基于AT89C51设计热水器水温自动控制系统.doc

1、 1 设计热水器水温自动控制电路将实现如下的功能： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

2、拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

3、 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌 阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 1、对温度精确控制 .采用 DS18B20 实时采集热水器内水温 ， 拇指 将采集到的温度送单片机处理 ,然后用数码管进行实时显示 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2、可以设定正常水温控制在 37 度左右 ， 拇指 当水温达到设定温度时停止加热 。 食指 .凌阳， 拇指 凌阳 3、可靠的水位采集电路 ，

4、拇指 当水位低于某一置时 ， 拇指 鸣蜂器响 10秒起到提示报警作用 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 4、 配备遥控器 ， 拇指 操作更加方便 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 构和总体结方案论证 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 对热水器自动控制系统进行精心的设计 ， 拇指 在设计过程中 ， 拇指 我们综合多方面的知识进行分析 。食指 系统的整体结构图如下图所示： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 1.1 热水器自动控制系统方框图 凌阳， 拇指 凌阳 该系统主要有：电源电路、温度与水位采集电路、显示电路 ， 拇指 报警电路、输出控制电路、加热电路、红外接收和发送

5、模块等 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 系统总原理图： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳 ， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 1-2 系统整体电路图 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 中央处理单元 AT89C51 水位采集模块 加热模块 红外接收模块 报警电路 晶振电路 复位电路 温度控制模块 温度显示模块 红外发送模块 2 1.2.1 凌阳， 拇指 凌阳

6、电源模块文案论证 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 本凌阳， 拇指 凌阳 设计用到的电源为 5V， 拇指 属于中小功率稳压电源 ， 拇指 所以可以采用三端 稳压芯片 LM7805。 食指 用其设计的是线性开关 ， 拇指 线性稳压电路 ， 拇指 具有结构 简单、调节方便、输出电压稳定性强、文波电压小等优点 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 1.2.2 凌阳， 拇指 凌阳 主控芯片模块方案论证 凌阳， 拇指 凌阳 采用 AT89C51 芯片 ， 拇指 它具有 AT89C2051 芯片的所有功能 ， 拇指 且 IO 口数相 对较多 ， 拇指 价钱相对也比较便宜 ， 拇指 存储空

7、间不是非常大 ， 拇指 但对于本次的 设计存储空间已经足够了 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 第二章 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 主要元器件介绍 凌阳， 拇指 凌阳 第 2.1 节 凌阳， 拇指 凌阳 LM7805 凌阳， 拇指 凌阳 三端集成稳压器件 LM7800 系列 ， 拇指 有多种输出稳压值的供选择 ， 拇指 常用的有 5V、 6V、 9V、 12V、15V、 18V 和 24V。 食指 在本系统中 ， 拇指 由于 51单片机的工作 电压为 5V， 拇指 因此我们选择 LM7805 作为三端稳压器

8、件 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 LM7805 系列集成稳压块主要技术参数： 凌阳， 拇指 凌阳 输入电压： DC7V 20V 凌阳， 拇指 凌阳 最大输出电流： 500mA 凌阳， 拇指 凌阳 LM7805 系列稳压块封装如图 2-1 所示： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳

9、 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 2-1 凌阳， 拇指 凌阳 LM7805 示意图 凌阳， 拇指 凌阳 LM7805 引脚 功能 : 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 1 脚为输入端 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳

10、 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳

11、2 脚为公共端 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 3 脚为输出端 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇

12、指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳 ， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 注意事项： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳

13、 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 引脚不能接错 ， 拇指 公共端不能悬空； 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 为防止过热应安装散热片； 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指

14、凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 (在安装时 ,由于用力过猛 ,把引脚给压断过 ， 拇指 因此在后面的安装过程中 ， 拇指 我们特别小心 )。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 印制板上的滤波电容应直接与引脚相连 。 食指 )凌阳， 拇指 凌阳 第 2.2 节 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C51 凌阳， 拇指 凌阳 1、 AT89C51 的特点 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C51 具有以下几个特点： 凌阳， 拇指 凌

15、阳 AT89C51 与 MCS-51 系列的单片机在指令系统和引脚上完全兼容； 凌阳， 拇指 凌阳 片内有 4k 字节在线可重复编程快擦写 程序存储器； 凌阳， 拇指 凌阳 全静态工作 ,工作范围 :0Hz 24MHz； 凌阳， 拇指 凌阳 1 2 33 三级程序存储器加密； 凌阳， 拇指 凌阳 128 8 位内部 RAM； 凌阳， 拇指 凌阳 32 位双向输入输出线； 凌阳， 拇指 凌阳 两个十六位定时器 /计数器 凌阳， 拇指 凌阳 五个中断源 ,两级中断优先级； 凌阳， 拇指 凌阳 一个全双工的异步串行口； 凌阳， 拇指 凌阳 间歇和掉电两种工作方式 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 2、

16、AT89C51 的功能描述 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C51 是一种低损耗、高性能、 CMOS 八位微处理器 ， 拇指 片内有 4k字节的在线可 重复编程、快速擦除快速写入程序的存储器 ， 拇指 能重复写入 /擦除 1000次 ， 拇指 数据保存时间为十年 。 食指 它与MCA-51 系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容 ， 拇指 不仅可完全代替 MCS-51 系列单片机 ， 拇指而且能使系统具有许多 MCS-51 系列产品没有的功能 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 AT89C51 可构成真正的单片机最小应用系统 ， 拇指 缩小系统体积 ， 拇指 增加系统的可靠性 ， 拇指 降低系统的成本 。

17、 食指 只要程序长度小于 4K， 拇指 四个 I/O 口全部提供给用户 。 食指 可用 5V 电压编程 ,而且擦写时间仅需 10 毫秒 ， 拇指 仅为 8751/87C51 的擦除时间的百分之一 ,与 8751/87C51的 12V 电压擦写相比 ， 拇指 不易损坏器件 ， 拇指 没有两种电源的要求 ， 拇指 改写时不拔下芯片 ， 拇指 适合许多嵌入式控制领域 。食指 工作电压范围宽（ 2.7V6V） ， 拇指 全静态工作 ， 拇指 工作频率宽在 0Hz 24MHz 之间 ， 拇指 比 8751/87C51等 51 系列的 6MHz 12MHz 更具有灵活性 ,系统能快能慢 。 食指 AT89

18、C51 芯片提供三级程序存储器加密 ， 拇指 提供了方便灵活而可靠的硬加密手段 ， 拇指 能完全保证程序或系统不被仿制 。 食指 P0 口是三态双向口 ,通称数据总线口 ,因为只有该口能直 接用于对外部存储器的读 /写操作 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 第 2.3 节 凌阳， 拇指 凌阳 集成 温 度 传 感器 DS18B20 凌阳， 拇指 凌阳 DS18B20 简介 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 1）独特的单线接口方式： DS18B20 与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯 。

19、食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 2）在使用中不需要任何外围元件 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 3）可用数据线供电 ， 拇指 电压范围： +3.0 凌阳， 拇指 凌阳 +5.5 凌阳， 拇指 凌阳 V。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 4）测温范围： -55 凌阳， 拇指 凌阳 +125 凌阳， 拇指 凌阳 。 食指 固有测温分辨率为 0.5 凌阳， 拇指 凌

20、阳 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 5）通过编程可实现 912 位的数字读数方式 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳 ， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 6）用户可自设定非易失性的报警上下限值 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 7）支持多点组网功能 ， 拇指 多个 DS18B20可以并联在惟一的三线上 ， 拇指 实现多点测温 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌

21、阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 （ 8）负压特性 ， 拇指 电源极性接反时 ， 拇指 温度计不会因发热而烧毁 ， 拇指 但不能正常工作 。 食指 凌阳 ， 拇指 凌阳 根据 DS18B20 的通讯协议 ， 拇指 主机控制 DS18B20 完成温度转换必须经过三个 步骤：每一次读写之前都要对 DS18B20 进行复位 ， 拇指 复位成功后发送一条 ROM 指令 ， 拇指 最后发送 RAM 指令 ， 拇指 这样才能对 DS18B20 进行预定的操作 。 食指 复位要求主 CPU 将数据线下拉 500 微秒 ， 拇指 然后释放 ， 拇指 DS18B20收到信号后等待 16 60 微秒左右

22、 ， 拇指 后发出 60 240微秒的存在低脉冲 ， 拇指 主 CPU收到此信号表示复位成功 。 食指 DS18B20 的示意图如图 2-2 所示： 凌阳， 拇指 凌阳 4 凌阳， 拇指 凌阳 图 2-2 凌阳， 拇指 凌阳 DS18B20 示意图 凌阳， 拇指 凌阳 第 2.4 节 凌阳， 拇指 凌阳 光电耦合器 凌阳， 拇指 凌阳 光电耦合器是以光为媒介传输电信号的一种电一光一电转换器件 。 食指 它由发光源和受光器两部分组成 。 食指 把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内 ， 拇指 彼此间用透明绝缘体隔离 。 食指 发光源的引脚为输入端 ， 拇指 受光器的引脚为输出端 ， 拇指 常见的

23、发光源为发光二极管 ， 拇指 受光器为光敏二极管、光敏三极管等等 。 食指 光电耦合器的种类较多 ， 拇指 常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 光电耦合器的工作原理： 凌阳， 拇指 凌阳 在光电耦合器输入端加电信号使发光源 光 ， 拇指 光的强度取决于激励电流的大小 ， 拇指 此光照射到封装在一起的受光器上后 ， 拇指 因光电效应而产生了光电流 ， 拇指 由受光器输出端引出 ， 拇指 这样就实现了电一光一电的转换 。 食指 结构图如图 2-3 所示： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 2-3 光电耦合器

24、结构图 凌阳， 拇指 凌阳 光电耦合器 基本工作特性 :凌阳， 拇指 凌阳 1、共模抑制比很高 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 在光电耦合器内部 ， 拇指 由于发光管和受光器之间的耦合电容很小（ 2pF 以内）所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响 凌阳， 拇指 凌阳 很小 ， 拇指 因而 共模抑制比很高 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 2、输出特性 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流 IF下 ， 拇指 光敏管所加偏置电压 VCE与输出电流 IC之间的关系 ， 拇指 当 IF=0 时 ， 拇指 发光二极管不发光 ， 拇

25、指 此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流 ， 拇指 一般很小 。 食指 当 IF0 时 ， 拇指 在一定的 IF 作用下 ， 拇指 所对应的IC 基本上与 VCE 无关 。 食指 IC 与 IF 之间的变化成线性关系 ， 拇指 用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似 。 食指 其测试连 线如图 2， 拇指图中 D、 C、 E 三根线分别对应 B、 C、 E 极 ， 拇指 接在仪器插座上 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 3、光电耦合器可作为线性耦合器使用 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 5 在发光二极管上提供一个偏置电流 ，

26、 拇指 再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上 ， 拇指这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号 ， 拇指 其输出电流将随输入的信号电压作线性变化 。 食指 光电耦合器也可工作于开关状态 ， 拇指 传输脉冲信号 。 食指 在传输脉冲信号时 ， 拇指 输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间 ， 拇指 不同结构的光电耦合器 输入、输出延迟时间相差很大 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 第 2.5 节 凌阳， 拇指 凌阳 继电器 凌阳， 拇指 凌阳 继电器是一种电子控制器件 ， 拇指 它具有控制系统（又称输入回路）和被 控制系统 （又称输出回路） ， 拇指 通常应用于自动控制电路中 ，

27、拇指 它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种 “ 自动开关 ” 。 食指 故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的 。 食指 只要在线圈两端加上一定的电压 ， 拇指 线圈中就会流过一定的电流 ， 拇指 从而产生电磁效应 ， 拇指 衔铁就会在电磁力吸 引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯 ， 拇指 从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合 。 食指 当线圈断电后 ， 拇指 电磁的吸力也随之消失 ， 拇指 衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置 ， 拇指 使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合 。

28、食指 这样吸合、释放 ， 拇指 从而达到了在电路中的导通、切断的目的 。食指 对于继电器的“常开、常闭”触点 ， 拇指 可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点 ， 拇指 称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点” 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 系统硬件电路设计分析 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 第 3.1 节 凌阳， 拇指 凌阳 系统电源的设计和分析 凌阳， 拇指 凌阳 任何一款电子产品 ， 拇指 都必须在通电的情况下

29、才能正常工作 ， 拇指 在设计热水器自动控制系统之前 ，拇指 我们应该设计一个电源 ， 拇指 而我们首先对整流 ， 拇指 滤波与稳压电路的工作原理及其一些基本的参数进行分析 。 食指 再根据其性质对热水器自动控制系统的电源进行精心设计 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 3-1 凌阳， 拇指 凌阳 电源电路原理图 凌阳， 拇指 凌阳 为了改善波纹特性 ,在稳压电源的输入端加接电容 C5， 拇指 C6;在其输出端加接电容 C7,C8,目的是为了改善负载的瞬态响应、防止自激振荡和减少高频噪声 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 滤波电容 C 的大小取决于放电回路的时间常数 。 食指 R

30、LC 越大 ， 拇指 输出电压的脉动就越小 。 食指 作为滤波电路 ， 拇指 电容的容量越大越好 ， 拇指 但容量越大的电容其成本越高 ， 拇指 使得设计出来的整流电路生产成本也增高 ， 拇指 为了达到在满足要求的前提下 ， 拇指 使得生产成本最低 ， 拇指 通常取 RLC 为脉动电压中最低次谐波周期的（ 3 5）倍 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 第 3.2 节 凌阳， 拇指 凌阳 温度传感电路的设计与分析 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 经过上章对温度传感器 DS18B20的分析 ， 拇指 对一些初步情况有了一定的了解 。 食指 对系统温度数据的

31、读取 ， 拇指 我们将单片机的 P2.2 脚作为与 DS18B20 的通讯端口（图 3-2） ， 拇指 通过软件控制6 P2.2 脚 ， 拇指 完成对集成温度传感器温度数据的读取 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 3-2 凌阳， 拇指 凌阳 DS1820 与单片机的接口电路设计图 凌阳， 拇指 凌阳 第 3.3 节 凌阳， 拇指 凌阳 水位采集和 按钮电路的设计与分析 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 在水位采集模块中 ， 拇指 我们通过高低电平来判断水位 。 食指 当

32、单片机的端口为高电平时表示没有水 ， 拇指 为低电平时表示有水 。 食指 接口设计图如图 3-3。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 3-3 凌阳， 拇指 凌阳 水位采集和按钮电路设计图 凌阳， 拇指 凌阳 在水位采集模块中 ， 拇指 用到了两个光电耦合器 ， 拇指 因为可靠的光电隔离是抗干拢 的有效措施 。 食指考虑到实际中的运用 ， 拇指 我们把水位分为两个档位 ， 拇指 当低于第一个水位时 ， 拇指 有提示报警作用；当低于第二个水位时 ， 拇指 热水器就会停止加热 。 食指

33、 凌阳， 拇指 凌阳 第 3.4 节 凌阳， 拇指 凌阳 数据显示电路的设计与分析 凌阳， 拇指 凌阳 考虑到使用环境空气湿度较大 ， 拇指 故主控制器显示采用 LED 凌阳， 拇指 凌阳 数码管进行显示 。 食指 数码管可以实时显示当前温度和设定温度 。 食指 且由于 51系列单片机具有较强的灌电流驱动能力 ， 拇指 每一输出口的灌电流可达 20mA， 拇指 而数码管每一段的驱动电流在 5mA 以内 ， 拇指 因此可以不 接任何放大设备而进行直接驱动 。 食指 我们所设计的电路原理图如图 3-4 所示： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

34、拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 3-4 温度显示电路设计图 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 第 3.5 节 凌阳， 拇指 凌阳 继电器和蜂鸣器电路的设计与分析 凌阳， 拇指 凌阳 22 脚所接为蜂鸣器 ， 拇指 当水位低于第一个水位时起报警提示作用 ， 拇指 并且蜂鸣器响的时间为 10秒 ， 拇指 10 秒过后停止报警 。 食指 21脚所控制的是一只继电器 ， 拇指 这里的继电器相当于一个开关 ， 拇指 用于控制加热设备的工作电源 。 食指 其电路设计图如图 3-5 所示： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳，

35、拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 7 图 3-5 凌阳， 拇指 凌阳 继电器及报警电路原理图 凌阳， 拇指 凌阳 第 3.6 节 凌阳， 拇指 凌阳 遥控电路的设计与分析 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 遥控电路的设计是本系统的一个特色 ， 拇指 遥控使得本系统操作更方便、更人性化 。 食指 凌阳 ， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 在遥控电路设计中我们采用 红外线接收器是

36、 HS0038B， 拇指 可以接收所有载波为 38kHz 凌阳， 拇指 凌阳 的红外信号 ， 拇指 当然由于各个遥控器的通讯协议不同 ， 拇指 所采用的芯片也不同 ， 拇指 解码方式就有所不同 。食指 凌阳， 拇指 凌阳 在遥控电路中我们利用 AT89C51 的 P3.2 端口 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 遥控部分采用简单控制电路 ， 拇指 又不会减少功能 ， 拇指 将有些硬件电路用软件实现 ， 拇指 并且充分 凌阳， 拇指 凌阳 考虑到了抗干扰问题 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 其电路设计图如 3-6 所示： 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳

37、凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 图 3-6 凌阳， 拇指 凌阳 摇控电路原理图 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 第五章 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳产品的制作与调试 凌阳， 拇指 凌阳 第 5.1 节 凌阳， 拇指 凌阳 PCB 板图的及产品的制作 凌阳， 拇指 凌阳 5.1.1 凌阳， 拇指 凌阳 电路图的绘制 凌阳， 拇指 凌阳 (1)、在 Protel 中先新建一个文档 ， 拇指 把所需要的元件载入到文档里面 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 (2)、再按照系统电 路图绘制导线 ， 拇指 把元件连好线 。 食指 凌阳， 拇指

38、凌阳 (3)、通过电气检查如果没有错误 ， 拇指 那么系统的电路图就绘制完成 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 5.1.2 凌阳， 拇指 凌阳 PCB 板的制作 凌阳， 拇指 凌阳 用 Protel99 设计好 PCB 板 ， 拇指 认真检查正确无误以后就开始制作电路板 。 食指 常用的线路板制作方法为：腐蚀法、光刻法和雕刻法 。 食指 在本设计的线路板制作中 ， 拇指 我们采用了腐蚀法 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳凌阳 ， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 总 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 结 凌阳， 拇指 凌阳 本设计是利用一个单片 机对热水器进行自动控制的典型应用

39、 ， 拇指 并且能够实时显示水温和设定的温度 。 食指 系统增加一个遥控控制使得对热水器的控制更加方便 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 在设计本作品时 ， 拇指 我通过查阅网络与图书馆搜集到的资料 ， 拇指 再加上指导老师的指导与资料提供 ， 拇指 与生活中对于单片机的工作原理的观察与研究相结合 ， 拇指 基本完成了课题的要求 ， 拇指 但是由于设计的理论基础尚浅 ， 拇指 对课题的研究经验还不成熟 ， 拇指 使得在技术的解决与运用上显得粗糙了一些 ， 拇指 在某些技术关键上的叙述不能达到详细、精辟 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 可随着信息技术的发展 ， 拇指 智能化的家用电器将逐渐走进人们的家

40、庭 。 食指 很多现有热水器的功能都无法满足消费者的要求 ， 拇指 所以我在该设计基础上提出创新点 ， 拇指 利用单片机上端口资源 ， 拇指把电话线或网线和家用电脑及因特网和它相连起来 ， 拇指 可实现对家用电器的远程集中控制 ， 拇指从而使人们的生活更加轻松方便 。 食指 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 8 附录一：系统整体硬件原理图 凌阳， 拇指 凌阳 附录二：系统整体 PCB 图和实物图 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 9 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳 ， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 10 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳 凌阳， 拇指 凌阳凌阳， 拇指 凌阳