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2021年09月15日 | 41-基于51单片机智能热水器控制系统
2021-09-15 来源：eefocus
具体实现功能
系统由STC89C52单片机+水位检测传感器+DS18B20温度探头传感器+按键模块+继电器模块+报警及指示模块+LCD1602显示模块+电源构成。
具体功能：
1、LCD1602显示屏第一行显示温度及定时时间，第二行显示温度上限和下限值；
2、按键可以设置温度的上下限值及定时时间；定时时间到开始加热
3、用两个水位检测传感器检测水位：当水位下限传感器检测到有水时，继电器开始控制加水；当水位上限传感器检测到有水时，停止加水；
4、当温度低于设置的下限温度值时，继电器开始控制加热；当温度高于设置的上限温度值时，停止加热。
设计背景
据不完全统计，我市城镇居民家庭以电热水器为主，占总量的60％以上；从前风光无限的燃气热水器渐渐地黯然失色，市场份额仅剩不足20％；新兴的太阳能热水器虽然受到安装条件的限制，但其安全、环保的性能广受消费者青睐，发展态势迅猛，市场占有率已达到15％左右。出于对安全的考虑，城镇居民更多选择电热水器和太阳能热水器。时下的商品房通风效果并不好，燃气产生的污染无法及时消除，而电热水器和太阳能热水器则基本没有这方面的忧虑。电热水器的优点：易安装，不受天气的影响，不受楼层和供水管道的限制，投入成本小。随着技术的进步和新品的开发，下置式、嵌入式等多种安装形式的电热水器先后上市，彻底摆脱了房间空间的限制。在当今社会，科技日新月异，热水器技术飞速发展，越来越多的科技成果被运用到热水器的制造中。如今的热水器产品已经绝对不是一个简单的加热器，而是科技含量高的现代化家电产品。随着我国人民生活水平的逐渐提高，其生活条件有了很大的改善，与家庭生活密切相关的热水器品种层出不穷，花样翻新。正是在这样的背景下，本设计选择基于STC89C51单片机的智能电热水器的设计研究。
本课题的意义在于对热水器的智能化改进，采用单片机对其水温水位参数进行控制，提高了热水器的工作稳定性，同时引进了温度传感器DS18B20对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，对水位的控制结构简单，易于实现，具有很强的现实应用价值。虽然是对热水器的改进，但这种智能化的改进方法也可以应用到工业、生活的各个水温和水位控制的环境中去，对于其他相关参数的控制的改进也具有一定的借鉴意义。此次的基于单片机的水温水位测控系统是一个改进型的智能化产品，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会有广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。
硬件设计
本课题是基于STC89C51单片机的智能电热水器的控制器的设计，要达到的控制要求有：（1）用LCD1602液晶显示水温、设置上下限和定时时间，（2）水温检测显示范围为00～99℃，精度为±1℃。（3）温度预设范围为0～99℃，当检测温度低于预设温度时，开始加热；检测温度高于预设温度时，停止加热。（4）设置4个程序按键。分别问设置按键、加键、减键、确定。
软件设计
软件设计由主程序，键扫描子程序以及一些其他功能模块子程序三部分组成。其中主控制器子程序包括A/D转换子程序（水位、水温），键盘处理及显示子程序，温度控制子程序（使用输出比较功能），漏电保护子程序等组成。主程序要先对单片机的定时器、COP模块、A/D转换、端口、键中断等部分的工作模式参数进行初始化设定，之后系统的主程序循环可以调用各个功能模块的子程序，对相关事件的处理则是依靠标志位和判断标志位来实现。
原理图
本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。
程序
本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。
仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。
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