摘 要

近年来使用电热水壶的人越来越多，一款性能良好的电子水壶必然在琳琅满目的同类商品中充满竞争力，满足人们的需求。本次设计的目的就是采用单片机来完成一个电子水壶控制系统，可以给电子水壶的设计提供一些帮助，促进电热水壶行业的发展。

该系统通过单片机控制发热盘以实现对壶身进行加热,并通过温度传感器DS18B20采集水温数据,再将所采集到的水温数据以数字信号的方式送入单片机处理。经过单片机处理后,将水温通过LCD液晶屏显示,并通过按键和LED指示灯实现人机交互。该系统的设计分为硬件部分和软件部分，硬件部分包括单片机最小系统、电源和下载电路、按键电路、LCD1602液晶显示模块、加热模块、温度检测模块、MP3报警模块以及超声波模块，软件部分通过单片机AT89C52对DS18B20的温度采集来实现对其他各模块的控制。设计制作完成后，调试的结果显示系统的设计与目的基本相符。

关键词：单片机；电热水壶；控制系统；DS18B20

Abstract

In recent years, more and more people use electric kettles, a good performance of the electronic kettle must be in the dazzling array of similar products are competitive to meet people's needs. The purpose of this design is to use a single chip to complete an electronic kettle control system, you can give the electronic kettle design to provide some help to promote the development of electric kettle industry.

The system controls the heating plate through the single-chip microcomputer to realize the heating of the pot body and collects the water temperature data through the temperature sensor DS18B20, and then sends the collected water temperature data into the single-chip processing in the form of digital signal. After the single-chip processing, the water temperature through the LCD screen display, and through the keys and LED lights to achieve human-computer interaction. The software is divided into hardware part and software part. The hardware part includes the minimum system of the MCU, the power supply and download circuit, the key circuit, the LCD1602 liquid crystal display module, the heating module, the temperature detection module, the MP3 alarm module and the ultrasonic module. AT89C52 on the DS18B20 temperature acquisition to achieve the control of the other modules. After the design is completed, the results of the debugging show that the design and the purpose of the system are basically the same.

Key Words:Single-Chip;Electric Kettles;Control System;DS18B20

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 电热水壶的研究目的及意义 1

1.3 电热水壶的国内外发展现状 1

1.4设计内容及步骤 3

第 2 章 电热水壶相关理论知识 4

2.1 单片机的基本原理及应用 4

2.2 温度传感器DS18B20 6

2.3 C语言编程方法 10

第 3 章 电子水壶的设计与实现 11

3.1 电子水壶的硬件设计 11

3.1.1 单片机最小系统模块 11

3.1.2 LCD1602液晶显示模块 12

3.1.3 继电器加热模块 13

3.1.4 下载和电源模块 14

3.1.5 MP3报警模块 15

3.1.6 DS18B20温度传感器模块 17

3.1.7 超声波模块 17

3.1.8 按键模块 18

3.2 电子水壶的软件设计 19

3.2.1 主程序设计 19

3.2.2 LCD1602子程序设计 20

3.2.3 DS18B20子程序设计 20

3.2.4 wave子程序设计 20

第 4 章 总结 22

参考文献 23

附录一：电热水壶硬件电路总电路图 25

附录二：程序代码 26

致谢 32

第1章 绪论

1.1 研究背景

现代社会，人们在生活方式上越来越追求便捷性和智能化，电子信息化产品越来越受欢迎。单片机以它成本低廉、使用简单、技术成熟以及灵活性等优点在电子类产品的实际应用中备受欢迎。而人们在生活方式上注重便捷智能的同时，又十分追求一种健康的生活模式，比如运动、喝热水等等。这些足以证明为什么近年来电热水壶越来越受欢迎。那么，集单片机应用与传统电热水壶技术于一身的新型水壶必将充分满足人们的需求。

1.2 电热水壶的研究目的及意义

传统的电热水壶分为非自动式和自动式控温型水壶两种。非自动式控温水壶的工作模式很简单，一般就是插上插头通电之后开始加热，水上开之后停止加热，但是要人工断开电源，如果忘记断开电源不仅会造成水资源和电力资源的浪费，还会产生安全隐患；而相对于非自动式控温水壶来说，自动式控温水壶的壶身和温控装置是一体化的，这在使用体验上是有进步的，但是存在成本和维修费用太高的不利因素。随着科技的发展，电热水壶的温控装置渐渐地由加热管改成了底盘加热，这不仅仅是外观上的进步，而且在加热效率和安全性上取得了不错的进展。

由此可见，温度控制系统的好坏是衡量电热水壶性能的一个非常重要的标准。在过去，电热水壶的发展史就是温度控制装置的发展史，而温度控制装置中重要的一环就是温度传感器。从PID控制器到DS18B20温度传感器，电热水壶在温度控制方面做到了由常规到高端，由粗略到精细。PID控制器在工业应用方面非常广，适用范围也很广，但是在一些精度要求高、极端环境下的温度控制采用DS18B20温度传感器无疑是一个更好的选择。DS18B20不但体积小，并且能够直接与单片机进行通信，由此可以轻易实现水温的高精度控制。