单片机热水器水温控制系统的设计(2010-12-12).doc

基于单片机电热水器控制系统设计
摘要:21世纪末,随着计算机科学的发展,计算机已深入地渗透到我们的生活中,要想学好温度测控,只有扎扎实实的把单片机知识学好,因为温度测控是基于单片机知识的。今天,我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务,单片机在工业控制,尖端武器,通信设备,信息处理,家用电器等各测,控领域的应用中独占鳌头。时下,家用电器和办公设备的智能化,遥控化,模糊控制化已成为世界潮流,而这些高性能无一不是靠单片机来实现的,同时在使用单片机的前提下我们也还要用到A/D数模转换,本文介绍了一种基于单片机控制的电热水器控制系统,,可以设置上加热温度,方便使用。
关键词:单片机,数字控制,温度计, DS18B20,AT89S52
1绪论
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随着人们生活水平的提高,热水器越来越受到人们的青睐。由于燃气热水器易受水压限制,而且安全性较差。每年使用燃气热水器造成的爆炸、中毒等事故也屡有所闻。消费者对燃气热水器怀有一定的惧怕感。而电热水器越来越受到人们的认可。采用MCS-51单片机对热水器水温进行控制,具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件。
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电热水器在中国的历史已经有10多年了,期间也经历了数次起落的过程,在上个世纪的最后几年,随着国外品牌的进入和国内一些大家电厂的目光转向电热水器,储水式电热水器能适应任何天气变化,普通家庭可直接安装使用,长时间通电可以大流量供热水。使用时不产生废气,既安全又卫生。目前市场上销售的电热水器多数还带有防触电装置。干净卫生,不必分室安装,调温方便。随着技术的成熟,今后将朝着保温层整体发泡技术、温控器置入内胆、加热管下潜式设计、节能免更换几个方面发展。
热水器是一种可供浴室,洗手间及厨房使用的家用电器。据国务院发展研究中心市场经济研究所统计数据表明:近年来我国热水器的销量每年以 25%的速度上升,在未来五年内,销售额每年可达近500亿以上。众所周知,燃气热水器因其安全隐患及越来越高的使用成本正渐渐淡出热水器市场,而太阳能热水器也因其严格受天气气候及安装条件影响而很难占据更大的市场份额,所以电热水器迅速崛起而不断壮大。为了满足人们对现代电器的智能化的要求,利用目前电子技术的最新成果改善电热水器的性能已经完全可能和必要。本课题将以单片机为控制核心,实现对热水器的自动控制,设计出一款具有自动化、智能化、易于操作、控制精度高、性价比高的电热水器控制系统。
2单片机及设计软件介绍

由于单片机在整个设计中占据着重要的地方,首先介绍一下单片机的相关知识。单片机AT89S52具有低电压供电和体积小等特点,四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要。
MCS-51单片机内部结构
8051是MCS-51系列单片机的典型产品,我们以这一代表性的机型进行系统的讲解。
 8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线,现在我们分别加以说明:
·中央处理器:
 中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件,是8位数据宽度的处理器,能处理8位二进制数据或代码,CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作,完成运算和控制输入输出功能等操作。
·数据存储器(RAM)
 8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元,它们是统一编址的,专用寄存器只能用于存放控制指令数据,用户只能访问,而不能用于存放用户数据,所以,用户能使用的RAM只有128个,可存放读写的数据,运算的中间结果或用户定义的字型表。
图2-1 8051 内部结构
·程序存储器(ROM):
8051共有4096个8位掩膜ROM,用于存放用户程序,原始数据或表格。
·定时/计数器(ROM):
8051有两个16位的可编程定时/计数器,以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。
·并行输入输出(I/O)口:
8051共有4组8位I/O口(P0、 P1、P2或P3),用于对外部数据的传输。
·全双工串行口:
8051内置一个全双工串行通信口,用于与其它设备间的串行数据传送,该串行口既可以用作异步通信收发器,也可以当同步移位器使用。
·中断系统:
8051具备较完善的中断功能,有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断,可满足不同的控制要求,并具有2级的优先级别选择。
·时钟电路:
8051内置最高频率达12MHz的时钟电路,用于产生整个单片机运行的脉冲时序,但8051单片机需外置振