【正文】 點 ： 40 個引腳， 32kBytes 的程序存儲器， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2 個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口，內(nèi)置時鐘振蕩器 ,其 Flash 存儲器，可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。取電容 C=10uF，電阻 R=10K。右圖中 XTAL1 為 內(nèi)部時鐘工作電路的輸入 ， XTAL2 為 來自反向振蕩器的輸出 該水位自動顯示控制器采用上電復(fù)位電路，由 R1 C3 構(gòu)成復(fù)位電路，在上電瞬間，產(chǎn)生一個脈沖， AT89C51 將復(fù)位。由于 CPU 的內(nèi)部已含有程序存儲器，所以 EA 引腳接高電平。上水電磁閥采用 12V 直流單項電磁閥；輔助電加熱體的通斷電采用繼電器控制；排空閥由 36V（ 5W）交流伺服電機帶動，由排空閥的開閉狀態(tài)信號確定并通過繼 電器控制交流伺服電機電源通斷電。 對水箱水溫信號的檢測采用 DALLAS 公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，它具有 3 引腳 TO92 小體積封裝形式， CPU 只需一根端口線就能與 DS18B20 通信控制讀取溫度值。 圖 系統(tǒng)組成示意圖 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 5 頁 控制系統(tǒng)組成 電 熱水器控制系統(tǒng)的組成如圖 所示。 電阻加熱 絲：主要用來加熱水箱中水， 使其達(dá)到用戶所需要的溫度。 水位檢測電極：主要用來檢測水箱中水的位置，主要把水箱分成四等分，一共有五個電極，接地的電極放在最水箱的最底下，其余分別放在四等分點上，比如當(dāng)水箱中的水在第一等分和第二等分之間，則顯示水箱中有四分之一的水，當(dāng)超過第二等分，則顯示二分之一的 水。 自動控制閥：主要通過控制器控制，當(dāng)水箱中的水的實際溫度大于所設(shè)置的溫度時，自動閥就自動打開往水箱中上水，直到上到上一個目標(biāo)水位為止。 (+)單片機控制。 本設(shè)計實現(xiàn)思路及方法 水位由潛入儲水容器不同深度的水位電極和潛入容器底部的公共電極（導(dǎo)線）檢測；并由四個綠色 LED 發(fā)光二極管顯示：若無水則綠燈不亮；若有四分之一儲水箱的水亮一盞綠燈；通過觀察綠燈點亮的數(shù)量可識別 水位的高低，這里取 4段顯示，也可根據(jù)需要進(jìn)行增減。 控制系統(tǒng)的設(shè)計要求 能夠根據(jù) 水位和水溫兩個條件控制是否 需要進(jìn)水，每次只進(jìn)整個水箱的四分之一水量，也可以在手動狀態(tài)下自由進(jìn)水（上滿時自由停止）或停止 進(jìn)水?？蓮V泛應(yīng)用于家庭生活對 電 熱水器的水位顯示與水溫控制。 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 2 頁 第 2章 設(shè)計思路及要求 本設(shè)計的目的和意義 本設(shè)計具有很強的實用性 ,用成本低廉的電阻式傳感器以及電極配以單片機技術(shù)對生產(chǎn)實際中的 電 熱水器的水溫的控制以及水位的顯示。這一現(xiàn)象與燃?xì)馐綗崴骱蛢λ诫姛崴魇袌龈咚俪砷L前的征兆一致，意味著快速電熱水器市場將迎來空前暴漲的良機。預(yù)計未來 3 至 5年內(nèi)，快速電熱水器將全面迎來爆炸式的增長，超 過所有傳統(tǒng)熱水器成為市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。 據(jù)了解，近年來我國熱水器的銷量每年以 25%的速度上升，而整個熱水器市場上，燃?xì)鉄崴鳌⑻柲軣崴黝j勢未改，繼續(xù)出現(xiàn)負(fù)增長，電熱水器陣營已經(jīng)占到了約 60%的市場比例，其中快速電熱水器幾何式的發(fā)展勢態(tài)拉動整體熱水器市場持續(xù)走高。測試結(jié)果表明，誤差小于 2%，達(dá)到設(shè)計要求。系統(tǒng)的分析了耐高溫電容式液位傳感器分別檢測水溫和水位的原理 ,以 AT89S51 單片機為核心 ,實現(xiàn)對水溫和水位、上水測量、顯示、報警等功能 ,并以電磁閥、繼電器為閥門開關(guān)全自動加熱、上水。電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 I 頁 I 基于 AT89S51 單片機的 電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 本系統(tǒng)是為電熱水器水溫水位控制系統(tǒng)而設(shè)計的。在電熱水器溫控系統(tǒng)中 ,水溫和水位傳感器 起著舉足輕重的作用 。整個系統(tǒng)精度高，耐高溫性強，易于調(diào)整，測試方便。 關(guān) 鍵詞 ： AT89S51 單 片機，水溫水位，傳感器，檢測與控制 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 II 頁 THE SYSTEM FOR CONTROL THE TEMPERATURE AND LEVEL OF THE ELECTRIC WATER HEATER ABSTRACT This system is design to measure and control the water lever and temperature for the ’s posed of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these ponent are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagism vave or relay which are controled by AT89S51. The whole system is easy to is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing. Key Words: AT89S51,control, seasor,temperature and level 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 III 頁 目 錄 第 1 章 緒論 .......................................... 1 第 2 章 設(shè)計思路及要求 ................................. 2 本設(shè)計的目的和意義 ........................................... 2 控制系統(tǒng)的設(shè)計要求 ........................................... 2 本設(shè)計實現(xiàn)思路及方法 ......................................... 2 第 3 章 硬件設(shè)計 ...................................... 3 控制系統(tǒng)組成及工作原理 ....................................... 4 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) .............................................. 4 控制系統(tǒng)組成 ........................................... 5 單片機概述 ................................................... 6 器件介紹 ..................................................... 6 AT89C51 單片機 ......................................... 6 數(shù)碼管顯示 ............................................. 7 AT89C51 單片機的最小系統(tǒng) ..................................... 8 AT89C51 單片機時鐘電路 ........................................ 9 AT89S51 單片機復(fù)位電路 ........................................ 9 第 4 章 單元模塊設(shè)計 .................................. 11 水位檢測模塊 ................................................ 11 溫度檢測模塊 ................................................ 11 鍵盤模塊 .................................................... 12 顯示模塊 .................................................... 12 第 5 章 軟件設(shè)計 ..................................... 13 軟件設(shè)計原理及設(shè)計所用工具 .................................. 13 顯示子程序 .................................................. 14 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 IV 頁 系統(tǒng)正常工作子程序 .................................... 14 設(shè)定預(yù)置溫度子程序 .................................... 15 設(shè)定預(yù)置水位子程序 .................................... 15 第 6 章 系統(tǒng)調(diào)試與原理圖 .............................. 16 第 7 章 總結(jié)與體會 ................................... 17 參考文獻(xiàn) ............................................ 19 附錄 1 .............................................. 20 附錄 2 .............................................. 20 附錄 3 .............................................. 31 致謝 ............................................... 33 作品（軟件）使用說明書 ............................... 34 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 1 頁 第 1章 緒論 近年來，隨著用電的普及和燃?xì)馊加蛢r格上漲的影響，電熱水器的市場上升趨勢更加明顯，新 生力量快速電熱水器以其加熱快速、體積小巧、安全節(jié)能的明顯優(yōu)勢在市場中一枝獨秀倍受矚目。 數(shù)據(jù)顯示，目前快速電熱水器行業(yè)的年增長率高達(dá) 200％多，是家電行業(yè)增長最快的品類， 2021年國內(nèi)快速電熱水器的市場容量增長到 66 萬臺。業(yè)內(nèi)專家分析，國家住宅用電標(biāo)準(zhǔn)的提高和全國電網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)改造，將為快速電熱水器的普及使用帶來良好的發(fā)展契機 . 據(jù)國內(nèi)著名家電品牌營銷企劃公司及專家分析預(yù)測， 2021 年，即熱式電熱水器成為最具投資價值的新品類商機之一，理由是：從市場需求量上來講，目前國內(nèi)即熱式電熱水器年需求量在 35 萬臺～ 40 萬臺，中國即熱式電熱水器市場銷售比率只占 5%，而國際市場達(dá) 50%以上。據(jù)預(yù)測 ，未來 5 年，中國市場即熱式電熱水器的銷售比率將達(dá)到 40%。本裝置電路簡單、實用性強、性價比高、水溫控制靈活，水位顯示直觀醒目。具有良好的市場前景。 控制系統(tǒng)具有手動和自動切換功能； 具有水溫和水位顯示功能； 具有進(jìn)水超水位和超水溫報警指示； 用水時若水溫達(dá)不到設(shè)置值時，可手動起動加熱裝置，這樣可在很大程度上節(jié)約電能； 用水時可自由調(diào)節(jié)水溫； 控制系統(tǒng)具體管道排空功能，這樣防止冬天時因水管內(nèi)有積水而在夜間凍裂水管。 水溫由四個 LED 數(shù)碼管顯示，前三個數(shù)碼管顯示的為溫度最后一個數(shù)碼管我們只用到了四段碼顯示為溫度的符號 C，水溫有效值最多可顯示為 ℃。 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 3 頁 第 3章 硬件設(shè)計 電熱水器水溫水位 控制系統(tǒng) 設(shè)計 第 4 頁 控制系統(tǒng)組成及工作原理 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)組成 ： 如圖 所示，本系統(tǒng)主要由控制器、自動控制閥、手動控制閥、水位檢測電極、水溫檢測傳感器、電阻加熱絲、儲水箱等組成 控制器：主要通過里面的電磁閥控制 YV1 和 YV2 的通斷，控制水溫檢測傳 感器檢測水溫、控制水位檢測傳感器檢測水在水箱中的位置以及控制電阻加熱絲加熱。 手動控制閥：當(dāng)自動閥損壞時，可以通過手動閥進(jìn)行上下水。 水溫檢測傳感器：主要用來檢測水箱中水的實際溫度。 太陽能熱 水器利用微機控制主要有以 下幾種控制功能：晨水加熱控 制、溫水循環(huán)控制、冷水集熱