基于單片機(jī)的智能家用熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘 要： 為實(shí)現(xiàn)對(duì)家用熱水器低成本、高性價(jià)比的控制，設(shè)計(jì)了以AT89S52單片機(jī)為核心，采用DS18B20溫度傳感器、水位監(jiān)測(cè)模塊、溫度顯示模塊以及鍵盤輸入模塊的智能家用熱水器控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對(duì)溫度的檢測(cè)、分析和處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)當(dāng)前溫度的顯示及對(duì)加熱系統(tǒng)的控制。通過對(duì)水位的監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了被測(cè)系統(tǒng)水位超標(biāo)的報(bào)警提示及對(duì)送水系統(tǒng)的控制。
關(guān)鍵詞： 單片機(jī)；溫度傳感器；智能熱水器；高性價(jià)比

　目前市場(chǎng)上的家用熱水器控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復(fù)雜、控制不方便等問題，很多控制器只具有溫度和水位的顯示功能，而不具備溫度和水位的即時(shí)控制功能。即使一些熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于不能控制加熱時(shí)間及水位而產(chǎn)生過燒，從而浪費(fèi)電能[1]，甚至?xí)鸹馂?zāi)等重大事故，造成人身及財(cái)產(chǎn)損失[2]。國(guó)內(nèi)在近十年對(duì)智能溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，并在一些領(lǐng)域得到應(yīng)用，如微波爐、加熱箱、蔬菜大棚[3-5]。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可對(duì)一定容量的清水進(jìn)行加熱控制，水溫可以在一定范圍內(nèi)設(shè)定，并保持設(shè)定溫度基本不變，同時(shí)具備水位檢測(cè)控制及報(bào)警功能。本系統(tǒng)成本低廉、安裝方便、運(yùn)行可靠，并且在保證水溫智能可控的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的要求。
1 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)
　根據(jù)智能化及低成本需求，本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)為核心， DS18B20為傳感器，數(shù)碼管顯示設(shè)定溫度及當(dāng)前溫度，三極管放大電路監(jiān)測(cè)水位，當(dāng)水位超標(biāo)時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖、系統(tǒng)連接圖分別如圖1、圖2所示。

1.1 AT89S52單片機(jī)
　AT89S52是一個(gè)低功耗、40個(gè)管腳的高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8 KB ISP(In-System Programmable)的可反復(fù)擦寫1 000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8 bit中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元。功能強(qiáng)大的AT89S52可為本智能家用電熱水器控制系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。
1.2 DS18B20溫度傳感器
　DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要由64 bit光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器(TH和TL)以及配置寄存器四部分組成。