1、XX大学本科毕业设计（论文） 编 号： 审定成绩： XX大学毕业设计（论文）设计（论文）题目：家用智能电热水器控制器学 院 名 称 ：学 生 姓 名 ：专 业 ：班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：答辩组 负责人 ： 填表时间： 年 月重庆邮电大学教务处制III摘要随着人们生活质量的提高，人们对电热水器的要求越来越趋向于智能化和数字化。 其中，电热水器控制器性能的好坏不仅是电热水器性能好坏的体现，更关系到人身安全等重要内容。因此，电热水器控制器的设计是智能电热水器的需要，同时也是电热水器的重要组成部分。论文首先结合当前电热水器的发展现状和发展趋势，介绍了电热水器控制器研究的目的及意义。在确定
2、控制参数的基础上，详细介绍了控制器的各功能组成模块及工作原理。根据电热水器工作原理进行控制器的硬件电路设计和软件设计。最后深入介绍了控制器的调试方法和过程，以及对整个控制器的设计与实现工作进行总结。硬件电路设计中充分利用51单片机的特点，主要对水温控制、水位控制和漏电检测模块进行了详细地分析设计。其中，通过采用自制分段式水位传感器，实现了水位测量的低成本设计；对水温控制进行了完整的理论分析和算法设计，测量精度达到1；通过分析漏电检测原理，在理论计算基础上设计了漏电检测电路。软件部分在硬件平台的基础上实现电热水器的控制工作，包括液晶显示程序、按键扫描程序、水位控制程序、温度控制程序、漏电检测程序
3、以及声音提示程序等。本系统在软硬件设计的基础上，使用了计算机仿真演示。通过计算机仿真，该控制器可以实现对水位控制、温度控制等功能，并能动态监测电热水器工作状况，这也验证了此设计的正确性。【关键词】电热水器 漏电检测 温度控制 水位控制AbstractWith the improvement of quality of peoples lives, peoples demand for water heaters tend to be more intelligent and digital. Among them, whether the electric water heater contr
4、oller performance is good or not is not only the embodiment of the water heater performance, but also related to personal safety and other important content. Therefore, the electric water heater controller design is not only the need of intelligent water heater; but also is an important part of elec
5、tric water heater.Firstly with the electric water heaters current development situation and trend, the purpose and significance of the electric water heater controller was introduced in this paper. Based on determining the control parameters, the functional component and the working principle of the
6、 controller were introduced in detail. The controller hardware and software were designed by knowing the working principle of the water heaters. Finally, the paper described the debugging process and method in detail, the design and implementation of the control system also was summarized. Full use
7、of features 51MCU in hardware design, mainly analysis the water temperature control, water control and leakage detection module in detail .Among them, the water temperature control for a complete theoretical analysis and algorithm design, measurement accuracy of 1, through the use of home-made sub-t
8、ype level sensors, level measurement and display to achieve a low-cost design. By analyzing the leakage detection principle, we design the leakage detection circuit based on the theoretical calculation. Software components could control the electric water heaters based on the hardware platform, whic
9、h includes liquid crystal display program, key scanner, water level control procedures, temperature control procedures, leakage test procedures, and procedures for voice prompts. The system use computer simulation shows based on hardware and software design. Through computer simulation, the controll
10、er can realize the water level detection, temperature detection and other functions, and can dynamically monitor the working conditions of electric water heaters, which also verified the correctness of this design. 【Key words】Electric water heater leakage detection temperature control water line con
11、trol目 录前 言1第一章 绪论2第一节 电热水器发展现状及发展趋势2一、电热水器发展现状2二、电热水器控制技术历程及趋势2第二节 课题研究的目的及意义3第三节 本文研究的主要内容4第四节 本章小结5第二章 系统总体设计6第一节 系统概述6第二节 硬件总体选型7一、主要元器件选型原则7二、主要元器件选型7第三节 软件总体设计8一、单片机系统资源分配8二、系统软件总体设计9第四节 本章小结10第三章 系统实现11第一节 硬件设计11一、电源电路设计11二、单片机最小系统电路设计12三、人机交互电路设计13四、水位控制电路设计14五、温度控制电路设计16六、漏电检测电路设计17七、声音提示模块1
12、9第二节 软件设计19一、液晶显示程序设计19二、按键扫描程序设计22三、水位控制程序设计23四、温度控制程序设计23五、漏电检测及声音提示程序设计26六、控制策略程序设计26第三节 本章小结28第四章 系统测试与分析29第一节 硬件调试29一、静态调试29二、动态调试30第二节 软件调试30一、先独立后联机31二、先分块后组合31三、先单步后连续31第三节 仿真演示32一、仿真软件简介32二、系统仿真测试过程33第四节 本章小结35第五章 结论36致 谢37参考文献38附 录40一、英文原文40二、英文翻译46三、系统电路51四、源程序52五、其它65- 61 -前 言随着国民经济的快速发展
13、，热水器已经成为人们生活中必不可少的家用电器之一。电热水器具有无污染、安全、保温时间长、使用方便等优点，越来越受到消费者的青睐。有专家预计，借家电下乡等国家政策扶持，农村三、四级市场的拓展，以及行业技术升级、企业管理升级，2010年至2015年我国电热水器的需求量将呈现递增趋势，市场保有量将呈现较为平稳的增长态势1。目前市场上有两种电热水器，连续水流式和贮水式。前者虽具有加热速度快和体积小等优点，但功率太大，大多数家庭的供电线路难以承受。而市场上贮水式电热水器大多数采用机械式控制器，存在控温精度低、加热时间长、可靠性差、功能单一、操作复杂、控制不方便等不足，很多控制器只具有水位和温度显示功能，
14、不具有控制功能。另外，电热水器安全也是大问题，普通电热水器多采用外配漏电保护器，有漏电发生时切断电源。但一般漏电保护器质量参差不齐，漏电保护可靠性差，需要用户人工定期测试保护可靠性，这样用户无法实时知道漏电保护器的可靠性。针对上述情况，利用单片机作为控制器的核心，可设计出一种多功能的电热水器控制器。本文设计了一种智能电热水器微控制器，可以实现人机交互、水位控制、温度控制和漏电实时检测，若漏电时可同时切断加热管及控制器电源，并发声报警提示；热水器干烧报警，控制器故障指示等多种实用功能，方便用户使用。第一章 绪论第一节 电热水器发展现状及发展趋势一、电热水器发展现状经过20多年的发展，整个热水器行
15、业已经从最初的小而少发展到现在的大而多，产品类型也随着技术不断成熟，由最初的燃气热水器独领风骚发展到今天的燃气式、电热式、太阳能、空气源热泵等多种类型。随着全球经济快速发展，中国电器制造业的迅猛发展及城市建设步伐的不断加快，为热水科技产业带来了无限商机。目前，创新、安全、节能、高效已成为热水器行业间竞争的焦点及发展趋势。据调查，中国热水器的普及率只有70左右。目前，46.6的居民家庭表示要在未来5年中购买或更换热水器。未来5年内我国城市热水器需求量将平稳增长，达到4660万台，热水器行业即将迎来新一轮的消费高峰2。据国务院发展研究中心市场经济研究所推出的“中国城市热水器市场研究咨询报告”显示，未来三年，我国热水器市场将继续保持
