摘 要

本课题要求出设计基于单片机的具有儿童靠近报警功能的电热水器。现在几乎每一个家庭都在使用电热水器，给人们的生活带来便利的同时也带来了不可忽视的电器使用安全问题。本设计是对热水器智能化设计和安全性的改良，不仅可以丰富它的使用功能，更具有保护人体的安全保障。

本文研究分析了目前基于单片机的电热水壶控制系统的设计以及人体靠近报警传感器的种类，决定采用以AT89C52单片机为电热水器的控制核心，DS18B20为其中的温度传感器，热释电红外传感器用于检测人体靠近，作为系统主要模块，设计出一款电热水器。其控制系统通过加热控制端对水进行加热，运用温度传感器DS18B20对水的温度进行采样，然后送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LED显示，并可实现对水温度的控制。当达到或超过设定的水温，或者水温大于60℃时红外传感器接受到人体靠近信号，可加热控制端自动断电和报警。经过不断的调试与仿真，该电热水器可实现上述全部功能，使用安全且方便。

关键词：电热水器；AT89C52； DS18B20；红外传感器PIR

Abstract

This paper requires an electric water heater having children near alarm function design based on single chip. In recent years, electric water heaters in China has entered the household, bringing convenience to people's lives, it also takes the use of electrical appliances can not be ignored safety issues. The design is intelligent design and improved food security, not only can enrich its use function, but also has the protection of human security.

This paper analyzes the microcontroller-based electric kettle control system design and the type of alarm sensors near the body, we decided to AT89C52 microcontroller core, and temperature sensor DS18B20 temperature detection module, and pyroelectric infrared sensor for detecting infrared body alarm the main module of the system, design a water heater. Its control system through the end of the heating control to heat water, use of temperature sensors DS18B20 temperature of the water is sampled, and then into the microcontroller system, after computer processing, combined with the keyboard controls to achieve LED display can achieve the water temperature control. When reached or exceeded the set temperature, or more than 60 ℃ temperature sensor receives infrared signals near the body, it can be heated and automatic power control terminal alarm. After continuous debugging and simulation, the electric water heater can achieve all of the above features, the use of safe and convenient.

Key Words: Electric water-heater；AT89C52； DS18B20；PIR

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 研究目的及意义 1

1.3 国内外现状 1

1.4 研究的基本内容及目标 2

第2章 总体方案设计 3

2.1 总体设计思路 3

2.2 proteus与keli 4

第3章 硬件系统的设计 5

3.1 AT89C52功能特点介绍 5

3.2 温度检测模块的设计 6

3.2.1 温度传感器DS18B20 6

3.2.2 温度检测电路 7

3.3 键盘及LED显示电路的设计 8

3.3.1 LED数码管介绍 8

3.3.2 按键和显示电路 9

3.4 报警电路的设计 10

3.4.1 热释电红外传感器的简介 10

3.4.2 超温报警与红外报警工作原理 11

3.5 加热控制电路 12

3.6 其他电路模块 13

3.6.1 时钟电路 13

3.6.2 复位电路 13

第4章 软件系统的设计 14

4.1 主程序流程 14

4.2 DS18B20测温流程 15

4.3 按键扫描子程序流程 16

4.4 显示子程序流程 16

4.5 标志位判断流程 17

第5章 仿真与调试 18

第6章 结论 20

参考文献 21

附录A 程序代码 22

附录B 电路原理总图 31

致 谢 32

第1章 绪论

1.1 课题背景

我的毕业设计课题是《具有儿童靠近报警功能的电热水器设计》。电热水壶是属于日用小电器，虽然它在中国被使用的时间和西方国家相比而言比较短暂，但是发展的速度却是非常快速。在我们中国国内工厂中，很早就开始生产电热水壶了，但这个产品主要被出口到国外。电热水壶有以下几个优点：加热快捷、节省电能、结构简单、操作便捷、安全环保、使用年限较长等。最近10年来，电热水壶在国内市场开始迅速增长，几乎家家户户都在使用电热水壶。随着广大消费者对家用电产品要求的不断提高，现有电热水壶的各方面远远不能让他们满意。现在市面上的电热水壶存在着很多安全方面的问题，如漏电，环保，儿童误伤等一系列问题，近年来电热水器经常出现漏电伤人，烫伤儿童甚至致死事件，因此其安全性一直为消费者所关注。

1.2 研究目的及意义

在目前基于单片机的电热水壶控制系统的设计中，从控制方法上为两种：一种是采用时间控制，在额定的电压下，加热管或加热盘在开始工作后的固定时间自动断电，市面上的某家电热水壶生产厂家即选择的这种控制电路，总体结构简单，成本低下，但不能做到到精确控制水温，不能满足现代人们的日常需求；另一种控制系统采用温度控制，其通过检测水的温度并对系统控制的机制能良好的实现对水温度实时检测的要求，并在温度达到要求数值时切断加热电路。

但是这两种电热水壶都远远跟不上现在消费者对追求生活的舒适、便利、安全的脚步，所以对热水器安全性的改良和智能化设计是大势所趋。本选题目的是基于人们对现代家庭舒适、便利、安全的需要设计出一款经济可靠，精确实现控制的安全电热水器的设计。在充分借鉴前人研究成果的基础上，兼顾目前一些电热水控制系统存在的问题，实现了对电热水壶内的水温实时显示和达到设定温度后的自动切断加热电路并报警提示，具有儿童靠近报警功能。

1.3 国内外现状

电热水壶自从1922年出现到现在，前前后后总共经历了5个发展阶段。到21世纪初，由于工厂设计技术和相关生产工艺水平的大幅度提升，电热水壶终于借着科学技术的发展开始大批量生产并进入千家万户，成为现代社会中必不可少的生活小家电。