOWS THAT THIS DEVICE HAS A GOOD PROSPECT. KEYWORDS: MICROCONTROLLER。 TO IMPROVE THE ACCURACY OF TEMPERATURE CONTROL, DIGITAL PID PROCESS CONTROL, ENABLING THE TEMPERATURE OF THE CONTINUOUSLY ADJUSTABLE, LCD1602 DISPLAY WITH WATER TEMPERATURE。 關鍵詞：單片機；溫度轉(zhuǎn)換； DS18B20 ； DAC0832 ABSTRACT WITH THE CONTINUOUS PROGRESS AND DEVELOPMENT, PEOPLE ARE INCREASINGLY DEMANDING GAS WATER HEATER. AND NOW MOST OF THE WATER HEATER THERMOSTAT STAGE OR IN THE MANUAL, HOT WATER TEMPERATURE CAN NOT BE REALTIME DISPLAY, WATER AND GAS CAN NOT BE REALTIME DISPLAY AND CONTROL THE PROCESS BATH THERMOSTAT, ETC. DIFFICULT SITUATION. ACCORDING TO THE ABOVE, THE DESIGN OF A REASONABLE GAS WATER HEATER TEMPERATURE CONTROL SYSTEM ARCHITECTURE: 8BIT MICROCONTROLLER 89S51 AND TEMPERATURE SENSOR DS18B20 PROGRAMS CONSTITUTE THE TEMPERATURE ACQUISITION SYSTEM, COMPARED WITH 16BIT MICROCONTROLLER AND THE THERMISTOR PLUS A / D CONVERTER TEMPERATURE ACQUISITION SYSTEM HAS A HIGH PRICE。 根據(jù)以上情況，設計了合理的燃氣熱水器恒溫 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：采用 8 位單片機 89S51 和 DS18B20 溫度傳感器構(gòu)成溫度采集系統(tǒng)的方案，較之采 用 16位的單片機和熱敏電阻加 A/D 轉(zhuǎn)換器的溫度采集系統(tǒng)具有較高的性價比；單片機根據(jù)溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過程 序處理，發(fā)送數(shù)據(jù)指令給0832，通過 DAC0832 數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出不同的電流來控制 燃氣比例閥的開度，達到控制火力的大小，實現(xiàn)溫度的自動控制； 為了提高溫度控制精度，采用數(shù)字 PID程序控制，可實現(xiàn)溫度的連續(xù)可調(diào)，用液晶顯 示器 LCD1602 顯示出水溫度；為加強系統(tǒng)的安全性能，設計中 還加入了看門狗和聲光報警電路；最后，制作出了工程樣板并進行硬件模 擬調(diào)試。 摘 要 隨著社會的不斷進步發(fā)展，人們對燃氣熱水器 的要求越來越高。而現(xiàn)今大多數(shù)熱水器還是處于手動調(diào)溫階段，熱水溫度不能實時顯示 ，水量和氣量不能實時顯示和控制，洗浴過程中調(diào)溫困難等等情況。 實際調(diào)試結(jié)果顯示硬件設計基本達到了要求的 技術(shù)指標，對比分析可知此設備具有良好的應用前景。 MICROCONTROLLER ACCORDING TO THE TEMPERATURE SENSOR TO THE DATA, AFTER PROCEDURES TO SEND COMMANDS TO THE 0832 DATA, THROUGH THE DAC0832 DIGITALANALOG CONVERTER OUTPUT CURRENT TO CONTROL THE DIFFERENT GAS PROPORTIONAL VALVE OPENING, TO CONTROL THE SIZE OF FIREPOWER TO ACHIEVE AUTOMATIC TEMPERATURE CONTROL。 TO ENHANCE THE SAFETY PERFORMANCE OF THE SYSTEM, THE DESIGN WATCHDOG ALSO ADDED SOUND AND LIGHT ALARM CIRCUIT。 TEMPERATURE CONVERSION。 DAC0832 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 I 頁 目 錄 1緒論 1 1 燃氣熱水器簡介 1 燃氣熱水器的發(fā)展趨勢 2 現(xiàn)有燃氣熱水器溫度調(diào)節(jié)方案及不足 3 2燃氣熱水器 方案設計 3 3 設計要求 3 4 5 6 3熱水器控制器系統(tǒng)分析 6 6 PID溫度控制 7 PID算法控制的實現(xiàn) 7 PID控制器的參數(shù)整定 8 4燃氣熱水器系統(tǒng)的硬件設計 10 10 單片機的選擇 10 11 數(shù)字溫度傳感器的選擇 13 D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換的選擇 15 比例閥的選擇 17 風機的選擇 19 19 變壓器的選擇 20 20 20 21 21 22 計 22 22 23 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 II 頁 5系統(tǒng)軟件設計 25 25 27 PID控制器的實現(xiàn) 28 6系統(tǒng)的設計 29 軟件的調(diào)試 29 硬件的調(diào)試 29 29 29 7總結(jié)和體會 30 謝 辭 31 參考文獻： 31 附錄一 32 附錄二 33 附錄三 34 附錄四 35 附錄五（程序）： 36 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 1 緒論 選題的意義 燃氣熱水器簡介 所謂燃氣熱水器就是指以氣體燃料燃燒為熱源的熱水器的統(tǒng)稱，是一種小型的熱力設備。高溫煙氣流經(jīng)換熱器，把換熱器中的冷水加熱為所需的衛(wèi)生熱水。按結(jié)構(gòu)可分為容積式和直流式。 相對于其它類型熱水器而言，燃氣熱水器具有這樣一些優(yōu)勢：不需預熱；節(jié)能；不結(jié)垢、壽命長；使用成本低；款式超薄纖細，外觀時尚。而燃氣熱水器技術(shù)的發(fā)展主要是二戰(zhàn)之后 50 多年的時間內(nèi)完成的。燃氣熱水器的發(fā)展迄今為止經(jīng)歷了三個階段： （ 1）以實現(xiàn)簡單功能為目的的第一階段：作為第一階段代表的燃氣熱水器是熱水流量為 5L/min 的小型熱水器。這種類型的熱水器具有初步的安全性保證，滿足基本功能，操作也不復雜，但很快顯現(xiàn)出的問題在于：點火裝置的可靠性與壽命；熄火保護裝置的壽命；操作的相對煩瑣。因此 ，這一階段的后期，熱水器在此基礎上做了一些更新：點火裝置由壓電陶瓷變?yōu)殡娒}沖式，引入了內(nèi)置電源，同時取消了熄火保護裝置，水 — 氣聯(lián)動閥是熱水器上唯一的安全裝置。雖然這種類型的熱水器仍然由電脈沖點火裝置、水 — 氣聯(lián)動閥、自吸閥、獨立的水 — 氣調(diào)節(jié)裝置構(gòu)成，但其使用性能有了很大的提高，表現(xiàn)為：操作極為方便，使用更為安全。自吸 閥靈敏的熄火保護特性，使熱水器非燃燒狀態(tài)的燃氣泄漏現(xiàn)象幾乎不會出現(xiàn)。此外，熱水器的大流量化進一步興起，出水量超過 8L/min 的品種增加，市場進一步擴大。從事熱水器研究與生產(chǎn)的業(yè)內(nèi)人士，