【正文】 地走進千家萬戶，給人們的生活帶來了極大的方便。同時，人們對熱水器的智能化和安全性都提出了更高的要求。本文提出了一種基于 51 單片機的智能熱水器控制系統(tǒng)的解決方案，該方案采用 DS18B20 單線數(shù)字溫度傳感器來對水溫進行檢測，使用 DS1302 時鐘芯片實現(xiàn)計數(shù)和定時功能，同時加入了水位判斷和報警設(shè)計。關(guān)鍵詞：單片機，熱水器，控制，DS18B20IIThe intelligent water heater control system based on 51 single chip microputer Abstract With the progress of science and technology and the continuous improvement of people39。s the same time, people also hope that the water heater is not just simply by switch or button mands, to heat water, also can according to the people set the temperature of the automatic constant temperature, timing, heating, automatic judgment function such as water level, the water heater of intelligence and security are put forward higher requires a water heater has a intelligent control system, can automatically access to current information, water temperature and water level determine the actual temperature and the preset temperature relations, so as to realize the automatic control of heating.This paper puts forward a kind of intelligent water heater control system based on 51 single chip solution, the scheme adopts DS18B20 single line digital temperature sensor to test the water temperature, using DS1302 clock chip realize counting and timing functions, at the same time joined the water judgment and alarm user through the buttons and screen to plete the system parameter setting, so as to realize the function such as timing, automatic constant temperature heating.Key Words：single chip microputer, water heater, control, DS18B201引言隨著人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高，熱水器逐漸成為了城市居民生活的一個不可或缺的東西。在熱水器的使用效果上，功能也越來越豐富，使用更加人性化，甚至結(jié)合最新的智能家居和物聯(lián)網(wǎng)理念，智能化程度大大提高，給人們的生活帶來了極大的方便。單片機是一種微控制器，體積小、功耗低、通過編程和外圍電路設(shè)計，可以完成多種智能控制任務(wù)。在熱水器中，也廣泛采用了單片機作為控制核心，通過相應(yīng)的溫度傳感器，在熱水器的溫度控制上達到了更高的精度，完成了從最初的旋鈕調(diào)節(jié)逐漸向數(shù)字化調(diào)節(jié)方向轉(zhuǎn)變。本文所提出的智能熱水器控制系統(tǒng)，以 51 系列單片機為控制核心，通過溫度傳感器、水位傳感器感知熱水器狀態(tài)，并通過按鍵、顯示屏和用戶進行人機交互，實現(xiàn)了定時加熱、自動恒溫的功能，同時也有過熱、缺水的報警設(shè)計，給用戶帶來方便。1 智能熱水器控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案本設(shè)計所提到的智能熱水器控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)對溫度的自動控制、定時加熱控制和智能報警的功能，因此，智能熱水器控制系統(tǒng)主要分為控制模塊、顯示模塊、信息輸入模塊、加熱模塊、聲光報警模塊等幾部分構(gòu)成。而且由于 51 系列的單片機在電子相關(guān)專業(yè)2中的基礎(chǔ)性地位，對其使用和編程都比較熟練，可以極大縮短開發(fā)周期，更好地完成設(shè)計任務(wù)。LED 液晶顯示的內(nèi)容過于簡單，LCD1284 更適合顯示圖像類信息，而 LCD1602 非常適合顯示少量的、豐富的字符信息。對于輸入模塊，分為用戶信息輸入和傳感器信息輸入。當(dāng)然，按鍵也有機械按鍵、電容按鍵等許多不同的種類，因為本系統(tǒng)處于實驗調(diào)試階段，故選取最簡單的機械按鍵。溫度傳感器一般有熱敏電阻和數(shù)字式溫度傳感器 DS18B20 可供選擇。水位信息輸入只需考慮是否是缺水狀態(tài)，因此只要對是否缺水給出一個電平信息即可，直接封裝一個斷觸電點，一端接地，當(dāng)有水時，單片機對應(yīng)端口被拉低，無水時端口電平被拉高，來完成是否缺水的判斷即可。為了保證使用者的安全，加入聲光報警提示模塊，在加熱、缺水時給出提示。系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)框圖如下圖 所示。 控制模塊本設(shè)計采用的主控芯是 51 系列的單片機處理器 STC89C52RC，這是一款采用了 CMOS 工藝進行生產(chǎn)的 8 位處理器，該處理器具有相當(dāng)可靠的工作性能，正常工作的功耗極低，而且有著相當(dāng)豐富的系統(tǒng)資源，片內(nèi)的程序存儲空間達到了 4K、具有 512 字節(jié)的 RAM 空間，可以滿足大多數(shù)的程序要求。要建立完整的控制模塊，還要為單片機配置其最小系統(tǒng)的外圍電路，主要包括晶振和復(fù)位電路，單片機才能正常的工作。作為一個集成化的顯示模塊，其相應(yīng)的管腳的具體定義可以查閱操作手冊獲取，而與單片機的具體連接方式將在硬件設(shè)計部分詳細介紹。圖 字符型液晶 LCD1602 的讀寫操作時序圖LCD1602 自帶字符庫，這就在很大程度上方便了用戶的開發(fā)，同時也節(jié)省了單片機的程序存儲空間，不需要在程序中對字符的顯示進行定義。圖 字符型液晶 LCD1602 的字符庫 輸入模塊對于單片機而言，要對其進行一定是設(shè)置，就必須要有用戶進行相關(guān)的指令輸入，單片機要對熱水器的熱水溫度狀態(tài)和是否缺水進行感知，要有相關(guān)的傳感器進行信號輸入。指令輸入由 4 個獨立按鍵完成，溫度輸入由 DS18B20 來完成，是否缺水的信號由電子式水位開關(guān)提供。獨立按鍵的觸發(fā)方式為低電平有效，在平時的系統(tǒng)開啟狀態(tài)下，單片機相應(yīng)端口保持高電平狀態(tài)，當(dāng)按鍵被按下，獨立按鍵兩端連通，然后接地，單片機的相應(yīng)的連接端口的電平被地線拉低，從而能夠被單片機捕捉到按鍵動作。溫度輸入模塊主要采用的是一種數(shù)字式集成單線溫度傳感器，型號為DS18B20。圖 DS18B20 的讀寫操作時序水位信號輸入選擇電子式水位開關(guān) BZ2401，供電電壓范圍在 5V24V，有三根線，電源線、地線和信號線。 其它模塊為了實現(xiàn)準確的定時功能，本系統(tǒng)采用了專門的時鐘芯片 DS1302，來提供詳細的日期和時間基準。DS1302 是一款涓流充電時鐘保持芯片，由 DALLAS 公司出品，可以通過簡單的串口同單片機進行通信，芯片內(nèi)部有自己的獨立時鐘電路和一個 31 字節(jié)的靜態(tài) RAM，能夠向單片機提供詳細的時鐘信息，如日期年月日，時間時分秒等，對于每月的天數(shù)和閏