電熱水器畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、南京高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校04屆畢業(yè)設(shè)計開題報告電熱水器的設(shè)計和制作指導(dǎo)教師:吳建林小組成員:嚴(yán)婷、林雨露、楊月、陳竹君、胡倩婷紅外線防盜報警器設(shè)計與制作1、本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題應(yīng)達(dá)到的目的2、本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求3、對本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題成果的要求4、本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題工作進(jìn)度計劃5、選題依據(jù)與現(xiàn)有認(rèn)識6、控制器選型及P89C61的功能特點(diǎn)7、電熱水器原理圖及原理8、設(shè)計中遇到問題及相應(yīng)解決辦法9、主要參考文獻(xiàn)10

2、、電路板設(shè)計制作元件預(yù)算1、本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題應(yīng)達(dá)到的目的隨著中國電力基礎(chǔ)設(shè)施不斷建立和完善，儲水式熱水器的普及，電熱水器市場中又一細(xì)分產(chǎn)品—即快熱式電熱水器因其更快、更方便、和小巧、時尚的外形越來越受到人們的親睞。其作為業(yè)內(nèi)的新生力量在迅速崛起并不斷壯大。其03、04年年增長速度已超過50%，雖然市場銷售的總量仍然少于燃?xì)馐胶蛢λ?，但它的市場份額預(yù)測06年可超過15%。毋庸質(zhì)疑，即快熱式電熱水器是今后熱水器的發(fā)展方向。隨著氣價的

3、上漲，相信今后電熱水器市場仍將會呈現(xiàn)強(qiáng)勁的增長勢頭。在現(xiàn)代社會中，熱水器控制電路的原理不僅應(yīng)用于生活方面，其運(yùn)用也涉及到了生產(chǎn)各個方面。隨著人們生活質(zhì)量的提高，酒店廠房及家庭生活中都會見到熱水器控制電路的影子，其將更好的服務(wù)于社會。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生，給人們的生活帶來了根本性的變化，如果說微型計算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到了質(zhì)的飛躍，那么單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領(lǐng)域帶來了一次新的革命。用單

4、片機(jī)來設(shè)計電熱水器控制器具有新穎、價廉、安全、實用等優(yōu)點(diǎn)，并且在國產(chǎn)電熱水器上獲得了成功應(yīng)用。本設(shè)計的一些方法也適用于冰箱、空調(diào)等家用電器的電腦控制設(shè)計中。目前，單片機(jī)在工業(yè)控制系統(tǒng)諸多領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。特別是其中的C51系列的單片機(jī)的出現(xiàn)，具有更好的穩(wěn)定性，更快和更準(zhǔn)確的運(yùn)算精度，推動了工業(yè)生產(chǎn)，影響著人們的工作和學(xué)習(xí)。本次設(shè)計的紅外線防盜報警器是以MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)用當(dāng)今最流行的AT89C2051單片機(jī)控制；用紅外

5、線收發(fā)管進(jìn)行檢測；探測信號采用脈沖信號，節(jié)能且抗干擾等。利用單片機(jī)讀取控制芯片(AT89C2051)數(shù)據(jù)，利用反向器cc4069芯片接受到紅外端口的脈沖信號然后記錄數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳送到控制芯片再有控制芯片判斷給警報系統(tǒng)是否報警，其中控制部分和紅外接收器兩個部分是整個電路課題設(shè)計的重點(diǎn)和難點(diǎn)。2、本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求3、對本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題成果的要求該電熱水器要做到操作簡便，運(yùn)行成本低，同時免除了令用戶不滿控溫精度低、

6、可靠性差、功能單一等局面。該熱水器控制器電路主要實現(xiàn)對水溫、水位的控制，并滿足不同用戶的個性需求。4、本畢業(yè)設(shè)計(論文)課題工作進(jìn)度計劃起迄日期工作內(nèi)容11年5月10日5月16日布置任務(wù)書，熟悉課題，完成開題報告11年5月17日5月31日硬件電路設(shè)計與制作11年6月01日6月07日編寫程序，完成中期匯報11年6月08日6月14日運(yùn)行調(diào)試11年6月15日6月21日編寫畢業(yè)設(shè)計說明書論文答辯（時間統(tǒng)一安排）5、選題依據(jù)與現(xiàn)有認(rèn)識熱水器控制電

7、路有單片機(jī)、鍵盤、液晶顯示器、水溫傳感器（18B20）、水位傳感器（探針式）等硬件組成，然后和軟件結(jié)合起來實現(xiàn)熱水器控制電路的功能。該設(shè)計的主要原理是：主控制器中的單片機(jī)芯片采用的是P89C61由于芯片內(nèi)部有EEPROM（FlashROM）存儲器，所以不用外加存儲器，是整個系統(tǒng)的核心部分。溫度傳感器18B20將探測到的水溫的數(shù)據(jù)信號傳到單片機(jī)中，經(jīng)過單片機(jī)來判斷溫度是否達(dá)到我們所需要的預(yù)先設(shè)定的溫度。如果沒有達(dá)到，單片機(jī)就會發(fā)出一個指令

8、啟動熱得快對水進(jìn)行加熱。如果水溫達(dá)到我們預(yù)先設(shè)定的溫度值，單片機(jī)通過溫度傳感器18B20接收到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行判斷，就會使熱得快停止加熱。如果溫度高于我們預(yù)先設(shè)定的溫度值，單片機(jī)也會通過溫度傳感器18B20接受到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行判斷，使熱得快不加熱，等水溫慢慢的冷卻下來到達(dá)我們預(yù)先設(shè)定的溫度值。如果溫度要稍許的低于（高于）我們預(yù)先設(shè)定的溫度值，單片機(jī)會馬上給控制熱得快電路一個指令，啟動（停止）加熱電路，從而實現(xiàn)了溫度的控制。當(dāng)然控制水溫主要

9、用到了PID算法，這樣實現(xiàn)了精確的控制水的溫度。6、控制器選型及P89C61的功能特點(diǎn)P89C60X261X2Flash存儲器增加了EPROM所沒有的在線擦除和編程特性。對芯片的擦除操作將整個程序存儲區(qū)都擦除。塊擦除功能可實現(xiàn)對任意Flash塊進(jìn)行擦除。在系統(tǒng)編程和標(biāo)準(zhǔn)的并行編程都是可行的。片內(nèi)產(chǎn)生的擦除和寫入時序為用戶提供了良好的編程接口。P89C6P89C60X2和P89C61X2分別包含512字節(jié)和1024字節(jié)RAM、32個IO口

10、、3個16位定時計數(shù)器、6中斷源4中斷優(yōu)先級嵌套的中斷結(jié)構(gòu)、1個增強(qiáng)型UART、看門狗定時器以及片內(nèi)振蕩器和時鐘電路。P89C60X261X2特性(1)FlashEPROM帶塊擦除的內(nèi)部程序存儲器；(2)內(nèi)部固化了1K字節(jié)的BootROM包含了一個低級的在系統(tǒng)編程子程序和一個默認(rèn)的串行裝載程序；(3)如果內(nèi)部程序存儲器被禁止(EA=0)外部程序空間最多可達(dá)64k字節(jié)；(4)編程和擦除電壓為5V(可承受12V)；(5)使用ISP進(jìn)行讀編程

11、擦除；(6)并行編程的硬件接口與87C51兼容；(7)可對Flash程序代碼進(jìn)行編程加密；(8)每個字節(jié)至少10000次擦除編程周期；(9)數(shù)據(jù)至少可保存10年；7、紅外線防到器設(shè)計原理圖及原理電熱水器設(shè)計電路原理熱水器控制電路有單片機(jī)、鍵盤、液晶顯示器、水溫傳感器（18B20）、水位傳感器（探針式）等硬件組成，然后和軟件結(jié)合起來實現(xiàn)熱水器控制電路的功能。該設(shè)計的主要原理是：主控制器中的單片機(jī)芯片采用的是P89C61由于芯片內(nèi)部有EEP

12、ROM（FlashROM）存儲器，所以不用外加存儲器，是整個系統(tǒng)的核心部分。溫度傳感器18B20將探測到的水溫的數(shù)據(jù)信號傳到單片機(jī)中，經(jīng)過單片機(jī)來判斷溫度是否達(dá)到我們所需要的預(yù)先設(shè)定的溫度。如果沒有達(dá)到，單片機(jī)就會發(fā)出一個指令啟動熱得快對水進(jìn)行加熱。如果水溫達(dá)到我們預(yù)先設(shè)定的溫度值，單片機(jī)通過溫度傳感器18B20接收到的數(shù)據(jù)信號進(jìn)行判斷，就會使熱得快停止加熱。如果溫度高于我們預(yù)先設(shè)定的溫度值，單片機(jī)也會通過溫度傳感器18B20接受到的數(shù)

13、據(jù)信號進(jìn)行判斷，使熱得快不加熱，等水溫慢慢的冷卻下來到達(dá)我們預(yù)先設(shè)定的溫度值。如果溫度要稍許的低于（高于）我們預(yù)先設(shè)定的溫度值，單片機(jī)會馬上給控制熱得快電路一個指令，啟動（停止）加熱電路，從而實現(xiàn)了溫度的控制。當(dāng)然控制水溫主要用到了PID算法，這樣實現(xiàn)了精確的控制水的溫度?？刂扑恢饕ㄟ^水位傳感器來實現(xiàn)，該控制器實現(xiàn)了四段水位的控制(洗頭、冬天洗臉、洗澡、燒開水等)。主要是根據(jù)不同的需要來設(shè)置水位的，當(dāng)水位達(dá)到預(yù)先設(shè)定的值時，探針就會

14、通過光電耦合把信號傳到單片機(jī)，通過單片機(jī)的處理判斷來給水位控制電路指令的，使進(jìn)水電磁閥或出水電磁閥停止工作。當(dāng)水位少于或多于我們設(shè)定的水位時，單片機(jī)也會通過水位傳感器所接收的信號進(jìn)行判斷，從而給水位控制電路發(fā)出一個指令，使進(jìn)水電磁閥開始或停止工作和出水電磁閥停止或開始工作，從而實現(xiàn)了水位的控制。鍵盤是動態(tài)掃描的方式，總共有16個鍵，其中“0—9”數(shù)字鍵是“溫度設(shè)置和水位設(shè)置”鍵，其中在水溫設(shè)置模式時，“0—9”數(shù)字鍵是設(shè)置水溫鍵；當(dāng)在設(shè)

15、置水位模式時，“A—D”數(shù)字鍵是設(shè)置水位的功能鍵；剩余的鍵中有兩個鍵，一個鍵是“進(jìn)入水溫設(shè)置模式”鍵，一個鍵是“進(jìn)入水位設(shè)置模式”鍵，還有兩個鍵一個是當(dāng)水溫、水位設(shè)定后“確認(rèn)”模式，另一個是清除所設(shè)定的水溫和水位值的“清零”鍵；最后兩個鍵，一個是“進(jìn)水“控制鍵，一個鍵是“出水”控制鍵。所以我們只要使用鍵盤和觀察液晶顯示器的溫度和水位狀態(tài)就可以控制整臺熱水器工作，從而實現(xiàn)水溫水位的控制，這樣就實現(xiàn)了熱水器的智能化控制。二、電熱水器軟件設(shè)計

16、該控制器的功能實現(xiàn)是通過鍵盤掃描和溫度傳感器以及水位傳感器（探針式）循環(huán)掃描，把信息傳遞給單片機(jī)。通過單片機(jī)中已編的程序來控制外部加熱裝置和進(jìn)、出水裝置的。該控制器的所有功能只需要在鍵盤上操作就可以完成。首先單片機(jī)一直在循環(huán)檢測溫度和水位以及在循環(huán)掃描鍵盤。循環(huán)檢測溫度和水位就是要適時地把當(dāng)前的水溫和水位反映出來。鍵盤掃描主要是便于適時的接受用戶的操作信息，從而就可以達(dá)到我們控制和設(shè)置水溫水位的目的。主程序流程圖8、設(shè)計中遇到問題及相應(yīng)

17、解決辦法1.設(shè)計、只做該課題遇到的問題（1）理論知識方面（2）單片機(jī)控制調(diào)節(jié)時存在的問題（3）利用單片機(jī)讀取反相器數(shù)據(jù)時存在的問題2.解決該問題的方法（1）多看一些有關(guān)單片機(jī)理論和控制方面的書籍（2）通過網(wǎng)絡(luò)查詢相關(guān)資料（3）向指導(dǎo)老師咨詢9、主要參考文獻(xiàn)[1]康華光.電子技術(shù)[M].第四版.北京：高等教育出版社，2000.[2]謝自美.電子線路設(shè)計實驗測試[M].第二版.武漢：華中科技大學(xué)出版社2000.[3]胡乾斌李光斌.單片微型計

18、算機(jī)原理和應(yīng)用[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社2001.[4]何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社.[5]李光飛，李良兒，樓然苗.單片機(jī)C程序設(shè)計實例指導(dǎo)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社.[6]郁有文常健程繼紅.傳感器原理及工程應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社2003.[7]　張倫譯傳感器和信號調(diào)節(jié)[M]（第2版）.北京：清華大學(xué)出版社2003.[8]　高峰.單片微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)[M]北京：

19、北京科學(xué)出版社，2003.[9]　:scholar.Ajrdz200506018.html[10]甘賢海丁國清.基于PIC單片機(jī)的熱水控制器設(shè)計[J].電子設(shè)計應(yīng)用.上海交通大學(xué).[11]孫貴寧.基于單片機(jī)S3F9454的水位水溫檢測電路的設(shè)計[J].電子工程師2005年2月31卷第2期.[12]曾健平謝海情周永峰.智能太陽能熱水器水溫水位控制系統(tǒng)[J].測量與設(shè)備2006年11月12日[13]劉鳴等.溫度傳感器DS18B20的特性及程