1。2  研究意义

当前，热水器已经成为日常生活中不可缺少的家用电器，设计制造更实用、更方便、更安全、更节能的热水器是产品设计师和生产厂家不断追求的目标，它具有体积小，使用安全，安装方便等优点。如今我国电热水器市场增长势头强劲，其产品质量、技术水平、服务规范将不断提升，价格也不断下降。加上全国电网的改造、电的普及、电价的大幅度下调，以及用电设施的改善，均为电热水器的迅速普及提供了便利的条件。尤其三峡工程的建设、核电站的建设，更是为电热水器的推广和普及起到了助推剂的作用。家用电热水器的问世是家用电热水器具领域一次新的进步，它具有使用安全、卫生、不受水压限制，随时可供热水，水温易调节等优点，弥补了其它热水器的不足，属传统型热水器的替代产品，是家庭、公用住宅、小型饭店、宾馆理想的配套服务设施。随着气价的上涨，电价的不断下降。因此电热水器越来越受到消费者的青睐。相信今后几年中我国电热水器市场仍将会呈现强劲增长势头。

2  系统总体方案设计

设计一款家用电热水器，可以进行水温加热及检测，并对低水位进行报警。系统硬件电路由水温加热、水温水位检测及报警电路组成，利用LED显示当前水温和设定水温。

2。1  系统设计要求

该系统利用DS18B20温度传感器完成温度检测并送入AT89C51单片机中，单片机将采集到的温度数值与阵型键盘所设定的温度数值进行比较判断，根据结果，通过MOC3041光耦合器对加热器进行开断操作，同时将温度数值实时显示在LED显示器上，并检测水位，通过ADC0832模数转换器进行报警。该设计要达到的要求有：

(1）水温检测及加热范围为0-99℃

(2）初始设定温度为60℃，可在阵型键盘上重新设定，并设置“确定”、“取消”按键

(3）水温低于设定温度时触发加热电路

(4）当储水箱水位过低时触发蜂鸣器报警系统

2。2  系统框图

电热水器控制系统电路由单片机、阵型键盘、LED显示器、传感器、光耦合器等组成。

图2。2  家用电热水器系统组成框图

3  系统元器件介绍论文网

3。1  AT89C51单片机

AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。其带有2K字节闪存可编程可擦除只读存储器，单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

图3。1。1  AT89C51逻辑引脚图

VCC：供电电压。

GND：接地。

P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。

P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。