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本論文在介紹單片機、傳感器、實時時鐘的特點基礎之上，詳盡地說明了智能熱水器控制系統的工作原理與方案設計。根據本設計的要求，采用STC89C52作為主控芯片。其他硬件部分包括：水溫采集模塊、水位監測模塊、按鍵輸入部分、LCD顯示窗口及繼電器控制模組，繼電器控制模組有自動上水和程控加熱部分構成。在軟件方面，本設計采用模塊化方式對系統進行分組設計，使得設計工作穩步展開，并且經過仿真驗證，本系統的各個模塊均正常工作，符合設計要求。
關鍵詞：智能熱水器；控制系統；單片機
1.4?設計任務
本課題旨在設計一個小成本、低功耗、多用途的智能熱水器控制系統。熱水系統采用單片機芯片作為微型控制器，該系統是設計目標有：
- 通過傳感器，將水位水溫采樣信號傳送給單片機進行處理，并進行水位及溫度的顯示；
- 當水位到達低限，系統自動上水，高限停止上水；
- 可調預置水溫設計，用戶可以自主設置溫度保持范圍，以應對不同地區不同季節；
- 可以設定時段監控溫度，如果在時段內，溫度過低系統將循環加熱；
- 允許自動/手動進行上水、加熱設置。
在設計系統的過程中，同時學習了單片機的開發與程序編制以及電路的設計與仿真等操作。本科階段的知識得到了進一步提高，另外有自學了Proteus和Keil等軟件的使用。在下文，提供了不同滿足設計要求的方案，最終選擇最優設計。
3.1??總體設計
智能熱水器控制系統主要功能的實現有STC89C52RC單片機控制水溫、水位等信息的采集與輸出、控制繼電器開通與關斷，進而使用戶在消耗少量能源的情況下獲取更多的熱水。如圖3.1所示,控制系統主要包括溫度檢測模塊、水位檢測模塊、實時時鐘模塊、按鍵輸入模塊、LCD顯示模塊以及繼電器驅動電路，驅動電路包括有輔助加熱模塊和自動上水模塊。
水溫水位檢測模塊負責溫度與水位的檢測工作，溫度檢測傳感器采用達拉斯半導體公司生產的DS18B20，通過與單片機的I/O口相連；水位檢測電路采用電極式的測量方法；實時時鐘為整個系統提供實時時間，用戶可以設置自動加熱的時間段，其他時間可以手動加入以節約能源；鍵盤輸入模塊實現對系統控制信息的輸入；LCD顯示模塊采用LCD1602器件輸出控制系統的信息；驅動電路有繼電器負責通斷電磁閥上水，用雙向晶閘管接通加熱器件電路可以避免繼電器啟動時產生電弧帶來的危險。
下載ECAD模型
