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单片机实现家用电热水器设计.doc
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2023-07-10
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单片机实现家用电热水器设计.doc
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i
摘 要
本系统以单片机为核心,辅以键盘,显示电路,利用热敏电阻对热水器出口
温度进行检测,将温度转换成频率,并将其反馈到单片机,用单片机测出频率大
小,从而间接测出温度值,温度/温度转换电路简单可靠,成本低廉。对于加热功
率的控制,本文采用了双向可控硅控制,单片机通过光耦给可控硅触发信号,控
制可控硅的导通角,从而控制电热丝的有效加热功率。为了在关机和超温保护的
状态下能可靠地关断加热电源,电路中加入了继电器来控制加热电源。其中串联
在继电器线圈回路的熔丝为 105℃时,热保险丝会熔断,防止加热管干烧。与电
热丝并联的 LED 发光管用来指示电热丝的工作状态。
关键词:单片机 温度 双向可控硅 继电器
ii
Abstract
SCM to the system as the core, supplemented by the keyboard, display
circuit, the use of thermal resistance of the water heater temperature
detection exports, the temperature will be converted to frequency, and
feedback to the microcontroller, SCM measured by the size frequency And
indirectly measured temperature and temperature / temperature conversion
circuit is simple and reliable, low cost. The heating power of control,
the paper adopted a two-way SCR control, SCM through Optocoupler SCR
trigger signal to the control of the SCR on-angle and thus control the
effective electric wire heating power. In order to shut down and
over-temperature protection of the state can be reliably heated power
shutdown, joined the circuit in the relay to control the heating power.
One series in the relay coil circuit for the fuse 105 ℃, the fuse will
be hot links to prevent the Heating tube of Dry. Parallel with the electric
wire LED LED electric wire used to indicate the work of state.
Keyword: MCU temperature TRIAC relay
iii
目 录
摘 要................................................................i
Abstract...............................................................ii
第一篇 绪论............................................................1
第一章 选题目的和意义 .............................................1
第二章 国内外发展情况 ..............................................1
第三章 本设计研究的内容和所做的工作 ...............................II
第二篇 方案论证........................................................3
第一章 选择热水器类型 ..............................................3
第二章 即热式电热水器系统组成 .....................................4
第一节 加热控制电路.............................................4
第二节 温度检测.................................................5
第三节 单片机的选择.............................................6
第四节 显示电路选择.............................................7
第五节 电源选择.................................................8
第六节 按键选择.................................................9
第七节 报警电路.................................................9
第八节 控制执行部件.............................................9
第九节 其他元件的介绍..........................................10
第三篇 系统硬件电路设计...............................................15
第一章 单片机系统的扩展原则 .......................................16
第二章 电源部分 ...................................................17
第三章 加热控制电路 ...............................................17
第四章 温度检测电路 ...............................................18
第四篇 软件设计.......................................................20
第一章 主程序 .....................................................20
第二章 显示扫描子程序 .............................................20
第三章 按键扫描处理子程序 .........................................22
第四章 加热控制程序 ...............................................22
第五章 温度检测程序 ...............................................24
第五篇 控制程序编制和调试.............................................27
第六篇 硬件电路制作...................................................39
第七篇 硬件和软件综合调试及性能分析...................................40
第八篇 结 论.......................................................41
第九篇 参考文献.......................................................42
第十篇 致 谢.......................................................43
阳泉职业技术学院----毕业设计说明书
1
第一篇 绪论
第一章 选题目的和意义
近年来,热水器行业的发展趋势可以用一句话来概括,即仍将呈现出以电热
水器为主导,燃气燃水器为辅,太阳能热水器为补充,三者互相共生。随着人民
生活水平的不断提高,高性能热水器的需求量不断上升。根据市场调查,目前市
场上有两种电热水器,即连续水流式和贮水式。前者的特点是加热速度快、体积
小,但需要的功率大。当前市场上贮水式电热水器大多为机械式,存在温度控制
简单、精度低、加热时间长、可靠性差等缺点。对电热水器而言,它具有安全、
环保的特点,而且全国电网的改造、电的普及、电价的大幅度下调,以及用电设
施的改善,均为电热水器的迅速普及提供了便利的条件。尤其三峡工程的建设、
核电站的建设,更是为电热水器的推广和普及起到了助推剂的作用。电热水器对
安装的要求也比较简单,它不受空间限制,可以因地制宜。快热式家用电热水器
的问世是家用电热水器具领域一次新的进步,它具有使用安全、卫生、不受水压
限制,随时可供热水,水温易调节等优点,弥补了其它热水器的不足,属传统型
热水器的替代产品,是家庭、公用住宅、小型饭店、宾馆理想的配套服务设施。
随着气价的上涨,电价的不断下降。相信今后几年中我国电热水器市场仍将会呈
现强劲增长势头。
第二章 国内外发展情况
快热式电热水器在国外使用相当广泛,尤其是在欧美和东南亚地区。前些年,
快热式产品在国内市场上曾经出现过一段时间,由于当时国内电力条件不成熟,
对大功率的电产品一般无法正常使用,也没有好技术来保证其质量与安全,种种
因素限制了其在国内的发展。近几年来,随着人们生活水平的不断提高,国家电
网改造和相关规定的出台,电力工业迅速发展,预示了即热式产品在国内的广泛
前景。根据国家住宅设计规范(GF500%-1999)现有商品住房的电器线路导线必须
采用铜芯线,每套住宅进线截面积不小于 10mm2,分支引线不得小于 2.5m2,电表
规格不得小于 20(40)A,所以现购新标准住宅用户,都有条件使用上述这种安
阳泉职业技术学院----毕业设计说明书
2
全、方便的快热式电热水器,确保产品万无一失,安全系数达 100%,通过检测,
快热式比传统的热水器可节省 40%的能耗,用多少热水加热多少,没有热水用不
完时的浪费和使用中途热水供应不足的现象,热水利用率 100%,因为它既不需要
提前预热,也不需保温,省去了大量的额外开支,给用户带来真正的实惠。即热
式产品作为新型环保产品在我国广泛使用已是大势所趋,符合现代消费潮流。一
切迹象都在预示着快热式的春天就要来临。
第三章 本设计研究的内容和所做的工作
①用 2 位数码管显示水温温度,能够显示功率档位。
②温度检测显示范围:0℃-99℃,精度为:±1℃。
③设置 3 个功率档位指示灯,功率不同,显示亮的灯不同。
④设置 3 个轻触按钮分别为电源开关键、 “+”键和“-”键,后两者控制功
率大小。
⑤出水温度超过 65℃时停止加热,并蜂鸣报警,温度降到 45℃以下时恢复。
⑥内胆温度超过 105 时停止加热,防止干烧
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