1、南京高等職業(yè)技術學校04屆畢業(yè)設計開題報告電熱水器的設計和制作指導教師:吳建林小組成員:嚴婷、林雨露、楊月、陳竹君、胡倩婷紅外線防盜報警器設計與制作1、本畢業(yè)設計(論文)課題應達到的目的2、本畢業(yè)設計(論文)課題任務的內容和要求3、對本畢業(yè)設計(論文)課題成果的要求4、本畢業(yè)設計(論文)課題工作進度計劃5、選題依據(jù)與現(xiàn)有認識6、控制器選型及P89C61的功能特點7、電熱水器原理圖及原理8、設計中遇到問題及相應解決辦法9、主要參考文獻10

2、、電路板設計制作元件預算1、本畢業(yè)設計(論文)課題應達到的目的隨著中國電力基礎設施不斷建立和完善，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氣式和儲水式，但它的市場份額預測06年可超過15%。毋庸質疑，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用于生活方面，其運用也涉及到了生產(chǎn)各個方面。隨著人們生活質量的提高，酒店廠房及家庭生活中都會見到熱水器控制電路的影子，其將更好的服務于社會。隨著電子技術的發(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，如果說微型計算機的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學研究得到了質的飛躍，那么單片機技術的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制測控領域帶來了一次新的革命。用單

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

5、線收發(fā)管進行檢測；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計的重點和難點。2、本畢業(yè)設計(論文)課題任務的內容和要求3、對本畢業(yè)設計(論文)課題成果的要求該電熱水器要做到操作簡便，運行成本低，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)設計(論文)課題工作進度計劃起迄日期工作內容11年5月10日5月16日布置任務書，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日運行調試11年6月15日6月21日編寫畢業(yè)設計說明書論文答辯（時間統(tǒng)一安排）5、選題依據(jù)與現(xiàn)有認識熱水器控制電

7、路有單片機、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，然后和軟件結合起來實現(xiàn)熱水器控制電路的功能。該設計的主要原理是：主控制器中的單片機芯片采用的是P89C61由于芯片內部有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)信號傳到單片機中，經(jīng)過單片機來判斷溫度是否達到我們所需要的預先設定的溫度。如果沒有達到，單片機就會發(fā)出一個指令

8、啟動熱得快對水進行加熱。如果水溫達到我們預先設定的溫度值，單片機通過溫度傳感器18B20接收到的數(shù)據(jù)信號進行判斷，就會使熱得快停止加熱。如果溫度高于我們預先設定的溫度值，單片機也會通過溫度傳感器18B20接受到的數(shù)據(jù)信號進行判斷，使熱得快不加熱，等水溫慢慢的冷卻下來到達我們預先設定的溫度值。如果溫度要稍許的低于（高于）我們預先設定的溫度值，單片機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塊進行擦除。在系統(tǒng)編程和標準的并行編程都是可行的。片內產(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)先級嵌套的中斷結構、1個增強型UART、看門狗定時器以及片內振蕩器和時鐘電路。P89C60X261X2特性(1)FlashEPROM帶塊擦除的內部程序存儲器；(2)內部固化了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的串行裝載程序；(3)如果內部程序存儲器被禁止(EA=0)外部程序空間最多可達64k字節(jié)；(4)編程和擦除電壓為5V(可承受12V)；(5)使用ISP進行讀編程

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、紅外線防到器設計原理圖及原理電熱水器設計電路原理熱水器控制電路有單片機、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，然后和軟件結合起來實現(xiàn)熱水器控制電路的功能。該設計的主要原理是：主控制器中的單片機芯片采用的是P89C61由于芯片內部有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)信號傳到單片機中，經(jīng)過單片機來判斷溫度是否達到我們所需要的預先設定的溫度。如果沒有達到，單片機就會發(fā)出一個指令啟動熱得快對水進行加熱。如果水溫達到我們預先設定的溫度值，單片機通過溫度傳感器18B20接收到的數(shù)據(jù)信號進行判斷，就會使熱得快停止加熱。如果溫度高于我們預先設定的溫度值，單片機也會通過溫度傳感器18B20接受到的數(shù)

13、據(jù)信號進行判斷，使熱得快不加熱，等水溫慢慢的冷卻下來到達我們預先設定的溫度值。如果溫度要稍許的低于（高于）我們預先設定的溫度值，單片機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)不同的需要來設置水位的，當水位達到預先設定的值時，探針就會

14、通過光電耦合把信號傳到單片機，通過單片機的處理判斷來給水位控制電路指令的，使進水電磁閥或出水電磁閥停止工作。當水位少于或多于我們設定的水位時，單片機也會通過水位傳感器所接收的信號進行判斷，從而給水位控制電路發(fā)出一個指令，使進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“溫度設置和水位設置”鍵，其中在水溫設置模式時，“0—9”數(shù)字鍵是設置水溫鍵；當在設

15、置水位模式時，“A—D”數(shù)字鍵是設置水位的功能鍵；剩余的鍵中有兩個鍵，一個鍵是“進入水溫設置模式”鍵，一個鍵是“進入水位設置模式”鍵，還有兩個鍵一個是當水溫、水位設定后“確認”模式，另一個是清除所設定的水溫和水位值的“清零”鍵；最后兩個鍵，一個是“進水“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。通過單片機中已編的程序來控制外部加熱裝置和進、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，從而就可以達到我們控制和設置水溫水位的目的。主程序流程圖8、設計中遇到問題及相應

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

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