智能加熱器的設計

王英輝（三亞學院，海南　三亞　572022）

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智能加熱器的設計

王英輝
（三亞學院，海南三亞572022）

摘要：本文采用單片機作為控制器，使用C語言編寫程序，設計了一款溫控加熱器。使用按鍵鍵盤設定溫度，能夠精確提供用戶所需要的溫度，溫度可以精確到0.1℃，同時自動感應溫度的變化，實現了溫度的最高點和最低點的智能控制。系統還具有報警系統，安全可控。

關鍵詞：AT89C51；智能；檢測

0. 引言

21世紀以來，IT技術迅速發展，人工智能、智能機器人、智能家居等領域的發展掀起一股熱潮。越來越多的企業開始關注智能控制領域，加熱器是我們生活中必不可少的用品，傳統的加熱器已不能滿足越來越現代化的生活需求，智能化溫控加熱器的發展成為一種趨勢。

1. 設計要求

加熱器控制方式分為自動和手動兩種模式，手動模式是備選模式，當自動模式出現故障時，才啟用手動模式，以確保加熱器的正常工作，減少損失。

自動模式下：將開關撥到自動位置狀態下，按總啟動按鈕，設置好用戶所需要的溫度，以及最低和最高溫度臨界值，當溫度降低到最低溫度臨界值時，加熱器自動加熱；當達到用戶設置的溫度時自動停止加熱。達到最高溫度臨界值時也自動停止加熱。加熱器具有記憶功能，下次啟動時默認設置的最低和最高溫度值。

手動模式下：將開關撥到手動位置狀態下，按總啟動按鈕，設置溫度，當溫度加熱到設置的溫度時手動按停止鍵，停止加熱。

若出現意外情況，會啟動報警系統，并自動停止一切工作，避免可能造成的危險。

2. 電路設計

2.1硬件模塊設計

本文設計采用AT89C51單片機、DS18B20溫度傳感器、顯示器、繼電器、按鍵等部件構成。DS18B20溫度傳感器負責檢測水溫，將水溫度值轉換成數字信號傳送給單片機，單片機控制和檢測傳來的溫度數據，并通過顯示器顯示當前溫度值。硬件系統框圖如圖1所示。

圖1硬件系統框圖

2.2主控模塊電路

主控模塊包括溫度元件對溫度的采集、單片機對數據的處理、數碼管對數據的顯示等，是整個電路的核心部分，控制了整個電路的走向。主控電路如圖2所示。

圖2主控電路圖

3. 軟件設計

3.1程序結構分析

程序由三大部分組成，分別是數碼管顯示模塊、溫度處理模塊、按鍵模塊。數碼管顯示模塊：由單片機控制數據，通過數碼管顯示數字。溫度數處理模塊：結合溫度傳感器對數據進行及時地分析和處理。按鍵模塊：主要是設置溫度值，程序上可以精確到小數點后一位。

在程序設計上，除了實現上面3個模塊功能，還有一個特點，設置溫度每1s進行一次檢測，實現了溫度的實時檢測。同時，把顯示器上的溫度值與最初設定的上下限溫度值進行比較。程序流程圖如圖3所示。

圖3程序流程圖

4. 仿真與調試

本文系統已經在proteus軟件進行仿真，對各個模塊分析調試，在調試中與設計要求對比，認真分析，最終各項功能都能實現。

結語

設計的自動溫控加熱器已經通過調試，可以正常工作，基本上滿足了用戶的需求，運行效果良好，溫度精確度可達到0.1℃，具有斷電保存功能。同時系統還有一個特色，就是具有報警功能，當出現意外情況時，自動啟動報警裝置，以確護用戶的安全。

參考文獻

［1］王昊.基于AT89C52的洗碗機自動控制系統設計［J］.電子設計工程，2012，20 （20）：77-79.

［2］陳中平.51單片機C語言程序設計經典實例［M］.北京：電子工業出版社，2012：20-30.

中圖分類號：TP273

文獻標識碼：A