基于單片機的智能家用熱水器控制系統(tǒng)設計

摘 要： 為實現(xiàn)對家用熱水器低成本、高性價比的控制，設計了以AT89S52單片機為核心，采用DS18B20溫度傳感器、水位監(jiān)測模塊、溫度顯示模塊以及鍵盤輸入模塊的智能家用熱水器控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對溫度的檢測、分析和處理，實現(xiàn)了對當前溫度的顯示及對加熱系統(tǒng)的控制。通過對水位的監(jiān)測，實現(xiàn)了被測系統(tǒng)水位超標的報警提示及對送水系統(tǒng)的控制。
關鍵詞： 單片機；溫度傳感器；智能熱水器；高性價比

　目前市場上的家用熱水器控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復雜、控制不方便等問題，很多控制器只具有溫度和水位的顯示功能，而不具備溫度和水位的即時控制功能。即使一些熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于不能控制加熱時間及水位而產(chǎn)生過燒，從而浪費電能[1]，甚至會引起火災等重大事故，造成人身及財產(chǎn)損失[2]。國內(nèi)在近十年對智能溫度控制系統(tǒng)進行了研究，并在一些領域得到應用，如微波爐、加熱箱、蔬菜大棚[3-5]。本文設計的系統(tǒng)可對一定容量的清水進行加熱控制，水溫可以在一定范圍內(nèi)設定，并保持設定溫度基本不變，同時具備水位檢測控制及報警功能。本系統(tǒng)成本低廉、安裝方便、運行可靠，并且在保證水溫智能可控的前提下實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的要求。
1 系統(tǒng)硬件的設計
　根據(jù)智能化及低成本需求，本系統(tǒng)的設計以AT89S52單片機為核心， DS18B20為傳感器，數(shù)碼管顯示設定溫度及當前溫度，三極管放大電路監(jiān)測水位，當水位超標時，蜂鳴器發(fā)聲報警。本系統(tǒng)硬件結構框圖、系統(tǒng)連接圖分別如圖1、圖2所示。

1.1 AT89S52單片機
　AT89S52是一個低功耗、40個管腳的高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8 KB ISP(In-System Programmable)的可反復擦寫1 000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結構，芯片內(nèi)集成了通用8 bit中央處理器和ISP Flash存儲單元。功能強大的AT89S52可為本智能家用電熱水器控制系統(tǒng)提供高性價比的解決方案。
1.2 DS18B20溫度傳感器
　DS18B20內(nèi)部結構如圖3所示，主要由64 bit光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器(TH和TL)以及配置寄存器四部分組成。