基于51單片機的智能家居溫控熱水器系統設計

楊靜

摘要：本次設計的智能家居溫控熱水器系統使用STC89C51單片機作為系統設計的核心控制和處理單元，利用溫度傳感器、和繼電器等來完成本設計。在硬件設計方面，主要有單片機最小系統及其擴展、電源電路、水溫檢測電路。包括STC89C51、DS18B20等。在軟件設計方面，采用C語言編程。

該智能電熱水器設計完善，實現方案簡單易行。采用軟件設計來控制，可以實現智能檢測水溫，水位，智能加熱，并且提高了整機的可靠性及準確性。

關鍵詞：STC89C51單片機0;DS18B20溫度檢測

1、前言

本項目的目的是基于人們對現代家庭舒適、便利、安全以及多元化信息服務的需要，基于STC89C51單片機設計具有智能特征的電熱水器控制器。

選用STC89C51單片機作為控制芯片，就是為了實現電熱水器的智能化，持續穩定的熱水供應，自動斷電的安全功能，使人們生活中能放心享受，利于人們的身體健康，其務實性能快速滿足人們對現代生活快節奏的需求。

2、基于51單片機的智能家居溫控熱水器系統設計

STC89C51采用+5V電源供電，經穩壓芯片輸出+5V電壓。由于單片機容易受外界環境干擾，因此要求供電電源單獨設計制作。單片機硬件部分由單片機最小系統配以按鍵、顯示器件構成。限于單片機型號采用12MHz晶振和兩個30μF陶瓷平衡電容組成振蕩電路。為使硬件具有通用性，復位電路采用上電與按鍵復位結合設計，獨立式按鍵通過P1口掃描查詢，分別執行設置、加、減、確定功能。系統還有紅外遙控的功能，可以通過紅外遙控器遠距離控制熱水器的工作，提高了系統的安全性。

系統工作時，首先檢測功能按鍵，進行溫度范圍設置。其次檢測加減按鍵，進行溫度范圍調節，也可以按下紅外遙控器上的按鍵操作，與主板上的按鍵功能一樣，然后運行程序，由傳感器DS18B20檢測水溫，當檢測溫度低于預設溫度下限時，開始加熱;檢測溫度高于預設溫度上限時，停止加熱。

3、硬件構成

系統的硬件系統以STC89C51單片機為核心，主要分兩部分：直流穩壓電源和智能電熱水器控制電路。直流穩壓電源由變壓器、整流橋、濾波電路、穩壓電路組成。智能電熱水器系統由時鐘電路、復位電路、報警電路、鍵盤、溫度檢測電路和顯示接口電路組成。

（1）電源電路：本項目中采用了線性工作狀態的線性集成穩壓電源。

（2）鍵盤接口電路：本項目的按鍵采用獨立式按鍵，是直接用I/O口線構成的單個按鍵電路，其特點是每個按鍵單獨占用一根I/O口線，每個按鍵的工作不會影響其它I/O口線的狀態。

（3）報警電路：當溫度超過上限是電路會報警，提示水溫過高，注意安全。

（4）溫度檢測電路：本項目采用溫度傳感器DS18B20采集電熱水器的實時溫度， 提供給STC89C51作為數據輸入。

4、結語

本文介紹了基于51單片機的智能家居溫控熱水器系統的構成與工作原理，并在努力下得到實現，驗證了設計的有效性。此項設計的實現，為電熱水器的智能化設計具有一定的參考意義。

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