基于单片机的电热水器温度控制系统设计

文档字数：13487

一、题目
 基于单片机的电热水器温度控制系统设计
二、指导思想和目的要求
 1. 培养学生综合运用所学职业基础知识、职业专业知识和职业技能，提高解决实际问题的能力，从而达到巩固、深化所学的知识与技能；
 2. 培养学生建立正确的科学思想，培养学生认真负责、实事求是的科学态度和严谨求实作风；
 3. 培养学生调查研究，收集资料，熟悉有关技术文件，锻炼学生的科研工作能力和培养学生的团结合作攻关能力。
三、主要技术指标
 本设计主要设计一个基于单片机的电热水器温度控制系统，要求如下：
 （1）测量并采集热水器内的温度，并通过显示器实时显示水温，显示范围为0℃~90℃；
 （2）正常状态下实时显示时钟；
 （3）在温度未达到或超过设定值时报警系统作用。
 所需要完成的工作：
 （1） 系统地掌握单片机的开发设计过程，相关的电子技术和传感器技术等，进行设计任务和功能的描述；
 （2） 进行系统设计方案的论证和总体设计；
 （3）从全局考虑完成硬件和软件资源分配和规划，分别进行系统的硬件设计和软件设计；
 （4）进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调；
 （5）查阅到15篇以上与题目相关的文献，按要求格式独立撰写不少于15000字的设计说明书及1.5万（或翻译成中文后至少在3000字以上）字符以上的英文翻译。
四、进度和要求
 第01周----第02周：查阅相关资料，并完成英文翻译；
 第03周----第04周：进行市场调查，给出系统详细的设计任务和功能，进行系统设计方案的论证和总体设计；
 第05周----第07周：完成硬件电路设计，并用PROTEL画出硬件电路图；
 第08周----第10周：完成软件模块设计与调试；
 第11周----第12周：进行硬件调试，软件调试和软硬件的联调；
 第13周----第14周：撰写毕业设计论文；
五、主要参考书及参考资料
 [1] 白延敏.51单片机典型系统开发[M].北京：电子工业出版社，2009：125-127 .
 [2] 李群芳.单片微型计算机及接口技术（第二版）[M].北京：电子工业出版社,2005：87-89.
  [3] 王俊杰，张伟.仪表技术与传感器[M].北京：机械工业出版社，2008：35-37.
 [4] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2009：74-75.
 [5] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2009：146-150.
 [6] 周懂明.基于IPC机的两用炉综合性能测试系统的研究[D].南京：南京航空大学，2006.
 [7] 何立民. MCS-51单片机应用系统设计[M].北京：北京航空航天出社，2008：61-65.
 [8] 吴金戌，沈庆阳.8051单片机实践与应用[M].北京：清华大学出版社，2009：232-235.
 [9] 徐爱钧.单片机原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2009：195-196.
 [10] 李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础[M].北京航空航天大学出版社，2009：148-150.
 [11] 童诗白，华成英.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社，2009：136-137.
 [12] 蒋力培.单片微机系统实用教程[M].北京：机械工业出版社，2004：32-33.
 [13] 李广弟，朱月秀，冷祖祁.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009：238-240.
 [14] 张毅刚，彭喜源，谭晓.MCS-51单片机应用设计第二版[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003：8-22.

基于单片机的电热水器温度控制系统设计
 摘  要
 
 
 随着科学技术和生产的快速发展，在生活中，温度成为了频繁出现的词汇。温度测量与控制也成为了生活生产中重要的一部分。在化工、石油、冶金等生产领域的物理过程和化学反应中，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。除了这些部门之外，温度控制系统还广泛应用于其他领域，是用途很广的一类工业控制系统。
 本文所设计的电热水器温度控制系统就采用AT89C51单片机为控制核心，利用AT89C51现有的接口来连接外围硬件模块,并通过DS18B20温度传感器准确的检测出当前的温度、DS1302实时时钟芯片实现显示时间的功能，并将所测到的温度数据传送给单片机进行分析处理。并由LCD1602液晶屏显示温度值及实时时间。其中，系统软件设计中，分别预先设计好所需温度的上下限数值，并通过该上下限控制蜂鸣器的报警，再通过继电器的通断来决定电热丝是否加热，实现对温度的简单控制，达到预先设置范围内。
 
关键词：AT89C51单片机，温度控制，LCD显示
 
 
 
 Abstract

....
 
Keywords: AT89C51 microcontroller, temperature control, LCD display
 

目  录

第一章  绪  论 4
1.1引言 4
1.2研究的背景及意义 4
1.3本文的主要研究内容和研究对象 5
第二章 基于单片机的电热水器温度控制系统设计 6
2.1电热水器控制系统功能说明 6
2.2整体设计方案 6
第三章  系统硬件结构设计 7
3.1系统整体设计线路图 7
3.2最小系统介绍 7
3.3温度采集电路方案 10
3.4继电器控制电路 14
3.5键盘电路 14
3.6实时时钟电路 15
3.7显示电路 17
3.8 温度报警电路 23
第四章  系统软件设计 24
4.1 编程软件及编程语言的介绍 24
4.2主程序工作流程图 24
4.3 各模块子程序流程图 26
第五章  系统的仿真 27
5.1 仿真软件 27
5.2 系统的仿真运行与分析 28
第六章 总结与展望 30
参考文献 31
致  谢 32
毕业设计小结 33
附  录 34
 附录一：电热水器温度控制系统电路图 34
 附录二：系统软件编程 34
基于单片机的电热水器温度控制系统设计