基于单片机热水器温度控制系统.rar

基于单片机热水器温度控制系统

摘  要
随着电子技术的发展，用计算机控制热水温度作为一种控制方法，正不断的完善和发展，应用非常广泛，具有节能，节水，安全，供热效率高等一系列优点。
采用单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
本设计主要解决的问题是完成热水器温度控制系统的硬件设计及软件设计。经过认真考虑和分析，最终采用16位单片机，热水器可以任意设置温度范围，用PID控制参数自动调正，具有上下限温度声光报警功能，液位采用四位LED数码显示器显示，显示范围为0.00-99.9C，有停电和漏电保护功能，停水断电防干烧功能等等。

关 键 词：AT89C51；单片机；温度；热水器

ABSTRACT
Along with electronic technology development，Takes one control method with the computer control hot water temperature，The unceasing consummation and the development, the application is extremely widespread, has the energy conservation, saving water, safe, heating efficiency higher a series of merits.
Uses the monolithic integrated circuit to come to the temperature to carry on the control, not only has the control convenient, the configuration simple and the flexibility big and so on the merits, moreover may enhance the accusation temperature large scale the technical specification, thus can enhance the product greatly the quality and quantity. Therefore, the monolithic integrated circuit to the temperature the control question is a question which in an industrial production can meet frequently.
This design main solution question is completes the water heater temperature control system the hardware design and the software design. After considered earnestly with the analysis, finally uses 16 monolithic integrated circuits, the water heater may establish the temperature range willfully, regulates automatically with the PID controlled variable, has the bound temperature acousto-optics to report to the police the function, the fluid position uses four LED numerical code monitor to demonstrate, demonstrated the scope is 0.00-99.9C, has the power cut and the leakage protection function, cuts off the water supply the power failure to guard against parched function and so on.

Keywords: AT89C51；Monolithic integrated circuit; Temperature; Water heater

目  录
第1章  绪论………………………………………………………………………1　
1.1 热水器系统简述和总体概述………………………………………………1
1.2 基本功能及性能指标………………………………………………………1
1.3 总体论证……………………………………………………………………2
1.3.1控制方法的选择……………………………………………………………2
1.3.2系统组成……………………………………………………………………3
第2章 硬件系统电路设计……………………………………………………4
2.1 单片机的选择………………………………………………………………4
2.2  AT89C51的引脚及其主要功能……………………………………………5
2.3 复位电路—看门狗X25045…………………………………………………8
2.3.1 概述………………………………………………………………………8
2.3.2 引脚排列及引脚说明……………………………………………………8
2.3.3 工作原理…………………………………………………………………9
2.4 集成温度传感器AD590……………………………………………………13
2.4.1 AD590温度-电流传感器的工作原理……………………………………14
2.4.2 AD590的性能特点…………………………………………………………14
2.5 信号转换与放大电路………………………………………………………15
2.6 V/F转换器……………………………………………………………………16
2.6.1 V/F转换器的优点…………………………………………………………16
2.6.2性能特点…………………………………………………………………17
2.6.3 内部结构与工作原理……………………………………………………17
2.7 行列式键盘与显示接口……………………………………………………21
2.7.1 行列式键盘工作原理……………………………………………………21
2.7.2 键盘工作方式……………………………………………………………21
2.7.3键盘扫描方式……………………………………………………………21
2.7.4 LED显示器结构与原理……………………………………………………22
2.7.5 LED显示方式………………………………………………………………23
2.7.6 译码器7447………………………………………………………………23
2.8 执行单元—固态继电器……………………………………………………24
2.8.1 固态继电器的分类………………………………………………………24
2.8.2 SSR的结构和工作原理……………………………………………………24
2.8.3 固态继电器应用中应注意的问题………………………………………25
2.9 漏电保护器的工作原理和应用……………………………………………26
2.9.1 漏电保护器的工作原理…………………………………………………26
2.9.2 漏电保护器额定漏电动作电流的选择…………………………………28
2.9.3 漏电保护器的正确接线方式……………………………………………29
2.10 水位检测显示及上上限温度报警………………………………………31
第3章 软件程序设计……………………………………………………………34
3.1 系统理论分析………………………………………………………………34
3.2 控制算法的程序设计………………………………………………………35
3.2.1 数字PID控制算法………………………………………………………35
3.2.2 PID 参数的整定方法——归一参数整定法……………………………36
3.2.3 数字滤波—程序判断滤波………………………………………………37
3.3 主程序………………………………………………………………………38
3.3.1键盘输入中断服务程序流程图…………………………………………39
3.3.2修改PID参数子程序流程图………………………………………………39
3.3.3设定温度子程序…………………………………………………………40
3.3.4运行子程序流程图………………………………………………………40
3.3.5定时中断服务程序运行子程序流程图…………………………………40
3.3.6水温检测子程序流程图…………………………………………………41
3.3.7 PID算法子程序流程图……………………………………………………42
第4章 经济技术分析……………………………………………………………43
结  论……………………………………………………………………………45
致  谢……………………………………………………………………………46
参考文献…………………………………………………………………………47
附录A……………………………………………………………………………48
附录B……………………………………………………………………………58