论文总字数：28865字

摘 要

热水器已成为现代家庭生活的必用品，其产品种类繁多。为将热水器优点放大到最大化，更加智能便于居民使用，本设计基于单片机技术的利用，设计出一种智能控制水温与水位的快热式电热水器。

该电热水器系统将从软、硬件及测试三个方面进行阐述。硬件主体以AT89C51单片机为核心，接入LCD数显模块、温度-水位传感器模块、报警模块完成热水器主体构建。软件通过控制温度阈值、水位设定以及其相关触发功能实现热水器的自动化及智能化。

此外，本控制系统还配有功率档位选择模块、时间显示模块，而且控制系统还能继续优化，如：添加自动上水模块，系统控制的智能程度可进一步提升，基于其诸多可取之处都对电热水器行业有一定的助力，本文认为它的发展和应用具有良好的市场应用前景。

关键词：快热式电热水器 AT89C51单片机 水温 水位 检测 控制

Abstract

Water heaters have become a must-have for modern family life, with a wide range of products. In order to maximize the advantages of water heaters and make them more intelligent and convenient for residents to use, this design is based on the utilization of single-chip technology to design a fast-heating electric water heater that intelligently controls water temperature and water level.

The electric water heater system will be explained in three aspects: software, hardware and testing. The hardware main body is based on AT89C51 single-chip microcomputer, and is connected to LCD digital display module, temperature-water level sensor module and alarm module to complete the construction of water heater main body. The software realizes the automation and intelligence of the water heater by controlling the temperature threshold, the water level setting and its associated trigger function.

In addition, the control system is equipped with a power gear selection module and a time display module, and the control system can continue to be optimized. For example, by adding an automatic water supply module, the intelligence of the system control can be further improved, based on its many merits. It has certain help to the electric water heater industry. This paper believes that its development and application have good market application prospects.

Keywords:Fast Heating Electric Water Heater；AT89C51 Micro-controllers；water temperature；water level；measure；control

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 概论 1

1.1选题背景 1

1.2选题意义 1

1.3国内外研究现状 2

1.3.1国内产品发展现状 2

1.3.2 国外产品发展现状 3

1.3.3成型技术综述 3

第二章 总体方案设计 4

2.1课题内容 4

2.2课题要求 4

2.3课题整体设计 5

2.4功能模块实现原理概述 5

2.4.1 温度控制系统 5

2.4.2 水位检测控制系统 6

2.4.3 报警系统 7

第三章 硬件电路设计 8

3.1关键元件概述 8

3.2主控硬件模块电路设计 8

3.3数据控制模块设计 10

3.3.1数据控制模块 10

3.3.2温度/水位预警模块 11

3.4水位控制模块设计 11

3.5数显模块设计 12

3.6时钟模块设计 14

第四章 系统软件设计 15

4.1开发环境及编程语言概述 15

4.2软件程序整体设计 15

4.3模块程序设计 16

4.3.1 主函数设计 16

4.3.2数显模块设计 17

4.3.3 中断模块设计 17

第五章 系统仿真测试 18

5.1仿真环境 18

5.2仿真过程 18

5.2.1水温检测 18

5.2.2水位检测 18

5.2.3时钟显示 19

5.2.4 设置界面 19

5.2.5 电加热模块 20

5.2.6温度报警模块 20

5.2.7水位预警模块 20

5.2.8档位模块 21

第六章 结论 22

结束语 23

参考文献 24

致 谢 26

附录I 完整仿真电路图 27

附录Ⅱ 源程序代码 28

第一章 概论

1.1选题背景

当代社会科技迅速发展，人们生活水平日渐提高，热水器已成为现代家庭生活必用品。但因其产品种类繁多，因此质量参差不齐。本设计旨在基于单片机技术上，设计出一个智能控制水温、水位的快热式电热水器。

单片机作为集成电路芯片，虽然其积极小，但却涵盖了处理器CPU、存储器RAM和ROM、I/O和中断系统、定时器和计数器等多种功能，是较为完善的微型计算机系统^[20]。单片机因其体积小，功能多的优点，现如今已经渗透我们的工作、学习、生活的每一个角落，并且影响深远。

由此，基于单片机的优势，设计出的快热式电热水器也有诸多益处。其中，最显著的特点就是出热水非常快，因此电热水器对加热系统的要求非常高，拥有完善的加热系统模块是保障一个优秀电热水器控制系统的关键部分。毕竟，电热水器中也很容易出现干烧等引起爆炸火灾等威胁人们生命安全的情况，所以水位的检测与控制系统的完善与智能化也是保障人们安全的重要条件，而快热式电水器就能在一定程度上更好地检测和控制系统。

1.2选题意义

在国内市场上，目前电热水器市场被两类热水器所占据。其中储水式作为更加成熟的产品出现在市场上。储水式热水器通过加热加热棒来加热储水器内储水，是一种原理简单安全可靠的热水产品。但是往往给用户造成占地面积过大的困扰，但它具有安装方便、受地形影响小等优势，市场占比依旧较大。而快热式电热水器，除了具有热水不断流、空间占用少、电能损耗低等特点外，出热水快是它的最大优势，也是新时期电热水器发展的一个重要方向。

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