智能加熱器的設(shè)計(jì)

王英輝（三亞學(xué)院，海南　三亞　572022）

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智能加熱器的設(shè)計(jì)

王英輝
（三亞學(xué)院，海南三亞572022）

摘要：本文采用單片機(jī)作為控制器，使用C語言編寫程序，設(shè)計(jì)了一款溫控加熱器。使用按鍵鍵盤設(shè)定溫度，能夠精確提供用戶所需要的溫度，溫度可以精確到0.1℃，同時(shí)自動(dòng)感應(yīng)溫度的變化，實(shí)現(xiàn)了溫度的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的智能控制。系統(tǒng)還具有報(bào)警系統(tǒng)，安全可控。

關(guān)鍵詞：AT89C51；智能；檢測(cè)

0. 引言

21世紀(jì)以來，IT技術(shù)迅速發(fā)展，人工智能、智能機(jī)器人、智能家居等領(lǐng)域的發(fā)展掀起一股熱潮。越來越多的企業(yè)開始關(guān)注智能控制領(lǐng)域，加熱器是我們生活中必不可少的用品，傳統(tǒng)的加熱器已不能滿足越來越現(xiàn)代化的生活需求，智能化溫控加熱器的發(fā)展成為一種趨勢(shì)。

1. 設(shè)計(jì)要求

加熱器控制方式分為自動(dòng)和手動(dòng)兩種模式，手動(dòng)模式是備選模式，當(dāng)自動(dòng)模式出現(xiàn)故障時(shí)，才啟用手動(dòng)模式，以確保加熱器的正常工作，減少損失。

自動(dòng)模式下：將開關(guān)撥到自動(dòng)位置狀態(tài)下，按總啟動(dòng)按鈕，設(shè)置好用戶所需要的溫度，以及最低和最高溫度臨界值，當(dāng)溫度降低到最低溫度臨界值時(shí)，加熱器自動(dòng)加熱；當(dāng)達(dá)到用戶設(shè)置的溫度時(shí)自動(dòng)停止加熱。達(dá)到最高溫度臨界值時(shí)也自動(dòng)停止加熱。加熱器具有記憶功能，下次啟動(dòng)時(shí)默認(rèn)設(shè)置的最低和最高溫度值。

手動(dòng)模式下：將開關(guān)撥到手動(dòng)位置狀態(tài)下，按總啟動(dòng)按鈕，設(shè)置溫度，當(dāng)溫度加熱到設(shè)置的溫度時(shí)手動(dòng)按停止鍵，停止加熱。

若出現(xiàn)意外情況，會(huì)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，并自動(dòng)停止一切工作，避免可能造成的危險(xiǎn)。

2. 電路設(shè)計(jì)

2.1硬件模塊設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)采用AT89C51單片機(jī)、DS18B20溫度傳感器、顯示器、繼電器、按鍵等部件構(gòu)成。DS18B20溫度傳感器負(fù)責(zé)檢測(cè)水溫，將水溫度值轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)傳送給單片機(jī)，單片機(jī)控制和檢測(cè)傳來的溫度數(shù)據(jù)，并通過顯示器顯示當(dāng)前溫度值。硬件系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1硬件系統(tǒng)框圖

2.2主控模塊電路

主控模塊包括溫度元件對(duì)溫度的采集、單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的處理、數(shù)碼管對(duì)數(shù)據(jù)的顯示等，是整個(gè)電路的核心部分，控制了整個(gè)電路的走向。主控電路如圖2所示。

圖2主控電路圖

3. 軟件設(shè)計(jì)

3.1程序結(jié)構(gòu)分析

程序由三大部分組成，分別是數(shù)碼管顯示模塊、溫度處理模塊、按鍵模塊。數(shù)碼管顯示模塊：由單片機(jī)控制數(shù)據(jù)，通過數(shù)碼管顯示數(shù)字。溫度數(shù)處理模塊：結(jié)合溫度傳感器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)地分析和處理。按鍵模塊：主要是設(shè)置溫度值，程序上可以精確到小數(shù)點(diǎn)后一位。

在程序設(shè)計(jì)上，除了實(shí)現(xiàn)上面3個(gè)模塊功能，還有一個(gè)特點(diǎn)，設(shè)置溫度每1s進(jìn)行一次檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)。同時(shí)，把顯示器上的溫度值與最初設(shè)定的上下限溫度值進(jìn)行比較。程序流程圖如圖3所示。

圖3程序流程圖

4. 仿真與調(diào)試

本文系統(tǒng)已經(jīng)在proteus軟件進(jìn)行仿真，對(duì)各個(gè)模塊分析調(diào)試，在調(diào)試中與設(shè)計(jì)要求對(duì)比，認(rèn)真分析，最終各項(xiàng)功能都能實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語

設(shè)計(jì)的自動(dòng)溫控加熱器已經(jīng)通過調(diào)試，可以正常工作，基本上滿足了用戶的需求，運(yùn)行效果良好，溫度精確度可達(dá)到0.1℃，具有斷電保存功能。同時(shí)系統(tǒng)還有一個(gè)特色，就是具有報(bào)警功能，當(dāng)出現(xiàn)意外情況時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)報(bào)警裝置，以確護(hù)用戶的安全。

參考文獻(xiàn)

［1］王昊.基于AT89C52的洗碗機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2012，20 （20）：77-79.

［2］陳中平.51單片機(jī)C語言程序設(shè)計(jì)經(jīng)典實(shí)例［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2012：20-30.

中圖分類號(hào)：TP273

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A