电热水器毕业设计开题报告.ppt

南京高等职业技术学校,04届毕业设计开题报告电热水器的设计和制作指导教师:吴建林小组成员:严婷、林雨露、杨月、陈竹君、胡倩婷,红外线防盗报警器设计与制作,1、本毕业设计(论文)课题应达到的目的2、本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求3、对本毕业设计(论文)课题成果的要求 4、本毕业设计(论文)课题工作进度计划5、选题依据与现有认识6、控制器选型及P89C61的功能特点7、电热水器原理图及原理8、设计中遇到问题及相应解决办法9、主要参考文献10、电路板设计制作元件预算,1、本毕业设计(论文)课题应达到的目的,随着中国电力基础设施不断建立和完善，储水式热水器的普及，电热水器市场中又一细分产品即快热式电热水器因其更快、更方便、和小巧、时尚的外形越来越受到人们的亲睐。其作为业内的新生力量在迅速崛起并不断壮大。其03、04年年增长速度已超过50%，虽然市场销售的总量仍然少于燃气式和储水式，但它的市场份额预测06年可超过15%。毋庸质疑，即快热式电热水器是今后热水器的发展方向。随着气价的上涨，相信今后电热水器市场仍将会呈现强劲的增长势头。在现代社会中，热水器控制电路的原理不仅应用于生活方面，其运用也涉及到了生产各个方面。随着人们生活质量的提高，酒店厂房及家庭生活中都会见到热水器控制电路的影子，其将更好的服务于社会。随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么单片机技术的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。用单片机来设计电热水器控制器具有新颖、价廉、安全、实用等优点，并且在国产电热水器上获得了成功应用。本设计的一些方法也适用于冰箱、空调等家用电器的电脑控制设计中。目前，单片机在工业控制系统诸多领域得到了极为广泛的应用。特别是其中的C51系列的单片机的出现，具有更好的稳定性，更快和更准确的运算精度，推动了工业生产，影响着人们的工作和学习。,本次设计的红外线防盗报警器是以MCS-51系列单片机系统，应用当今最流行的AT89C2051单片机控制；用红外线收发管进行检测；探测信号采用脉冲信号，节能且抗干扰等。利用单片机读取控制芯片(AT89C2051)数据，利用反向器cc4069芯片接受到红外端口的脉冲信号,然后记录数据，把数据传送到控制芯片再有控制芯片判断给警报系统是否报警，其中控制部分和红外接收器两个部分是整个电路课题设计的重点和难点。,2、本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求,3、对本毕业设计(论文)课题成果的要求,该电热水器要做到操作简便，运行成本低，同时免除了令用户不满控温精度低、可靠性差、功能单一等局面。该热水器控制器电路主要实现对水温、水位的控制，并满足不同用户的个性需求。,4、本毕业设计(论文)课题工作进度计划,起迄日期 工作内容11年5月10日-5月16日 布置任务书，熟悉课题，完成开题报告11年5月17日-5月31日 硬件电路设计与制作11年6月01日-6月07日 编写程序，完成中期汇报11年6月08日-6月14日 运行调试11年6月15日-6月21日 编写毕业设计说明书论文答辩（时间统一安排）,5、选 题 依 据 与 现 有 认 识,热水器控制电路有单片机、键盘、液晶显示器、水温传感器（18B20）、水位传感器（探针式）等硬件组成，然后和软件结合起来实现热水器控制电路的功能。该设计的主要原理是：主控制器中的单片机芯片采用的是P89C61由于芯片内部有EEPROM（Flash ROM）存储器，所以不用外加存储器，是整个系统的核心部分。温度传感器18B20将探测到的水温的数据信号传到单片机中，经过单片机来判断温度是否达到我们所需要的预先设定的温度。如果没有达到，单片机就会发出一个指令启动热得快对水进行加热。如果水温达到我们预先设定的温度值，单片机通过温度传感器18B20 接收到的数据信号进行判断，就会使热得快停止加热。如果温度高于我们预先设定的温度值，单片机也会通过温度传感器18B20 接受到的数据信号进行判断，使热得快不加热，等水温慢慢的冷却下来到达我们预先设定的温度值。如果温度要稍许的低于（高于）我们预先设定的温度值，单片机会马上给控制热得快电路一个指令，启动（停止）加热电路，从而实现了温度的控制。当然控制水温主要用到了PID算法，这样实现了精确的控制水的温度。,6、控制器选型及P89C61的功能特点,P89C60X2/61X2Flash存储器增加了EPROM所没有的在线擦除和编程特性。对芯片的擦除操作将整个程序存储区都擦除。块擦除功能可实现对任意Flash块进行擦除。在系统编程和标准的并行编程都是可行的。片内产生的擦除和写入时序为用户提供了良好的编程接口。,P89C6,P89C60X2 和P89C61X2 分别包含512 字节和1024 字节RAM、32个I/O口、3个16位定时/计数器、6中断源-4中断优先级-嵌套的中断结构、1个增强型UART、看门狗定时器以及片内振荡器和时钟电路。,P89C60X2/61X2特性,(1)Flash EPROM 带块擦除的内部程序存储器；(2)内部固化了1K 字节的Boot ROM 包含了一个低级的在系统编程子程序和一个默认的串行装载程序；(3)如果内部程序存储器被禁止(EA=0)外部程序空间最多可达64k字节；(4)编程和擦除电压为+5V(可承受+12V)；(5)使用ISP 进行读/编程/擦除；(6)并行编程的硬件接口与87C51兼容；(7)可对Flash 程序代码进行编程加密；(8)每个字节至少10,000 次擦除/编程周期；(9)数据至少可保存10 年；,7、红外线防到器设计原理图及原理,电热水器设计电路原理,热水器控制电路有单片机、键盘、液晶显示器、水温传感器（18B20）、水位传感器（探针式）等硬件组成，然后和软件结合起来实现热水器控制电路的功能。该设计的主要原理是：主控制器中的单片机芯片采用的是P89C61由于芯片内部有EEPROM（Flash ROM）存储器，所以不用外加存储器，是整个系统的核心部分。温度传感器18B20将探测到的水温的数据信号传到单片机中，经过单片机来判断温度是否达到我们所需要的预先设定的温度。如果没有达到，单片机就会发出一个指令启动热得快对水进行加热。如果水温达到我们预先设定的温度值，单片机通过温度传感器18B20 接收到的数据信号进行判断，就会使热得快停止加热。如果温度高于我们预先设定的温度值，单片机也会通过温度传感器18B20 接受到的数据信号进行判断，使热得快不加热，等水温慢慢的冷却下来到达我们预先设定的温度值。如果温度要稍许的低于（高于）我们预先设定的温度值，单片机会马上给控制热得快电路一个指令，启动（停止）加热电路，从而实现了温度的控制。当然控制水温主要用到了PID算法，这样实现了精确的控制水的温度。控制水位主要通过水位传感器来实现，该控制器实现了四段水位的控制(洗头、冬天洗脸、洗澡、烧开水等)。主要是根据不同的需要来设置水位的，当水位达到预先设定的值时，探针就会通过光电耦合把信号传到单片机，通过单片机的处理判断来给水位控制电路指令的，使进水电磁阀或出水电磁阀停止工作。当水位少于或多于我们设定的水位时，单片机也会通过水位传感器所接收的信号进行判断，从而给水位控制电路发出一个指令，使进水电磁阀开始或停止工作和出水电磁阀停止或开始工作，从而实现了水位的控制。键盘是动态扫描的方式，总共有16个键，其中“09”数字键是“温度设置和水位设置”键，其中在水温设置模式时，“09”数字键是设置水温键；当在设置水位模式时，“AD”数字键是设置水位的功能键；剩余的键中有两个键，一个键是“进入水温设置模式”键，一个键是“进入水位设置模式”键，还有两个键一个是当水温、水位设定后“确认”模式，另一个是清除所设定的水温和水位值的“清零”键；最后两个键，一个是“进水“控制键，一个键是“出水”控制键。所以我们只要使用键盘和观察液晶显示器的温度和水位状态就可以控制整台热水器工作，从而实现水温水位的控制，这样就实现了热水器的智能化控制。,二、电热水器软件设计,该控制器的功能实现是通过键盘扫描和温度传感器以及水位传感器（探针式）循环扫描，把信息传递给单片机。通过单片机中已编的程序来控制外部加热装置和进、出水装置的。该控制器的所有功能只需要在键盘上操作就可以完成。首先单片机一直在循环检测温度和水位以及在循环扫描键盘。循环检测温度和水位就是要适时地把当前的水温和水位反映出来。键盘扫描主要是便于适时的接受用户的操作信息，从而就可以达到我们控制和设置水温水位的目的。,主程序流程图,8、设计中遇到问题及相应解决办法,1.设计、只做该课题遇到的问题（1）理论知识方面（2）单片机控制调节时存在的问题（3）利用单片机读取反相器数据时存在的问题2.解决该问题的方法（1）多看一些有关单片机理论和控制方面的书籍（2）通过网络查询相关资料（3）向指导老师咨询,9、主要参考文献,1 康华光.电子技术M.第四版.北京：高等教育出版社，2000.2 谢自美.电子线路设计实验测试 M.第二版.武汉：华中科技大学出版社,2000.3 胡乾斌,李光斌.单片微型计算机原理和应用 M.武汉：华中科技大学出版社,2001.4 何立民.单片机应用技术选编M.北京：北京航空航天大学出版社.5 李光飞，李良儿，楼然苗.单片机C程序设计实例指导M.北京：北京航空航天大学出版社.6 郁有文,常健,程继红.传感器原理及工程应用M.西安：西安电子科技大学出版社,2003.7张伦译传感器和信号调节 M（第2版）.北京：清华大学出版社,2003.8高峰.单片微型计算机原理与接口技术M北京：北京科学出版社，2003.9http:/10 甘贤海,丁国清.基于PIC单片机的热水控制器设计J.电子设计应用.上海交通大学.11 孙贵宁.基于单片机S3F9454的水位水温检测电路的设计J.电子工程师2005年2月31卷第2 期.12 曾健平,谢海情,周永峰.智能太阳能热水器水温水位控制系统J.测量与设备2006年11月12日13 刘鸣等.温度传感器DS18B20的特性及程序设计方法J.电测与仪表,2001年,10:475114 周立功，夏宇闻.单片机与CPLD综合应用技术M.北京：北京航空航天大学出版社,2003.,