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1、基于单片机的电热水器设计开题报告 湖南人文科技学院本科生毕业设计档案材料题 目：基于单片机的电热水器设计学生姓名： 学号 系 部： 专业年级: 指导教师： 湖南人文科技学院教务处制一、毕业设计开题报告书 （一） 选题的理论、实际意义:随着生活节奏的加快，人们越来越需要方便快捷的生活方式。如今，智能家电已经顺应人们的需求走进了消费者的视野。根据环境随意调节风量的空调，精确控温的冰箱,感知衣量的洗衣机，这些曾经让消费者感到功能花哨、价格昂贵的智能家电三剑客，如今却越来越受欢迎。尽管目前价格仍偏高，但其市场接受程度正在不断提高。由于价格存在较大的下调空间,智能家电的魅力将逐步凸显，家电智能化将成家电
2、市场发展的趋势。智能技术实质上是集现代微电子技术、信息技术、精密机器加工技术和传感技术等科学理论于一身的高自动化技术。这一开拓性的技术在当今家电行业占有十分重要的地位。智能技术“嫁接”于家电产品后，人们发现家电产品会“思考”、“分析”和“记忆”,并制定出“行动方案供人选择。在使用智能家电时，人们觉得自己的手无形地延长了,生活舒适度以及学习、办事的效率大幅度提高,整个社会氛围产生了革命性变化.在中国,智能技术最早被春兰集团“嫁接”于变频空调,后又应用于摩托车电喷发动机、全自动波轮和滚筒洗衣机、高能动力镍氢电池等产品上.前不久，春兰集团又将这项先进技术应用于最新推出的“梦幻”超豪华空调中，使空调与
3、人通过小小的触摸屏进行信息传递，实现“人机互动”。事实上，智能技术在家电行业具有广泛的“可嫁接性”,除空调外，彩电、冰箱、热水器，甚至手机、微波炉等小家电都不同程度地应用了此项技术。可以预见,随着时间的推移，家电行业智能化发展的趋势将越来越明显，而春兰“梦幻”超豪华空调的推出,无疑对业界加大家电产品智能技术的“嫁接”力度作了进一步的提示。市场是一个适者生存的舞台，它虽有实力的比拼,但更多的是智慧的较量。在家电领域，智慧已物化为企业的自主科研成果，并集中反映在新产品的市场竞争力上。家电智能化是时代发展的需求，智能化只是为了使用更加方便简易，功能更加完善，因而它最终能迎合人们的消费需求。与传统的生
4、活方式相比较，家电智能化可为人们带来更为惬意、轻松的生活。智能家电的简化操作，使用效率的明显提高，节约能源，提高使用安全性。在生活、工作节奏越来越快的今天，可以为人们减少家务繁琐、提高效率、节约时间，让人们有更多的时间去休息、锻炼身体、教育子女和学习。智能家电是未来生活必不可少的角色之一,它必将取得长足的发展。随着数字技术和信息技术的应用和发展，人们身在千里之外能够把家务控制在股掌之间已经不是一个憧憬，而是很有可能成为现实。拿热水器产品来讲，聪明的电脑在观察、分析、掌握我们的淋浴习惯之后，会通知电热水器中的子系统，等你回到家中之家里，你的热水器已经为你加热好了温度适宜的热水，为你冲去一天的疲惫
5、。热水器的智能化技术是基于人们对现代家庭舒适、便利,安全以及多元化信息服务的需要而逐渐发展起来的。它一直是业内人士以及新闻媒体关注的焦点，那么智能化热水器能给我们的生活带来什么改变?它都可以具备哪些实用功能呢?新一代智能型电热水器，除了具有常规功能外，还具有电脑遥控和定时预约两大特点。它全新的智能电脑控制系统,灵巧轻便的遥控器可方便地完成各种功能的操作;它特有定时预约功能,可设置使用热水的时间和温度，对热水器进行预约,到了需使用热水的时间，热水器已自动将水温加热到设置的温度，使用非常方便.而且，它还具有断电数据保护功能，来电后自动记忆并恢复到断电前的加热状态。当温度达到设定温度是自动断电；用户
6、可以根据自己的生活习惯设定水温等参数，使用起来十分方便,且经济节能.因此，智能电热水器是智能家电的一个重要标志，借助家电智能化的春风，它必将成为以后家电的必然发展趋势。（二） 研究内容：本设计以AT89S52单片机为中心，设计一个智能型家用电热水器的控制电路。1) 硬件设计: 原理图设计：包括电源模块、单片机模块、ISP在线编程接口、键盘模块、数码管及指示灯显示模块、水温、水位检测模块、报警输出模块。 PCB板设计与制作：如实验条件许可，设计并制作单面或双面PCB板。 样品制作与调试：包括元器件采购、电路焊接、通电调试、功能检测。2) 软件设计: 源程序设计：用汇编语言或C语言编写源程序。 程
7、序编译与下载：用编译器对源程序进行调试及编译，通过ISP接口将形成的二进制目标程序下载到AT89C52单片机上。 功能调试:用样品板运行程序，检查其功能是否达到设计要求。如没有达到设计要求,应修改源程序，重新编译、下载、调试，最后达到设计要求。3) 研究思路及方案:智能电热水器控制电路由时钟电路,复位电路，单片机，按键，数码管，漏电检测电路，传感器,蜂鸣器，继电器等部分组成。软件编写时,首先检测功能按键,先进行温度范围设置，其次检测加减按键，进行温度范围调节，然后运行程序，由传感器经过模数转换,检测水温，水温在小于设置范围1时,单片机控制继电器对电热水器加热。当水温超过温度设置范围1时，单片机
8、控制继电器断电,停止加热.当温度超过99时，蜂鸣器报警.以上查询功能由比较电路指令完成。（三） 研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法：1. 文献索引法:利用学校图书馆资料和文献及相关论文对相关系统进行研究，为设计和实现本设计做理论准备。2。 调查法:与身边的同学和朋友进行交流，充分考虑电热水器实现的功能，尽可能完善该功能。 技术路线及实验方案:1、技术路线（1） 单片机的选择：89C52是ATMEL公司可靠的CMOS工艺技术制造的高性能8位单片机，属于标准的MCS51的HCMOS产品。它结合了CMOS的高速和高密度技术及CMOS的低功耗特征，它基于标准的MCS51单片机体系结构和指
9、令系统，集成了时钟输出和向上或向下计数器等更多的功能。89C52内置8位中央处理单元、256字节内部数据存储器RAM、8k片内程序存储器（ROM）32个双向输入/输出（I/O）口、3个16位定时/计数器和5个两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内时钟振荡电路。此外，89C52还可工作于低功耗模式，可通过两种软件选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功能。掉电模式下，保存RAM数据,时钟振荡停止，同时停止芯片内其它功能2。由于89C51单片机成本低廉且工作可靠，所以选择89C51作为系统微处理器1。（2） 温度传感器的选择：温度检测的方法很多，有热点阻
10、，热电偶，热敏电阻，还有专门的集成测温传感器等。但本次设计温度检测采用的是数字温度传感器DS18B20进行检测，DS18B20的精度可以达到0。5以上，可以取得良好的测温效果,而且具有独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯，而且DS18B20在使用中不需要任何外围元件3，用法比较简单,使用较经济且性能也很理想. （3） 电源电路的选择：市电整流成+5v电压，由于89C52对电源要求不甚严格，市电来源方便,且经稳压管稳压也较可靠，较经济实惠。 （4） 显示器的选择：LED数码管显示器动态显示方式下，将所有位的段选线并联在起，由
11、位选线控制哪位接收字段码9.采用动态扫描显示，也就是在显示过中，轮流向各位送出字形码和相应的字位选择，同一时刻只有一位显示，其他各位熄灭. （5） 键盘的选择：独立式按键是指直接用输入端口线构成的单个按键电路，常用于需要少量几个按键的计算机控制系统。每个独立式按键单独占用一根输入端口线，各键的工作状态不会相互影响.采用轻触式独立小按钮,即实用又方便。 （6） 驱动及加热控制电路的选择:通过一个继电器驱动，采用可控硅控制功率，能经受较高的功率，所以可以设置较多的档位,成本大大降低可靠性较高，而且电路简单。 以市电作为单片机的电源，通过按键输入我们所需求的温度，用温度传感器来检测水温，LED显示我
12、们输入的温度值和水的目前温度值,利用单片机控制加热电路,来实现对水的加热，当温度达到我们所需求的温度时，蜂鸣器自动报警2、电路板的制作及仿真采用Multisim软件参见文献11，对电路原理、硬件进行仿真;用Protel DXP参见文献12完成原理图和PCB图，进行制板,再进行电路板的焊接.3、电路的调试电源的的调试之前，一定要仔细检查电路，确认无误后，才进行通电调试。可行性分析：1. 硬件、软件可行性从所采用的技术方案角度来看,本设计硬件部分使用,包括:温度传感器、电容、LED、数码管、继电器、光耦等,它们都是常用的电子器件，硬件是可行的；软件设计部分采用的是Protel DXP软件进行制图，
13、通过Multisim进行仿真，因此，技术方面是绝对可行的。2. 理论可行思路可行，涉及到的理论知识包括：电源电路、复位电路、数码管的显示等都是在电子技术模拟/数字电路所学的知识,都是有依据的，所以设计思路是可行的。3. 法律可行性本系统完全由作者开发研究，没有任何侵权的行为，不会与第三方产生纠纷.所以本系统在法律上具有可行性。（四） 进度安排和采取的主要措施：1选题任务书下达时间为2012年11月25日,本人在这天完成选题，并通过设计完成课题的选择。 2.开题开题时间为2013年3月2日，在2012年11月25日到3月2日之前熟悉整个开题流程并想好设计的基本思路，并于3月2日完成开题报告。3.
14、论文撰写指导本人于4月份开始论文的撰写，并在2013年4月10日上交毕业设计第一稿,中期检查的时间：2013年4月初，本人在4月10日到5月进行毕业设计第二稿的撰写,并于2013年5月5日上交，之后再不断完善,最后定稿的时间为2013年5月28日。并在老师的指导下不断完善论文的设计，在规定的时间内完成任务。4. 毕业答辩于2013年5月份进行毕业答辩，专业系答辩委员会须对所有论文进行终审，确定终评成绩。（五） 主要参考文献: 1 肖洪兵.跟我学用单片机M. 北京:北京航空航天大学出版社，2009。8: 34 36. 2 http：/baike.baidu。com/view/4879622。ht
15、m23 王俊杰。基于89C51单片机的太阳能热水器智能控制器的设计J.郑州轻工业学院学报， 2005,（3):126-131. 4 梁家海。基于MCS51系列单片机的并发式显示系统的设计。钦州学院学报2006，6。5 鲍文胜。基于单片机的太阳能热水器控制系统研究J。青岛理工大学学报, 20076 张毅刚等.MCS-51单片机应用设计第4版M,哈尔滨工业大学出版社,2007,06. 7 张景文,王震宏,高为浪，李桂花.基于单片机的太阳能热水器智能控制系统J.西华大学学报(自然科学版), 2008,5(6)。 8 张榜英。基于AT89S52单片机的太阳能热水器控制系统设计J。吉首大学学报 （自然科
16、学版), 2010,2.9 舒易茂，李斌。基于89C52单片机的太阳能热水器智能控制系统J。科技信息, 2010,9，(9)：3336。 10 IEEE Design Automation Standard Committee，EEE Standard Hardware Description Language based on Verilog Hardware Description Language，IEEE 1996。11 ModelSim EE/PLUS Reference Manual，Version 5 Model Technology Incorporated.12 Meehan
17、 Joanne,Muir Lindseys in Merseyside SMEs：Benefits and barriersJ. TQM Journal. 2008.（六）毕业设计开题指导意见:(对选题的评价、研究方案的设计及开题指导意见）课 题基于单片机的电热水器设计作者姓名付艳辉所属系、专业、年级通信与控制工程系电子信息工程2009级开题时间2013。3。02预计字数1万字指导教师意见： 指导教师（签名)：年 月 日指导小组意见： 负责人签名: 年 月 日二、毕业设计成绩评审表（一)指导教师评审用表评价项目评价内容满分指导教师评 分选题质量2001选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求
18、502题目的难易度503题目工作量504题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度5能力水平80%05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度)1006应用文献资料的能力507实验（设计）能力1008计算能力(数据运算与处理能力等)509外文应用能力510计算机应用能力511对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力）1012插图（或图纸）质量513撰写水平1014实用性与科学性515规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等）516创见性（只分“有或“无” )5总评分：_ 成绩等级:_指导教师评定意见: 指导教师签名： 年 月 日注:1.评定成绩分为优秀、良好、中
19、等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等,6069为及格，60分以下为不及格；2。此表用于指导教师对毕业设计成绩的评定。（二）评阅教师评审用表评价项目评价内容满分评阅教师评 分选题质量2001选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求502题目的难易度503题目工作量504题目与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度5能力水平80%05综合运用知识的能力（涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）1006应用文献资料的能力507实验（设计)能力1008计算能力（数据运算与处理能力等）509外文应用能力510计算机应用能力511对实验结果的分析能力（或综合分
20、析能力、技术经济分析能力）1012插图(或图纸)质量513撰写水平1014实用性与科学性515规范化程度（设计栏目合理、SI制的使用等）516创见性（只分“有”或“无” ）5总评分：_ 成绩等级：_评阅教师评阅意见： 评阅教师签名： 年 月 日 注:1。评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等，6069为及格，60分以下为不及格；2。此表用于评阅教师或专家对毕业设计成绩的评阅。三、毕业设计答辩记录表答 辩 会 议 纪 要 时 间地 点答辩主持人职称职务答辩小组成员姓 名职称（职务）姓 名职称(职务）答辩中提出的主要问题及问题的简要情况记录： 记 录 人： 年 月 日答辩小组意见评语: 评定等级： 答辩负责人签名： 年 月 日 专业系毕业设计工作领导小组意见评语： 最终评定成绩等级： （公章）负责人签名:年 月 日 注:毕业设计最终评定成绩根据指导教师评定成绩、评阅教师评定成绩和答辩小组评定成绩综合评定。