基于單片機的電熱水器定時控制器設計畢業論文(完整版)

　　

【正文】 畢業設計（論文） 12 ⑦ 自動布線與手工調整。 軟件設計上，主要由溫度檢測子程序、顯示子程序、按鍵子程序、漏電保護與加熱控制子程序、開關機子程序和掉電保護與復位子程序組成 ， 系統設計框圖如圖 31 所示 。 2） 、內部電路框圖 如圖 35 所示 。 74LS74 的管腳圖與內部結構 如圖 3 圖 38所示 。 S4:設為 ,流水和停止流水交替切換 。 由單片機輸出控制信號（單片機的 口輸出一高電平），使繼電器 J5閉合，交流電 流經過一能相互抵消互感的兩個線圈， 電加熱管得到 220V 交流電壓，從西南科技大學 畢業設計（論文） 19 而使電加熱管加電加熱 。 開關 電路 如 圖 314 所示 。 該 設計 采用 74LS244 做緩沖器，性能比直接用并口做的 ISP 下載線更穩定，速度比串口做的線更快。 2） 整體電路 PCB 圖如 圖 32 圖 322 和 圖 323 所示。 并口及 IDC 插座其具體電路如 圖 316所示 。 并口下載電路 AT89S52 單片機是 ATMEL 公司新近推出的高檔型 AT89S 系列單片機中的增強型產品。 12345J5J I D I A N Q IE2C3B1Q6P N PR81 00+ 5V123J6A C _ 22 0 V _I N123J7A C _ 22 0 V _O U TA1K2D 1 4D I O D ER E L A Y556611223344T1T R A N S F O R M E R 3A1K2D 1 0D I O D EA1K2D 1 3D I O D EA1K2D 1 2D I O D EA1K2D9D I O D ER51 0KC41 04+ C31 00 U12J2L E A KA1K2D 1 6D I O D E 圖 313 漏電檢測電路 3） 隔電墻技術： 簡稱隔隔電墻即是水電阻衰減隔離法，利用水本身所具有的電阻（國標規定在 15度時水的電阻應大于 1300 歐姆 *cm），通過對電熱水器內通水管路材質的 選擇、管徑和距離的確定形成隔電墻。因此，通過軟件檢測輸入引腳的電平值，便可以檢測到是否有按鍵按下了。 表 31 74LS74 的功能表 西南科技大學 畢業設計（論文） 17 熱敏電阻阻值隨溫度變化， LM324： U2A 的輸入電壓跟隨著變化，電壓放大后再通過 LM324： U2B 電壓跟隨器接入 ADC0809 第 0 通道 AD 轉換。將 5V 的電壓分用 8位數字信號表示，即 運算比較器 A/D 轉換 LCD 顯示 AT89S52 的 P1 接口 熱敏電阻 西南科技大學 畢業設計（論文） 15 圖 33 芯片 LM324 封裝 圖 34 ADC0809 封裝 圖 35 ADC0809 內部電路 分為 256 等分。 由于考慮到電熱水器的潮濕的工作環境對單片機的特殊要求，采用 ATMEL 的AT89S52 單片機作為控制中心。但是，由于算法的限制以及用戶的特殊要求或習慣，自動布線往往也有許多不盡人意的地方，設 計人員還需要靠手工進行調整。對于每一個裝入的元件還必須有相應的封裝形式，這也是自動布線中所不能缺少的。這項工作很重要。 Placepart ⑦ 編輯和調整。 外形尺寸 /顯示內容 如 圖 25所示 。 XTAL1: 振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端。這個ALE 使能標志位（地址為 8EH的 SFR的第 0位）的設置對微控制器處于外部執行模式下無效。 DISRTO默認狀態下，復位高電平有效。對 P3 端口寫“ 1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。 P2口： P2 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 輸出緩沖器能驅 動 4 個 TTL 邏輯電平。在這種模式下， P0具有內部上拉電阻。空閑模式下， CPU停止工作，允許 RAM、定時器 /計數器、串口、中斷繼續工作。 西南科技大學 畢業設計（論文） 3 2 系統總體設計 AT89S52 單片機簡介 與 MCS51單片機產品兼容， 8K 字節在系統可編程 Flash 存儲器， 1000 次擦寫周期，全靜態操作： 0Hz～ 33Hz 、三級加密程序存儲器、 32 個可編程 I/O 口線、三個 16 位定時器 /計數器八個中斷源 、全雙工 UART 串行通道、 低功耗空閑和掉電模式 、掉電后中斷可喚醒 、看門狗定時器 、雙數據指針 、掉電標識符 。定時開關控制器可有效解決這些問題，使電熱水器使用起來更加舒適省電。 關鍵詞 ： 電熱水器 AT89S52 單片機 控制系統 漏電檢測 ADC0809 西南科技大學 畢業設計（論文） III Title Base on SCM Immersion Heater Time Monitor Design Abstract Electric boiler fixed time controller design system take ATMEL AT89S52 monolithic integrated circuit as core constitution always control system. According to the design requirements, the system carries on the survey, the predetermined heating water temperature, the examination water temperature to the water temperature。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本 08 機制畢業生畢業論文 題 目 : 基于單片機的電熱水器定時控制器設計 西南科技大學 畢業設計（論文）原創性聲明和使用授權說明 原創性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。此外，靈活的鍵盤輸入方式來設定參數可增加系統的靈活性。眾所周知，燃氣熱水器因其安全隱患太高和對環境的污染，以及越來越高的使用成本，正在逐漸 退 出熱水器的市場；太陽能熱水器因其受天氣影響，安裝條件的限制以及成本昂貴而很難占有更大的市場份額； 傳統的大容量 頂端電熱水器加熱的時間比較長 ，如果熱水器一直開著，則耗能耗電。 軟件設計上，主要由溫度檢測子程序、顯示子程序、按鍵子程序、漏電保護與加熱控制子程序、開關機子程序和掉電保護與復位子程序組成 實現的功能如 圖 11 所示 下： A T 8 9 S 5 2溫度檢測電路顯示電路按鍵電路開關機與報警電路掉電保護與系統復位電路漏電檢測與報警電路 圖 11 功能如圖 由圖可知，溫度檢測電路將溫度信息傳送給單片機，再由單片機輸出到顯示電路，數碼管顯示檢測溫度，二極管顯示當前工作 狀態；通過檢測按鍵電路，確定是否有按鍵請求； 根據單片機的請求（加熱請求、預約要求、溫度要求）啟動加熱電路；通過檢測溫度是否超溫、漏電檢測電路，檢測當前系統是否發生了危險情況，一旦出現危險情況，啟動安全保護電路，立即停止加熱電路，并發出報警，切斷系統的電源；通過掉電保護與系統復位電路，確保系統工作在正常狀態下。另外， AT89S52可降至 0Hz靜態邏輯操作，支持 2種軟件可選擇節電模式。當訪問外部程序和數據存儲器時， P0口也被作為低 8位地址 /數據復用。在flash編程和校驗時， P1口接收低 8位地址字節。 P3 口： P3 口是一個具有內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅動 4 個 TTL 邏輯電平。特殊寄存器 AUXR(地址西南科技大學 畢業設計（論文） 7 8EH)上的 DISRTO位可以使此功能無效。否則， ALE 將被微弱拉高。在 flash編程期間， EA也接收 12伏 VPP電壓。 表 24 電 參數 名稱 符號 測試條件 標準值 單位 最小 典型 最大 電源電壓 VccVss V 輸入高電平 Vh Vco V 輸入低電平 Vl V 輸入高電壓 Vch Eoh= V 輸入低電壓 Vcl Eol= V 工作電流 Ico Vco= mA LCD原理圖如圖 24所示。 DesignAdd/Remove Library 瀏覽所需零件庫－ AddOk 從零件庫中調出元件 Placepart ⑥ 對原圖元件進行布局，布線，構成一個完整的原理圖。比如電路板需要多大的尺寸，元件采用什么樣的封裝形式，元件 的安裝位置等等。這一步工作是整個設計工作中一個給常重要的環節，網絡表是自動布線的靈魂，也是電路原理圖編設計系統與印制電路板設計系統之間的接口和橋梁。 Protel 99 的自定布線功能十分強大，只要各種參數設置合理、元件的位置布置的得當，自動布線的成功率幾乎是 100%。 圖 31 系統框圖 溫度檢測電路將溫度信息傳送給單片機，再由單片機輸出到顯示電路， LCD顯示檢測溫度，二極管顯示當前工作狀態；通過檢測按鍵電路，確定是否有按鍵請求；根據單片機的請求（加熱請求、預約要求、溫度要求）啟動加熱電路；通過檢測溫度是否超溫、漏電檢測電路，檢測當前系統是否發生了危險情況，一旦出現危險情況，啟動安全保護電路，立即停止加熱電路，并發出報警，切斷系統指示燈 指示燈 蜂鳴和指示燈 LCD 顯示 放水控制 加水控制 加熱開關控制 報警控制 掉電保護和復位 AT89S52 運算比較器 按鍵電平掃描 漏電檢測 A/D 轉換器 熱敏電阻 西南科技大學 畢業設計（論文） 14 的電源；通過掉電保護與系統復位電路，確保系統工作在正常狀態下。 3）、 REF+/是標準比較電壓， 5V/0V。 圖 37 74LS74 的管腳圖 圖 38 74LS74 內部結構圖 74LS74 的功能表： 溫度檢測模塊 電路 如圖 39 所示 。 2) 運行方式： 當按鍵未按下時，相應的輸入引腳上只能檢測到高電平，而當按鍵按下時，相應的引腳上便會檢測到低電平。 P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78R S T / V P D9P 3 . 0 / R x D10P 3 . 1 / T x D11P 3 . 2 / I N T 012P 3 . 3 / I N T 113P 3 . 4 / T 014P 3 . 5 / T 115P 3 . 6 / W R16P 3 . 7 / R D17X T A L 218X T A L 119GND20P 2 . 021P 2 . 122P 2 . 223P 2 . 324P 2 . 425P 2 . 526P 2 . 627