1。2 国内外研究状况、成果

1。3 研究设想与实验设计

在研究本设计的时候，我们主要围绕控制系统的三大功能模块为设计目标。 主要核心为水位控制模块、温度检测模块以及水位报警模块这三个。控制系统以 低功耗的 STC89C51 单片机为主，将三大模块串通起来并掌管着其间的信息交换。

智能热水器控制系统使用 STC89C51 单片机作为设计基础，电源电压值是+5V。 单片机部分包含单片机最小系统、显示部件及按键模块等。其中本设计中的按键 模块分别执行设置功能、加法功能、减法功能以及确定功能。文献综述

本系统的硬件电路分别由水位检测模块、继电器驱动模块、蜂鸣报警模块、 键盘模块等组成。在本实验中，核心芯片为 STC89C51，使用 DS18B20 传感器采 集温度，对于整个热水器的加热与升温则是继电器模块来控制的，另外使用蜂鸣 器与 LED 灯组成蜂鸣驱动模块。

当智能热水器控制系统开始工作时，首先运行初始设置的温度值。然后检测 加减按钮是否可以进行温度调节，最后运行功能。我们利用传感器 DS18B20 检测 热水器水的温度值，如果检测到的温度值低于保留温度极限，则加热继电器指示 灯亮起，加热功能开启；反之，测出的温度值超出预约时的上限温度值，则自动 跳出加热功能。若有用户有预约需要，则可以启动预约加热功能[1]。

2 总硬件系统设计

2。1 设计方案

虽然近些年用户对家电智能化的需求越来越大，但是现在的热水器市场仍处 于两极化趋势，其一为功能简单、非智能化的低价热水器，其二为性能齐全，控 制系统智能化却价格高昂。尽管如此，智能热水器依然成为必然趋势。在本设计 中，采用了 STC89C51 单片机，利用了其功效极强的实时控制以及全面控制的指 令系统功能。 并且单片机可对 I/O 口可以直接进行输入及输出操作、数据逻辑计 算，较强的处理能力可以解决从简到杂的各项控制系统任务。单片机因其可观的 实用性，相比同类型更超值的性价比，是嵌入式运用器件的不二选择[2]。

在总设计方案中，以 STC89C51 单片机为主，同时由温度传感器 DS18B20、 水温检测电路、水位控制电路、报警电路等模块完成了热水器智能化的设计要求。

主要功能：

（1）选用 LCD1602 液晶，可读出当前水温、预约时间及上下限水位温度示 值。

（2）水位控制功能。当热水器实际水位少于设置水位下限值时，加水功能开 启；当实际水位达到了设置的上限水位值时，会立刻停止加水。

（3）温度设置范围为 0～99℃，精度为±1℃。若测出的水温低于设置的下限 温度值时，加热功能开启；若测得的水温达到设置的上限温度值时，会立刻停止 加热。

（4）预约功能（默认无预约功能），预约的时间范围为 0~999 分钟。

（5）按键模块。分别执行设置、加、减、确定功能。

（6）红外遥控功能。

2。2 STC89C51 功能及特性介绍

STC89C51 单片机是 STC89C51RC 系列中 8 位单片机处理芯片中的一款，其 最高工作时钟频率为 80MHz。有着超出其他芯片的性能，且损耗值很少。用户可以 运用 PC 端口把需要的相关程序代码直接拷入单片机芯片，这样省去了编码器的使 用，且十分的方便快捷。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

STC89C51 单片机因为其强大的性能和较高的灵活性，所以被选为智能热水器 控制系统的主要控制芯片。

STC89C51 功能介绍：

1、兼容 MCS-51 产品指令系统 2、4k 字节 Flash