摘 要

本设计利用dsPIC33FJ128MC506单片机为控制核心，以此来设计的外围电路能够实现温度检测、温度控制、状态显示、功能设定等基本功能,并且采用了高灵敏度的热电偶MAX6674，通过对热电偶的电势进行采集和放大，再经过线性计算将温度显示在液晶屏上。该PIC单片机的C语言程序是由MPLAB开发工具编写，实现检测温度、控制温度、显示状态和按钮状态输入的功能。并且该软件部分结合了传统的PID控制理论，以此理论编写出的控制算法将大幅提高电热水器的控温能力。本次设计的即热式智能温控热水器在性能上与以往热水器相比性能将更加的优越，它具有快速升温，智能控温的显著优点，而且在降低功率损耗的同时，又能做到安全绿色环保，使用也会更加地方便，给用户带来了真正的实惠。

关键词：热电偶；PID控制；DSPIC33FJ128MC506；

Design of Instant water heater temperature control system

ABSTRACT

This graduation design is based on the single-chip microcomputer dspic33FJ128MC506,it is the most important controller in the system. The peripheral circuit can realize temperature detection and temperature control. The basic function such as status display, function setting.And adopted the high precision analog-to-digital converter MAX6674 through potential of thermocouple are collected and amplified,Then after a linear calculation temperature display on the LCD screen.The PIC microcontroller C language program is developed by MPLAB tools to write.And it can test and control the temperature, display and button state the function of the input.What is more，the software part combines the advanced fuzzy control theory，and it can Write a fuzzy control algorithm will greatly increase the ability of electric water heater temperature control with the theory. The design of the heat type intelligent temperature control water heater in performance compared to the past water heater performance will be even more superior.It is fast to heat up, the obvious advantages of intelligent temperature control.And to reduce the power loss at the same time, the security of green environmental protection and can do.And it will be more convenient, also brought real benefits to the user.

Key words：thermocouple；fuzzy control；dspic33FJ128MC506；

目 录

1绪论 - 1 -

1.1 选题的目的及意义 - 1 -

1.2 即热式电热水器现状和发展方向 - 1 -

1.3论文的研究内容及计划 - 2 -

2热水器系统的总体设计 - 3 -

2.1热水器系统的设计方向 - 3 -

2.2 热水器系统的总体方案设计 - 4 -

3 系统组成 - 5 -

3.1 硬件部分的设计 - 5 -

3.1.1 主要控制元件的选择 - 5 -

3.1.2测温电路 - 7 -

3.1.3 水位检测电路 - 8 -

3.1.4 加热及过零检测电路 - 9 -

3.1.5报警电路 - 10 -

3.1.6 键盘设计和显示电路 - 10 -

3.1.7 供电电路 - 13 -

3.2 软件部分的设计 - 13 -

3.2.1主程序流程图 - 14 -

3.2.2温度显示子程序 - 14 -

3.2.3 按键扫描处理子程序 - 15 -

4 PID控制部分 - 16 -

4.1 PID控制概论 - 17 -

4.2 PID调节器的参数工程整定 - 17 -

4.2.1 PID调节原理 - 17 -

4.2.2 PID调节器的参数整定方法 - 18 -

总结 - 20 -

致 谢 - 21 -

参考文献 - 22 -

1 绪论

电热水器自从其问世以来以其明显的安全，无污染，使用方便等优点一直被受青睐。而近年来即热式电热水器更是因其加热省时，智能控温又节电的优点迅速占领了电热水器的各大市场。目前市场上销售最好，老百姓用得最多的即热式电热水器大多由海尔和AO史密斯两家公司生产。主要类型有两种：连续水流式和储水式。但是这两种即热式电热水器又各所短。前者功率大，后者精度低功能又很单一。但是如果能将PIC单片机作为控制核心用在电热水器的研发上，那么生产出来的即热式电热水器既结合这两种电热水器的优点，又能规避其缺点。这样的改造将使电热水器的性能得到大幅提高，使用也将更方便，给用户带来真正的实惠。

1.1 选题的目的及意义

传统的即热式电热水器的数据采集控制系统，大都采用传统的PID控制算法来调节加热功率以达到控制温度的效果。因其历史长久，PID控制仍是目前在工业生产控制中应用最为广泛的控制技术之一，且占有主导地位，虽PID控制技术在解决一些复杂的、非线性的、时变的、迟滞的被控对象方面控制效果不太理想，但PID控制凭着它自身的优点仍然是应用最广泛的基本控制方式之一，占领了大半个工业过程控制算法。但需要注意的是，PID参数的整定难度较大且较为专业化，当系统受外界干扰控制条件改变后，参数需要重新整定。

本设计采用的亦是传统的PID控制，PID参数的工程整定方法采用的是动态特性参数法，过程简易方便。

1.2 即热式电热水器现状和发展方向

市场上的绝大多数即热式电热水器，构成部分有这几些：加热部分、电路控制部分、启动部分、外壳部分、恒温装置、漏电保护装置，以及电源部分。它们是电热水器的器脏，任何一部分出问题都会影响到热水器整体的性能和安全。