南京工程学院康尼学院本科毕业设计（论文)
摘要
电热水器作为人们生活中不可或缺的家用电器之一，对我们的生活水平有着重要的影响，常用的热水器主要分为以下三种：燃气式热水器，太阳能热水器以及电热水器。
太阳能热水器虽然有没有污染的优点，但是其使用受到天气与位置的较大限制，加之其不能对温度进行有效控制；燃气热水器虽然不用受到上面的限制，但是人们通常会对其使用过程中的一些危险，如一氧化碳中毒和燃气泄漏的担心，加之其安装过程非常繁琐，也渐渐淡出人们的视线；而电热水器在具有其上优点的同时，其安装十分方便，同时在当今时代，电热水器的各方面的研发已经十分的成熟，安全性也能很好的得到保证。
而随着科技的发展，传统的机械式控制系统一难以满足人们对高生活水平的要求，而在微处理器技术、传感器技术的进一步成熟的现今社会，电热水器开始摒弃传统的机械式的控制方式，转而采用全新的控制方式，，以微处理器为核心，通过传感器测温，然后再通过显示屏显示，辅以友好的人机界面，从而实现热水器的智能使控制方法。
本论文完成的控制系统是利用AT89S52单片机作为控制核心的，然后利用其现有接口外接各种硬件模块，主要有：温度测量电路，实时时钟电路，键盘，看门狗电路，加热开关，LED显示电路。
软件部分主要是为实现系统功能而进行的C语言编程。
本系统为一款智能式电热水器，使用独立键盘输入各种指令，使用DS18B20测量温度，测量温度精度可达到0.01℃，采用一块LCD显示屏显示所需要显示的各种数据，便于用户的操作，通过用户的各种事先指令，对单片机进行操作，达到控制热水器的加热系统的工作状态，基本达到了对热水器的控制的目的。
关键词：单片机；温度测量；DS18B20；LCD显示；抗干扰
I
ABSTRACT
Electric water heater as an integral part of people's lives in one household, for our standard of living has an important effect, commonly used water heaters can be divided into the following three types: gas-fired water heaters, solar water heaters and electric water heaters.
Although there is no pollution solar water heaters advantages, but its use is more restricted weather and location, together with its temperature can not be effectively controlled; gas water heater, though not subject to the above restrictions, but people often use some of their hazards such as carbon monoxide poisoning and gas leakage concerns, coupled with its installation process is very tedious, and gradually fade out of sight; while on the water heater has its advantages at the same time, its very easy to install, but in the modern era, the electric water heater aspects of the development has been very mature, safety can be well guaranteed.
With the development of technology, the traditional mechanical control system is difficult to meet people on a high living standard, while in microprocessor technology, sensor technology to mature in today's society, electric water heater began to abandon the traditional mechanical control way in favor of a new control method, a microprocessor core, through the sensor temperature, and then through display, complemented by a friendly interface, enabling the water heater intelligent control method.
Completion of this thesis is the use of a control system AT89S52 microcontroller as the control, and then use its existing interface a variety of external hardware modules are: temperature measurement circuit, real time clock circuit, keyboard, watchdog circuit, heating switch, LED display circuits.
Software system for the realization of some of the major functions of the C language for programming.
This system is a smart electric water heaters, using a separate keyboard input various commands, use DS18B20 temperature measurement, temperature measurement accuracy can reach 0.01 ℃, using an LCD display shows the need to display a variety of data, user-friendly operation, advance through various user commands to operate the microcontroller, to control water heater heating system working state, reaches for the water heater control purposes.
II
目录
第一章 绪论 ............................................. 1
1.1引言 ........................................................ 1
1.2选题背景与意义 .............................................. 1 1.3研究现状 .................................................... 2 1.4研究内容 .................................................... 2 1.5本文结构 .................................................... 4
第二章 电热水器控制系统设计方案 .......................... 4
2.1系统功能说明................................................. 4 2.2系统主要实现功能............................................. 4 2.3系统整体设计方案............................................. 4 2.4方案论证..................................................... 5
第三章 主要元件介绍 ..................................... 8
3.1单片机系统模块介绍........................................... 8 3.1.1 AT89S52单片机的主要性能.................................. 8 3.1.2 AT89S52管脚功能说明...................................... 8 3.1.3单片机的最小系统......................................... 11 3.2温度检测模块................................................ 13 3.2.1 DS18B20的主要功能及特点................................. 13 3.2.2DS18B20的内部结构........................................ 14 3.2.3 DS18B20的工作时序....................................... 16
第四章 硬件模块的设计................................... 19
4.1 温度采集模块 ............................................... 19 4.2实时时钟电路模块............................................ 20 4.2.1 DS1302的介绍............................................ 20 4.2.2实时时钟模块原理图....................................... 21 4.3键盘输入模块................................................ 22 4.4继电器加热模块.............................................. 23 4.5 LCD显示模块设计............................................ 25 4.5.1 LCD模块概述............................................. 25 4.5.2 LCD模块硬件说明......................................... 25 4.5.3 内部控制指令 ............................................ 26 4.5.4显示硬件设计原理图....................................... 27 4.6其余硬件模块设计............................................ 28
III
第五章系统软件设计 ..................................... 30
5.1主程序模块.................................................. 30
5.2 DS18B20测温模块............................................ 33 5.3实时时钟模块................................................ 35 5.4 LCD显示模块................................................ 39 5.5键址返回程序................................................ 41 5.6测试及性能分析.............................................. 43
第六章 结论 ............................................ 47 致 谢 ................................................. 48 参考文献： ............................................. 49 附录A：硬件设计原理图与PCB图 .......................... 50 附录B：软件程序清单 .................................... 52 附录C：实物图 .......................................... 62 附件：毕业论文光盘资料
IV
南京工程学院康尼学院本科毕业设计（论文)
第一章 绪 论
1.1引言
我国作为热水器生产的大国，近年来热水器的发展十分迅速，而热水器主要有三个研究方向：太阳能，燃气式与电热式。近年来因为单片机技术的发展，传感器技术的渐渐成熟，电热水器的数字化与精确控制已经变成可能。
作为一种需要在浴室，洗手间与厨房中使用的电器，这种电热水器采用水电分离的控制方式，即采用小电流低电压的控制电路来控制高电压大电流的加热电路，一般情况下，使用十分安全。并且在安全可靠的基础上，这种热水器还提供清楚的温度显示与方便的温度调节装置，所以在目前的市场上十分受到欢迎。
1.2选题背景与意义
本文对电热水器的控制系统进行可研究，具体研究的意义如下：
1） 随着传感器测量技术的渐渐成熟，这种技术被广泛的运用在了在传统测温方式不便于温度测量的场合，而且传感器作为测量元件其相较于传统测温系统，测量精度与可靠性得到了进一步的提升，这一技术在当时与以后的时间里得到了发展与完善，迅速的显示出来其对于传统的物理式的温度测量系统的优越性。[1]
2） 在这一系统中（温度采集与控制），我们要求对温度进行实时控制，单片机具有极强的处理能力，将其运用在温度控制系统中就具备了传统的控制电路所不具有的实时控制能力，随着单片机技术的发展成熟以及周边元件的开发，其控制方式变得越来越简单，并且其相较于传统控制电路，可以大幅度的提高温度控制的精度，从而达到更高的技术要求。
3）单片机由于体积小重量轻、价格便宜、功耗低，控制能力强及运算速度快等特点，因而采用其作为主控芯片，使整个系统设计简单易行，成本低廉，使用方便。
4）就目前来看，随着天然气价格上涨以及高层住房的普及，燃气式热水器与太阳能式热水器因为其自身的缺陷而失去市场占有率，而电热水器由于其自身不会受到这种限制，并且电热水器由于其小巧的外形、快速的加热速度、节能的设计、可靠地安全性等特点所以在今后的热水器市场上必将作为一种主流热水器出现。
1