基于某单片机地水温控制系统设计

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1、实用标准计算机控制技术课程设计任务书学生姓名专业班级学号题目基于单片机的水温控制系统设计课题性质课题来源指导教师主要内容针对水温控制系统的控制功能要求，设计一个计算机控制系统，能够对水的温度进行测量及显示，并通过执行机构对水的温度进行加热，满足用户的生活需求。任务要求主要参考资料（1）马忠梅等，单片机的C语言应用程序设计，北京航空航天大学出版社，2009修订版（2）李广弟等单片机基础北京航空航天出版社，2008.7审查意见系（教研室）主任签字：　　　　　　　　　　年月日精彩文档实用标准1.1课题背景当今社会大部分人在使用热水器时，基本

2、上都是采用的快热式的。这是因为它给人们带来了极大的方便，人们不再为热水器耗电量大而发愁，所以快热式电热水器走进千家万户应经成为必然的。我国也在不断大力提倡家庭使用快热式电热水器，这样可以为国家节省很多电能。而快热式电热水器克服了上述缺点，它有很多优点，如：安全，干净环保；即开即热，3-5秒出热水无须等候，热水使用时间不受限制，想用多久就用多久；用多少烧多少，省电省水，没有损耗；体积小不占空间，可以隐藏在厨柜内，安装方便，特别适合新装修的房子，款式多样，美观实用，也是职工福利和客户礼品的绝佳选择。特别方便于洗涤，和洗漱，是为现代家居厨房

3、洗涤、卫生间洗漱专业设计生产的快速电热水器，结合了燃气热水器和传统储水式电热水器优点。1.3系统功能快热式热水器的设计要求：（1）必须做到隋开随用，所以这就要求加热功率很大，以至于减少加热时间，所以温度检测元件的快速性就显得很重要。（2）要做到安全可靠，这就要求控制电路要准确及时，防止热水器烧干而引发火灾或出现爆炸危险危及人身安全。这里之所以设计快热式家用电热水器一是兴趣所致，二是正是看到了它的未来，即将来人们将越来越多的使用它。2总体方案设计对于快热式家用电热水器来说，硬件系统是它的最基本的框架，是系统的所有功能的丛础。硬件的选择和

4、所选硬件的性能对系统的功能实现以及系统的精度都有直接的影响，系统的设计成功与否很大程度上取决于硬件系统的设汁。本系统硬件方案论证包括单片机、温度检测传感器、加热控制驱动电路、电源电路、及键盘和显示电路的选择。2.1单片机的选择方案一：我们知道8031芯片内部无ROM，需要外扩程序存储器,由此造成电路焊接的困难，况且使用8031还需要另外购买其他的芯片，如A/D转换及定时/计数器（PWM）等芯片，从而造成成本较高，不实用。精彩文档实用标准方案二:因为89C51芯片内部有ROM，且片内ROM全部采用FlashROM，它能于3V的超低压工作

5、，与MCS-51系列单片机完全兼容，由于89C51单片机成本低廉且工作可靠，采用12MHz的晶振，所以我们选择89C51作为系统微处理器。2.2温度检测传感器的选择温度检测的方法很多，有热点阻，热电偶，热敏电阻，还有专门的集成测温传感器等。方案一：热电式传感器是将温度变化转化为电量变化的装置，它利用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到测量目的。通常把被测温度的变化转换为敏感元件的电阻变化、电势的变化，再经过相应的测量电路输出电压或电流，然后由这些参数的变化来检测对象的温度变化。热敏电阻具有灵敏度高、体积小、较稳定、制作简单、

6、寿命长、易于维护、动态特性好等优点,但有变化率非线性，不适合测量高温区等缺点。方案二：集成测温传感器如：DS18B20，直接将温度转换为数字信号传送给单片机。这种方法虽然比较先进，但电路也比较复杂,成本也较高。方案三：温度/频率转化测温法，直接将温度信息转换成频率信号，用单片机测出频率的大小，从而间接测出温度值温度/频率转换电路简单可靠，成本低廉。所以采用此方案。2.3传感器输出的放大电路的选择方案一：运算放大器LM324带有真差动输入的四运算放大器。该四放大器可以工作在低到3伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流

7、的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。它的性能特点是短跑保护输出、真差动输入级、底偏置电流为最大100mA、每封装含四个运算放大器、具有内部补偿的功能、共模范围扩展到负电源、行业标准的引脚排列、输入端具有静电保护功能。但用在本电路中接线较复杂，且价格昂贵所以不用。方案二：采用74LS04作为输出放大电路的选择，它还可以作为驱动电路使用，74LS04是TTL电平反相器，使用较经济且性能也很理想，所以在本方案中采用。精彩文档实用标准2.4显示器的选择LED数码管显示器可分为两种显示方式：静

8、态显示和动态显示。方案一：LED数码管静态显示，多片七段译码器驱动显示，这不仅增加了成本，还需要占用单片机多个I/O口，也给电路的焊接带来一定的困难，因此不选用这种方案作为显示模块，所以排除此方案。方案二：LED数码管显