摘 要

基于单片机控制的快热式家用电热水器控制器的设计能够将水温通过加热系统达到设定档位的温度，并通过温度检测用数码管将当前水温显示出来。为了防止超温和干烧等现象加入了蜂鸣报警、熔断丝的保护，从而保证系统的安全。

本设计硬件部分是以单片机为核心，加上温度检测、加热控制、按键输入、显示电路、报警电路等几个方面来实现设计方案 。在本次设计中，主控芯片采用AT89S52，温度检测采用DS18S20数字温度传感器，加热控制部分的设计，则是用双向可控硅来控制。单片机可以利用光耦给晶闸管发送触发信号，控制晶闸管的导通角，进而控制电热丝的加热功率。为了更加安全可靠地关断加热电源，电路中使用了继电器来控制加热电源。

软件部分则采用了模块化的设计方法，分为主程序、温度测试、加热控制、显示子程序、键盘子程序和初始化子程序等几部分。

关键词：单片机；温度；控制；加热；热水器

Design of electric tankless water heater controller

ABSTRACT

The design of electric tankless water heater controller based on SCM (Single Chip Microcomputer) can make the water temperature reach the setting temperature by heating system. Besides, the current water temperature will be displayed on the digital tube through the temperature detection system. In order to ensure the safety of system, the buzzer and the fuse will be used to prevent over temperature and dry burning.

The part of hardware is based on SCM and supported by temperature detection system, heating control system, key inputting system and display system. AT89S52 SCM is selected as control CPU. The DS18S20 mathematical temperature sensor is used for temperature detection system. The design of the control part of the heating system uses a bidirectional thyristor to control. The MCU can use optocoupler for thyristor trigger signal is sent to control thyristor conduction angle, so as to control the heating power of the electric heating wire. In order to be more safe and reliable off the heating power, the circuit uses the relay to control the heating power.

Software is designed in module. It is divided into main program, the temperature test, heating control, display routines, keyboard subroutine, and initialization subroutine.

Key words: Microcontroller; temperature; control; heating; water heater

目 录

1.前 言 1

1.1课题研究的目的和意义 1

1.2 国内外发展情况 2

1.3 课题研究的内容和要求 3

2.设计方案 4

2.1 单片机的选择 4

2.2温度检测传感器的选择 5

2.3 驱动及加热控制电路的选择 5

2.4电源电路的选择 5

2.5 LED数码管显示方式的选择 6

2.6按键的选择 6

3.系统硬件电路设计 7

3.1单片机最小系统 7

3.2 温度传感器 8

3.3电源电路 10

3.4 加热控制驱动电路 11

3．5过零检测电路 14

3.6 显示电路 15

3.7按键输入电路 17

3.8 报警器驱动电路 18

4.系统的软件设计 19

4.1主程序流程图 19

4.2按键扫描子程序流程图 20

4.3加热控制子程序流程图 21

4.4过零检测程序流程图和可控硅触发信号控制程序流程图 22

4.5温度检测流程图 23

5．硬件和软件综合调试及性能分析 24

结 论 25

致 谢 26

参考文献 27

附录 28

附录1 快热式家用电热水器系统原理图 28

附录2 快热式家用电热水器系统程序 29

1.前 言

1.1课题研究的目的和意义

快热式家用电热水器的出现，标志着热水器领域发展的一次巨大进步。它弥补了其他热水器的不足，具有环保安全、节能省电、使用方便，可随时调节水温等优点，将成为传统型热水器的替代产品。再加上因为它具有比普通电热水器更为可观的经济效益越来越受到广大家电生产厂家以及用户的青睐。

快热式家用电热水器主要有以下五大优点：

（1）、节能省电。快热式电热水器因为不需要贮水提前加热，需要多少热水就加热多少水，所以就没有了预热时的热能量散失，也没有贮水式热水器多加热的未用的剩余热水的能量消耗，真正做到了节能省电省水。

（2）、体积小巧，安装方便，节省空间。快热式电热水器在设计上不需要体大笨重的内胆贮水箱和保温层，大多体积小，重量轻，且易安装，节省空间、节省材料。

（3）、节约时间。由于快热式电热水器的功率普遍较大，所以在打开水龙头的数秒钟内便可有温度适宜的热水供应，快捷方便，满足如今现代人快节奏的生活需求，最重要的是节省了许多的时间。

（4）、环保安全。安全问题无疑是消费者在选择热水器是最为在意的问题。快热式电热水器为了充分保证消费者的应用安全有十大智能安全保护

①、国家标准防电墙；

②、互感漏电保护装置；

③、防干烧保护装置；

④、防超压保护装置；