电热水壶系统设计
课程设计报告
课程名称微机控制技术
设计题目电热水壶系统设计
专业班级
姓名
学号
指导教师
起止时间2010.12.27~2011.01.07
电气与信息学院
课程设计考核和成绩评定办法
1．课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面，给出各项权重，综合评定。该设计考核教研室主任审核，主管院长审批备案。2．成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。
3．参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。
4．课程设计结束一周内，指导教师提交成绩和设计总结。
5．设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。
课程设计报告内容
课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。
注：
1．课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生，设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。
2．为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用A4纸打印（正文采用宋体五号字）或手写。
10/11学年第一学期
微机控制技术课程设计任务书
指导教师：刘文洲蔡长青班级：自动0741.2 地点：1708、1709教室
课程设计题目：温控水壶模拟装置
一、课程设计目的
本课程设计的目的在于培养学生运用已学的微机控制技术的基础知识和基本理论，加以综合运用，进行微机控制系统设计的初等训练，掌握运用微机控制技术的原理、设计内容和设计步骤，为从事相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。
二、课程设计内容（包括技术指标）
1．对于常规的电热水壶，只要接通电源，就开始加热，直到水沸腾后通过蒸汽来产生声音报警。这种设计有下面几个方面的不足：
1)如水壶中没水，电源误接通时也会一直加热，容易引起事故。
2)当只需要加热到沸点以下某一温度时，不能及时给出声音报警信号。
3)当水加热沸腾后不能自动停止工作。
针对以上不足，在本设计方案中，用MC-51单片机作为控制芯片，管理整个电热水壶的工作情况，构成了一个闭环控制系统，而且增加了三个按键和六位数码管显示。它的工作情况和常规的热水壶相比，有下面几个方面的特点：
1)有三个按键，可用来设置希望加热到的温度即报警的温度。上电复位后，设置温度初值为20度，每按一下按键，温度设置值就会增加1度，整个温度设置值在20—100度之间循环。
2)这个按键还具有启动电热水壶开始工作的作用。当每次电源接通后，只有按键按下过之后，电热水壶才开始加热，这样，可以防止电源误接通时电热水壶一直加热，引发事故。
3)当加热到设置温度时，单片机会控制停止加热，并通过蜂鸣器给出声音提示。
4)三位数码管在设置温度操作时显示当前设置的温度，另三位数码管其余时间实时显示电热水壶中水的实际温度。
2．可以结合题目自己发挥，发挥部分须在所选题目的基本要求达到的前提下实现。
3．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。
三、课程设计原则
1、尽可能地满足被控对象的控制要求；
2、在满足控制的前提下，力求使控制系统简单、经济；
3、保证控制系统安全可靠；
四、课程设计步骤
1、对控制系统任务和要求作深入的调查研究，明确控制任务；
2、对多个可行方案进行比较，选出最佳方案
3、进行详细的设计与论证
4、给出理论分析与计算
5、给出系统总体框图、
6、给出核心电路原理图、
7、给出主要流程图、
8、给出程序清单及有关设计文件
9、撰写设计说明书
五、时间安排
六、基本要求
1、课程设计过程中保证出勤；
2、态度认真，积极动脑，主动工作；
3、最后按平时表现、报告质量、答辩成绩，其权重分别为0.2、0.
4、0.4综合评定成绩，分优、良、中、及、不及格五个等级。
摘要
本系统设计介绍了MCS-51系列单片机为控制芯片，对电热水壶工作进行控制的方法。通过电加热电路对水进行加热，并对水的温度进行采样，采样信号通过ADC0809将数字量送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LED显示，并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统。
关键词
电热水壶单片机加热电路报警装置
Abstract:
This system describes the MCS-51 series microcontroller to control the chip, the electric kettle control methods work. Through the electrical heating circuit for heating the water, and the temperature of the water sampling, sample the digital signal is sent through the ADC0809 SCM system, the computer processing, the control achieved with the keyboard LED display, and can realize the control of water temperature And over temperature alarm system.
Key words:kettle scm heating circuit alarm
目录
1 引言 (1)
1.1热水壶工作原理 (1)
1.2热水壶的工作情况 (1)
2 电热水壶控制系统的硬件设计 (2)
2.1MCS-51单片机控制的总体介绍 (2)
2.2温度检测电路和A/D转换器的电路 (2)
2.3单片机8051芯片介绍和主要电路 (5)
2.48255输出口扩展 (9)
2.5单片机的抗干扰电路 (10)
2.6键盘及显示电路 (12)
2.7加热电路和报警装置 (16)
3 系统的软件设计 (18)
3.1总的程序设计框图 (18)
3.28255的程序设计 (18)
3.3键盘和显示接口电路程序设计 (19)
4 系统调试 (24)
4.1调试的工具 (24)
4.2硬件调试 (24)
4.3软件调试 (24)
5总结 (25)
致谢 (26)
参考文献 (27)
附录一 (28)
附录二 (29)
1 引言
1.1热水壶工作原理
单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、8255芯片、地址锁存器等组成的单片机控制电路、温度检测电路、A/D转换电路、光电隔离电路、键盘及显示电路和温度加热电路。整个系统的关键电路是单片机控制电路，完成信号的输入和输出的转换，即可将温度检测电路采样的输入信号通过A/D转换器ADC0809进行处理加工后输出到显示器进行显示，并可以通过控制器控制温度，同时当水加热超过指定的温度以后，蜂鸣器工作报警。
1.2 热水壶的工作情况
对于常规的电热水壶，只要接通电源，就开始加热，直到水沸腾后通过蒸汽来产生声音报警。这种设计有下面几个方面的不足：
1)如水壶中没水，电源误接通时也会一直加热，容易引起事故。
2)当只需要加热到沸点以下某一温度时，不能及时给出声音报警信号。
3)当水加热沸腾后不能自动停止工作。
针对以上不足，在本设计方案中，用MC-51单片机作为控制芯片，管理整个电热水壶的工作情况，构成了一个闭环控制系统，而且增加了三个按键和六位数码管显示。它的工作情况和常规的热水壶相比，有下面几个方面的特点：
1)有三个按键，可用来设置希望加热到的温度即报警的温度。上电复位后，设置温度初值为20度，每按一下按键，温度设置值就会增加1度，整个温度设置值在20—100度之间循环。
2)这个按键还具有启动电热水壶开始工作的作用。当每次电源接通后，只有按键按下过之后，电热水壶才开始加热，这样，可以防止电源误接通时电热水壶一直加热，引发事故。
3)当加热到设置温度时，单片机会控制停止加热，并通过蜂鸣器给出声音提示。
4)三位数码管在设置温度操作时显示当前设置的温度，另三位数码管其余时间实时显示电热水壶中水的实际温度。
2 电热水壶控制系统的硬件设计
2.1 MCS-51单片机控制的总体介绍
硬件设计的总电路连接框图如下图：
图2.1硬件设计的总电路连接框图
单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、8255芯片、地址锁存器等组成的单片机控制电路、温度检测电路、A/D 转换电路、光电隔离电路、键盘及显示电路和温度加热电路。整个系统的关键电路是单片机控制电路，是整个控制的核心，完成信号的输入和输出的转换，即可将温度检测电路采样的输入的信号通过A/D 转换器ADC0809进行处理加工后输出到显示器进行显示，并可以通过键盘对温度进行控制，如此同时当水加热超过指定的温度以后，蜂鸣器工作报警。并对其中部分电路编制子程序，以及相应的软件设计。
2.2 温度检测电路和A/D 转换器的电路
2.2.1 AD590温度传感器的概念
AD590是一种二端式的集成温度传感器。
图2.2.1 AD590引脚图 其主要技术参数有：
1)范围为-55~+150℃。
2)电压为+4~+30V，由于AD590是一种恒流源形式的温度传感器，只需在其二端加上一定工
作电压则其输出电流随温度变化而变化，，即温度每变化1℃，其输出电流变化1μA；它以热力学温标零点作为零输出点，因此在25℃时，其输出电流为298.2μA。
3)经过激光平衡调整，AD590的校准精度可达+和-0.5℃，全温区范围线性度可达+和-0.3℃（AD590M）当其在10℃温区范围内校正后测量，精度可达+和-0.1℃，在全温区范围内
（-55~+145℃）使用，精度也可高达+、-1℃。
由于AD590是一种电流型的温度传感器，因此具有较强的抗干扰能力，适用于计算机进行远距离温度测量和控制，远距离信号传递时，可采用一般的双绞线来完成，其电阻比较大，因此不需要精密电源对其供电，长导线上的压降一般不影响测量精度；不需要温度补偿和专门的线性电路。
2.2.2 温度检测电路
图2.2.2 电源转换电路
在介绍温度检测电路之前，首先要说明一下电源转换电路。电压经过四个二极管两两导通整流滤波后，再经过电压转换芯片7805就可以将原来交流220V的电压转换成直流电压为+5V，即可以得到报警电路和温度检测电路所需要的电压值。
温度检测电路由温度传感器AD590等组成，直接输出电流1μA/K，输出电压为100mV/℃，经运算放大器LM358进行I/V转化后，再经A/D转换通道送到微处理器中，R6、R5、R2用于相互配合调节温度测量的满刻度值。
图2.2.3温度检测电路
当传感器AD590所处温区发生1℃的温度变化时，流过其所在回路的电流即产生1μA 的变化，则其输出电压的变化为：C mV K C A V ?=Ω?=?/100100*/10μ
在本系统中通过温度集成器AD590对外部-55~+150℃范围内的温度进行采样，在AD590的两端分别接地和接电源，得到一定的压差，因此会得到相应的工作电压，其输出电流会随温度变化而变化。电流1μA/K 其输出电压为100mV/℃，经运算放大器LM358进行I/V 转化后，再送入A/D 转换电路中进行模数转换，经过微处理器处理即可送到LED 显示器显示温度。
2.2.3 A/D 转换器电路原理和电路接口图
A/D 转换一般都设置在前向通道中，它将外界输入的模拟信号转换成计算机数据总线能接受的数字量。在前向通道必须配置A/D 转换电路时，首先考虑的是能否选用带有A/D 的单片机，本系统中无法选择单片机片内有A/D 部件，则必须在前向通道中配置A/D 接口。要选择好的A/D 转换器芯片，选择A/D 转换芯片的原则从转换精度、转换速度、模拟信号输入通道数以及成本、供货来源等全面考虑。选择不同的A/D 转换芯片，与单片机的接口电路要求不同，必须依芯片对控制电路的要求设置，接口电路必须满足这些要求。一般来说，A/D 转换芯片输入的模拟电压都有规定的要求，如0~+5V ，0~+10V ，0~+2V 等，因此要考虑到传感器输出信号与之匹配。
本系统中采用逐次逼近法A/D 转换器电路原理。其主要原理为：将一待转换的模拟输入信号U1n 与一个推测信号Ur 相比较，根据推测信号大于还是小于输入信号来决定增大还是减少该推测信号相等时，向D/A 转换器输入的数字就是对应模拟输入量的数字量。
其“推测”值的算法如下：使二位进制计数器中（输出锁存器）的每一位从最高位起依次置1，每接一位时，都要进行测试。若模拟输入信号U1n 小于推测信号U1，则比较器输出为零，并使该位清零；若模拟输入信号U1n 大于推测信号U1，比较器输出为1，并使该位保持位1。无论哪种情况，均应继续比较下一位，直到最末位为止。此时，D/A 转换器的数字输入即为对应模拟输入信号的数字量，将此数字输入就完成了A/D 转换过程。
1)A/D 转换器的引脚说明：
ADC0809是CMOS 集成电路8位单片A/D 转换器。
双列直插28引脚封装。片内有8路模拟开关、模拟开关的地址锁存与译码电路、比较器 、256R 电阻T 型网络、树状电子开关、逐次逼近寄存器SAR 、三态输出锁存，缓冲器、控制与时序电路等。
ADC0809引脚功能说明如下：
IN0——IN7：8路输入通道的模拟量输入端。
A 、
B 、
C 口：8路模拟开关的三位地址输入端，用来选择8路模拟输入的一路进行A/
D 转换。 AL
E ： 地址锁存允许。ALE 有效将三位地址A 、B 、C 锁存到地址锁存器中。
START ：为启动控制输入端。它与ALE 可以接在一起，当通过程序加上一个正脉冲便立即开始A/D 转换。
EOC ： 转换结束信号输出端，高电平有效。在此输出端供给一个有效信号则打开三态输出
锁存缓冲器，把转换后的结果送至外部数据线。
COLCK ：时钟输入端。CLOCK 为600kHZ 时，转换时间位100us 。
D0——D7：8位数字输出段。
Vcc: 电源输入端。
GND ：接地端。
2)A/D 转换的连接电路及应用
图2.2.4 A/D 转换的连接电路
启动时，应用写指令（使W R =1___________），并且要保证地址线P2.6=0，其端口地址为DFFFH 。ADC0809转换器将信号进行模数转换，再将数字信号传入8051进行微处理，通过LED 显示温度。在由于A/D0809具有锁存的TTL 三态输出，它的八条数据线和8051的八条数据线相连，采用线性选址法，其口地址为DFFFH 。通道地址A ，B ，C 由数据总线DB0，DB2，DB2提供。A ，B ，C 地址线上的信息由ALE 上升沿打入地址锁存器74LS373。
2.3 单片机8051芯片介绍和主要电路
2.3.1 MCS-51单片微机8051内部部件和接口电路
MCS-5单片微机8051内部包含如下部件：
8位CPU
振荡器和时钟电路
4K/8K 字节的程序存贮器。
128/256字节的数据存贮器。
可寻址外部程序存贮器和数据存贮器，各64K 字节。
二十多个特殊功能寄存器。
32线并行I/O 口。
1个全双工串行I/O 口。
2/3个16位定时器/计数器。
5/6个中断源，2个优先级。
具有位寻址功能，有较强的布尔处理能力。
图2.3.1 8051的引脚图
图2.3.2 单片机的片外总线结构图
由图2.3.2可以看到，单片机的引脚除了电源、复位、时钟接入、用户I/O 口外，其余管脚都是为了实现系统扩展而设置的。这些引脚构成了MCS-51单片机片外三总线结构：
1)地址总线（AB ）：地址总线宽度为16位，因此，其外部存储器直接寻址为64K 字节，16位地址总线由P0口经地址锁存器提供低8位地址（A0~A7）；P0口直接提供高8位地址（A8~A15）。
2)数据总线（DB ）：数据总线宽度为8位，由P0口提供。控制总线（CB ）：由四根独立控制
线RESET 、EA 、ALE 、P S E N _________
组成。
2.3.2 振荡电路和时钟电路
振荡电路和单片机内部的时钟电路一起构成了单片机的时钟方式，根据硬件不同，连接方式分为内部时钟方式和外部时钟方式。
MCS-51单片机芯片内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或陶瓷谐振器一起构
成一个自激振荡器。这是MCS-51单片机的内部时钟方式。本系统中重点讲到的是外部时钟方式。
2.3.3单片机的复位电路
1)复位电路的复位类型
通常单片机复位操作有上电复位、信号复位、运行监视复位。在本系统里主要用到的是上电复位和开关复位的组合。
2)主要复位电路
（1）上电复位和开关复位组合电路：在单片机系统设计过程中，经常会使用上电复位和手动复位，最常用的上电复位和开关复位组合电路为：
图2-3-4上电复位和开关复位组合电路
在这两种简单复位电路中，干扰容易串人复位端，在大多数情况下，不会造成单片机错误复位，但会引起内部某些寄存器错误复位。这时可在复位引脚上接一个去耦电容。如果应用现场干扰严重，或整个系统干扰严重，引起单片机复位，可采用屏蔽的办法解决，如加屏蔽网或移动位置等。
（2）在实际应用系统中，为保证复位电路可靠地工作，常将RC电路接施密特电路后再接入单片机复位端，特别适合于应用系统现场干扰大，电压波动大的工作环境。
图2.3.5抗干扰上电复位
2.3.4中断优先级
8051单片机提供了5个中断源，其中两个为中断源，由INT0、INT1输入；I/O设置中断请
求信号，或掉电故障等异常事件中断请求信号都可作为外部中断源连INT0、INT1。两个为片内的定时器/计数器溢出时产生的中断请求（用TF0、TF1做标志）；另外一个为片内串行口产生的中断请求（TI或RI）。这些中断请求源分别由MCS-51的特殊功能寄存器TCON和SCON的相应位锁存。
MCS-51的中断具有两级优先级，每一个中断源都可以通过对中断优先级寄存器IP中的相应位置或清0，高优先级中断不能被任何中断所中断。为了实现这些规定，中断系统中设有两个不可寻址的优先级状态触发器，其中一个用来指出正在服务于高优先级中断，并阻止其他所有中断的响应。另一个则指出正在服务于低优先级中断，并阻止除高优先级中断以外的其他中断的响应。
当同时接受到几个优先级相同的中断请求时，则由内部查询次序来确定响应哪一个中断请求。因此，在每一个中断级中又有第二类查询次序的中断优先级结构。处理器响应中断时，先置相应的优先级状态触发器（该触发器指出CPU开始处理的中断优先级别）然后执行一个硬件子程序的调用使控制转移查询次序如下：
1)IE0 （外中断INT0）最高优先级 0003H
2)TF0 （定时器0溢出中断） 000BH
3)IE 1 （外中断INT1） 0013H
4)TF1 （定时器1溢出中断） 001BH
5)RI+TI （串行口中断） 0023H
6)TF2+EXF2 （定时器2溢出中断）最低优先级 002BH
这种“同级内的优先级”，仅用来解决相同优先级中断源同时请求中断的情况，而不能中断正在执行的同优先级的中断。
2.3.5 74LS373地址锁存器芯片介绍
由于MCS-51单片机的P0口是分时复用的地址/数据总线,因此在进行程序存储器扩展时，必须利用地址锁存器将地址信号从地址/数据总线中分离开来。
通常,地址锁存器可使用带三态缓冲输出的八D锁存器74LS373或8282，也可以使用带清除端的八D锁存器74LS273，地址锁存信号为ALE。但用的最多的是74LS373。
图2.3.6 74LS373的结构图
当三态门的使能信号线OE为低电平时,三态门处于导通状态,允许1Q~8Q输出到OUT1~OUT8,当OE端为高电平时,输出三态门断开,输出线OUT1~OUT8处于浮空状态.G称为数据打入线,当74LS373用作地址锁存器时,首先应使三态门的使能信号OE为低电平,这时,当G输入端为高电平时,锁存器输出(1Q~8Q)状态和输入端(1D~8D)状态相同,当G端从高电平返回到低电平(下降沿)时,输入端(1D~8D)的数据锁入1Q~8Q的8位锁存器中。
当用74LS373作为地址锁存器时,它们的锁存控制端G和STB可直接与单片机的锁存控制信号端ALE相连,在ALE下降沿进行地址锁存。
2.4 8255输出口扩展
2.4.1 8255的引脚介绍
8255是可编程RAM/IO扩展器，片内有256*8位静态RAM，2个8位和1个6位可编程并行I/O接口，以及1个14位可编程定时器/计数器。还有地址锁存器和多路转换的地址/数据总线，可直接与MCS-51单片微机相连接。因此还是MCS-51应用系统最适用的扩展器件。
图2.4.1 8255的引脚图
AD0—AD7：三态地址/数据总线。连接CPU的底8位地址/数据总线。
IO/M：RAM/IO口选择信号输入端。
CS：片选信号输入端，8255为CS，低电平有效。
RD：读选通信号输入端。低电平有效。
WR：写选通信号输入段。低电平有效。
RESET：复位信号输入段。高电平有效，并初始化3个I/O口为输入方式。
PA0—PA7：A口的I/O线、I/O方向由命令字编程设定。
PB0—PB7：B口的I/O线、I/O方向由命令字编程设定。
PC0—PC7：C口的I/O线，或A口和B口的状态控制信号线。由命令字编程设定。
Vcc：+5V电源线。
Vss: 接地线。
8255片内256*8位静态RAM，在速度上与MCS-51完全匹配。当IO/M=0时，CPU对8255的
RAM进行读写，寻址范围为00H—0FFH。
2.4.2 8255与8051的外部接口电路
图2-4-2 8255与8051的外部接口电路
由上图可以看出8051通过地址锁存器与8255相连， 8255的片选信号CS及口地址选择线A0、A1分别由8051的P0.7、P0.0、P0.1经地址锁存器74LS373后提供。故8255的A、B、C口及控制口地址分别为FF7CH、FF7DH、FF7EH、FF7FH。8255的复位端与8051的复位端相连，都接到8051的复位电路上。必须根据外围设备的类型选择8255的操作方式，并在初始化程序中把相应控制字写入操作口。8255的编程如下：
各端口地址是：A口地址：FF7CH B口地址：FF7DH
C口地址：FF7EH 控制口地址：FF7FH
8255的工作方式可由CPU写入一个控制字到8255控制字寄存器来选择。方式控制字共有八位，D7位为置方式标志，有效为1，假设要求8255工作方式0，且A口作为输出，B口作为输出，C口作为输入，则可得控制字为81H。
2.5 单片机的抗干扰电路
2.5.1光电隔离抗干扰的简介
单片机测控系统的开关信号，往往是通过芯片给出的低压电流如TTL电平信号，这种电平信号一般不能直接驱动外设，而需经接口转换等手段处理后才能用于驱动设备开启或关闭，如不加隔离可能会串到测控系统中造成系统误动作或损坏：因此在接口处理中亦应包括隔离技术。
在开关量输出通道中，为防止现场强电磁干扰或工频电压会通过输出通道反串到测控系统，一般需采取通道隔离技术。最常见的隔离器件是光电隔离器。因为光信号的传送不受电场、磁场的干扰，可以有效地隔离电信号。工程上常用的隔离方法有光电隔离器、变压器、继电器和集成
组件等，而光电隔离器有独特优点得到广泛应用。
光电隔离器的种类繁多，常用的有发光二极管/光敏三极管、发光二极管/光敏复合晶体管、发光二极管/光敏电阻，发光二极管/光触发可控硅等，但从其隔离方法这一角度来看，都是一样的，即都通过电——光——电这种转换，利用“光”这一环节完成隔离功能。
2.5.2光电隔离器的原理电路
图2-5-1光电隔离器的原理电路
在图示的电路中，它是GaAs红外发光二极管和光敏三极管组成。当发光二极管有正向电流通过时，即产生人眼看不见的红外光，其光谱范围为700—1000nm。光敏三极管接收光以后便导通。而当该电流撤去时，发光二极管熄灭，三极管截止。利用这种特性即可达到开关控制的目的。由于该器件是通过电——光——电这种转换来实现对输出设备进行控制的，彼此之间没有电气连接，因而起到隔离作用，隔离电压与光电隔离器的结构有关。
2.5.3光电隔离的电路
在一般微机控制系统中，由于大都采用TTL电平，不能直接驱动发光二极管，所以通常加一个驱动区，如7406和7407等。
图2-5-2光电隔离的电路
当输出TTL电平为低电平时，7406输出为高电平，发光二极管截止，光电隔离器处于截止状态，VO端输出高电平；而当输出控制电平为高电平时，7406输出为低电平，发光二极管导通，光电隔离器处于导通状态，VO端输出低电平。
需要注意的是光电隔离器的输入输出端两个电源必须单独供电，即用于驱动发光管的电源与驱动光敏管的电源不应是共地的电源，对于隔离后的输出通道必须单独供电，如上图所示；否则，如果使用同一电源（或共地的两个电源）外部干扰信号可能通过电源串到系统中来，当然，这里
讲的单独供电，可以是单独使用不同的电源，也可用DC-DC变换的方法往输出端提供一个与光电输入端隔离的电源。
如果从通断功能来看，光电隔离器其实是一隔离开关。利用光电隔离器也可完成电平转换，其转换后的输出电平与其供电电压值有关，而与光隔输入端无关。
图2.5.3总电路框图
2.6键盘及显示电路
2.6.1键盘输入特点
按键所用开关为机械弹性开关，均利用了机械触点的合、断。一个电压信号通过机械的断开、闭合过程。
图2.6.1 键盘抖动波形图
由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下断开。因而，在闭合和断开的瞬间均伴随着一连串的抖动，抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5~10ms，这是一个很重要的时间参数，在很多场合都要用到。
按键的稳定闭合时间由操作人员的按键动作持续时间决定，一般为十分之几秒到几秒时间。按键的闭合与否，反应在电压的上就是呈现出高电平或低电平，所以通过电平的高低状态的检测，便可确认按键按下没有。为了确保按键的状态，必须消除按键抖动的影响，这也是按键抗干扰的
主要的一个方面。
2.6.2按键接口电路的消抖措施
消除按键抖动影响通常有硬件、软件两种方法。本系统采用双稳态消抖的硬件消抖方法。
双稳态消抖的原理：
图2.6.2双稳态消抖电路原理图
图2.6.2中用两个与非门构成一个RS触发器，当按键为按下时，输出为1，当按键按下时，输出为0。此时即使由于按键的机械性能使按键因弹性抖动而产生瞬间不闭合，只要按键不返回原始状态，双稳态电路的状态不会发生改变，输出保持为0，不会产生抖动的波形。这一点很容易通过分析RS触发器的工作过程得到验证。
设按键首先处于a位置，此时RS触发器的与非门输出端OUT1为高电平1，与非门2的输出端OUT2为0，此输出引入到与非门1的一个输入端，会把与非门1锁住，使其固定输出为1。如果此时按下按键，即使按键在a位置因弹性而产生瞬间抖动，形成一连串的抖动波形，即与非门1输入端出现了一连串的高和低电平，由于与非门2的输入端在按键没有到达b位置时始终是0，所以无论与非门1输入端的信号电平怎么变化，与非门1输出端OUT1的输出恒为1。当按键到达b时，一旦与非门2的输出端呈现低电平时，RS触发器将出现状态的翻转，此时，OUT2端输出为1，OUT1端输出为0，OUT1又引回与非门2的一个输入端，锁住与非门2，保证其输出恒为1，这样即使按键出现抖动，也不会影响OUT2的输出，因此OUT1的输出也恒为0。同样，在松开按键的过程中，只要一接通a，输出为1，在接通a的过程中，即使产生了弹性抖动，只要按键不与按键b发生接触，RS触发器的输出将保持不变。通过以上分析，可知，如果在按键信号输入端加上一个RS触发器就可以剔除按键抖动产生的干扰。
2.6.3矩阵键盘的概述
1)矩阵键盘的工作原理：按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。平时无按键动作时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线电平决定。列线电平如果为低,则行线电平为低，列线电平如果为高，则行线电平亦为高。这一点是识别矩阵键盘按键是否被按下的关键所在.由于矩阵键盘中行、列线为多用键共用，各按键均影响该键所在行和列的电平。因此个按键彼此将相互发生影响，所以必须将、列线信号配合起来并作适当的处理，才能确定闭合键的位置。
2)按键的识别方法
矩阵键盘按键的识别方法分两步进行：第一步，识别键盘有无键被按下；第二步，如果有键被按下，识别出具体的按键。识别键盘有无键按下的方法是让所有列线均置为0电平，检查各行线电平是否有变化，如果有变化，则说明有键被按下，如果没有变化，则说明无键被按下（实际编程时应考虑按键抖动的影响，通常总是采用软件延时的方法进行消抖处理）。
识别具体按键的方法是（亦称为扫描法）：逐行置零电平，其余各列置为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行电平由高电平变为零电平，则可确定此行此列交叉点处的按键被按下。
3)键盘的工作方式
单片机应用系统中，键盘扫描只是CPU的工作内容之一。CPU在忙于各项工作任务时,如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式。键盘的工作方式的选取应根据实际应用系统中CPU工作的忙，闲情况而定.其原则是既要保证能及时响应按键操作，又要不过多占用CPU的工作时间。通常，键盘工作方式有三种，即：编程扫描、定时扫描和中断扫描。
CPU对键盘的扫描采用程序控制方式，一旦进入键扫描状态,则反复地扫描键盘，等待用户从键盘上输入命令或数据。而在执行键入命令或处理输入数据过程中，CPU将不再响应键入要求，直到CPU返回重新扫描键盘为止。
由图2-6-4可见键盘采用编程扫描方式工作，PB口输出逐行扫描信号，PA口输入8位列信号，均为低电平有效。8255A的A0、A1上，CS与P2.7相接，WR、RD分别与8051的WR、RD相连。
2.6.4 LED显示原理及显示方式
1)LED显示器结构
LED显示块是由发光二极管显示字段的显示器件。在单片机应用系统中通常使用的是7段LED。这种显示块有共阴极和共阳极两种。
图2.6.4 LED显示器引脚图
电热水壶工作原理
电热水壶工作原理-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
一、电热水壶的特点 这种热水壶小巧玲珑、方便携带、占空间位置小，壶体与电源分体结构，烧水时接通电源，水沸时自动断电，操作安全。采用大功率加热，加热速度快，烧开一壶水只需4～5分钟，具有自动控温，水开后自动断电功能，并设置防干烧、超温双重保护。 二、电热水壶的基本结构 BD-15型电热水壶结构如图1所示，主要由壶体、电源连接器、发热器、蒸汽感应控制器和防干烧温控器等零部件组成。 l、壶体 装水容量1．8L用耐高温塑料制成。按壶盖按钮，可以打开壶盖。水位窗印有最低水位MIN、最高水位若MAX，注水多少一目了然。提手上端装有指示灯，亮红光表示通电加热．熄灭表示水已烧开。提手下端装有开／关按键，按下按键自动烧水，水烧开后，按键自动复位。 2．电源连接器由接电底板、接电插座和电源线等组成。壶体插入接电插座自动通电，拿起壶体自动断电，使用安全。 3，发热器是烧水热源，其结构如图2所示。
它主要由不锈钢电热管、连接端盖、底座和接电插头等组成。发热器功率1500W，用Φ8mm不锈钢电热管制成，两引脚通过底座的触点与接电插头连接，同时电热管的中点(即发热温度最高点)与连接端盖焊成一体，用于防干烧传递热量。发热器底座内部装置防干烧温控器，上方装置蒸汽感应控制器。发热器自成电源回路。 4，蒸汽感应控制器其作用是水烧开后自动断电，结构如图3所示。 它主要由热双金属片、动静触点、弹簧片、摆动架和按键等组成。蒸汽感应控制器装在发热器插口上，感温部分正对蒸汽管。热双金属片(型号：ISC-108SP)由热膨胀系数不同的两种金属片轧制成片状，其中一片膨胀系数较大，而另一片较小。控制器末按下按键时(如图3a)，摆动架的触杆压住动触片，动静触点呈断开状态。按下按键后(如图3b)，摆动架动作，热双金属片受压通过支点1往右摆，与此同时，触杆离开动触片，动静触点呈闭合状态，接通电源，发热器发热。热双金属片感温后，热膨胀系数大的伸长多，使双金属片向热膨胀系数小的那面弯曲．如图3b的弧形虚线所示。当水烧开时，大量蒸汽经
(完整版)电热水壶工作原理
一、电热水壶的特点 这种热水壶小巧玲珑、方便携带、占空间位置小，壶体与电源分体结构，烧水时接通电源，水沸时自动断电，操作安全。采用大功率加热，加热速度快，烧开一壶水只需4～5分钟，具有自动控温，水开后自动断电功能，并设置防干烧、超温双重保护。 二、电热水壶的基本结构 BD-15型电热水壶结构如图1所示，主要由壶体、电源连接器、发热器、蒸汽感应控制器和防干烧温控器等零部件组成。 l、壶体 装水容量1．8L用耐高温塑料制成。按壶盖按钮，可以打开壶盖。水位窗印有最低水位MIN、最高水位若MAX，注水多少一目了然。提手上端装有指示灯，亮红光表示通电加热．熄灭表示水已烧开。提手下端装有开／关按键，按下按键自动烧水，水烧开后，按键自动复位。2．电源连接器由接电底板、接电插座和电源线等组成。壶体插入接电插座自动通电，拿起壶体自动断电，使用安全。 3，发热器是烧水热源，其结构如图2所示。
它主要由不锈钢电热管、连接端盖、底座和接电插头等组成。发热器功率1500W，用Φ8mm不锈钢电热管制成，两引脚通过底座的触点与接电插头连接，同时电热管的中点(即发热温度最高点)与连接端盖焊成一体，用于防干烧传递热量。发热器底座内部装置防干烧温控器，上方装置蒸汽感应控制器。发热器自成电源回路。 4，蒸汽感应控制器其作用是水烧开后自动断电，结构如图3所示。 它主要由热双金属片、动静触点、弹簧片、摆动架和按键等组成。蒸汽感应控制器装在发热器插口上，感温部分正对蒸汽管。热双金属片(型号：ISC-108SP)由热膨胀系数不同的两种金属片轧制成片状，其中一片膨胀系数较大，而另一片较小。控制器末按下按键时(如图3a)，摆动架的触杆压住动触片，动静触点呈断开状态。按下按键后(如图3b)，摆动架动作，热双金属片受压通过支点1往右摆，与此同时，触杆离开动触片，动静触点呈闭合状态，接通电源，发热器发热。热双金属片感温后，热膨胀系数大的伸长多，使双金属片向热膨胀系数小的那面弯曲．如图3b的弧形虚线所示。当水烧开时，大量蒸汽经蒸汽管冲到热双金属片，弯曲度达到最大极限而产生作用力F，热双金属片闪动复位，带动摆动架、按键动作，动静触点断开。
电热水壶控制系统的设计
南通农业职业技术学院 毕业论文（设计） 课题名称电热水壶控制系统的设计 专业及班级应用电子技术电子3092 学号 0962302223 姓名戚光利 指导老师顾诚甦 年月日
电热水壶控制系统的设计 摘要 本论文设计介绍了MCS-51系列单片机为控制芯片，对电热水壶工作进行控制的方法。通过电加热电路对水进行加热，并对水的温度进行采样，采样信号通过ADC0809将数字量送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LED显示，并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统。 单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、8255芯片、地址锁存器等组成的单片机控制电路、温度检测电路、A/D转换电路、光电隔离电路、键盘及显示电路和温度加热电路。整个系统的关键电路是单片机控制电路，完成信号的输入和输出的转换，即可将温度检测电路采样的输入信号通过A/D转换器ADC0809进行处理加工后输出到显示器进行显示，并可以通过控制器控制温度，同时当水加热超过指定的温度以后，蜂鸣器工作报警。 关键词单片机温度控制控制器
Design of control system for electric heating kettle Abstract The thesis introducts the method of use the series of MCS-51 one-chip computer which is the control chip to control the work of kettle heat with electric energy. Through electric heated circle, the water will be heated, then sample the temperature of the water. The sampling signal will set the mimic to the system of single chip computer through ADC0809, after is processed by the computer and controlled by the keyboard, it will be showed by LED monitor, at the same time, the system can control the temperature beyond the setting, the system of alarm will run. The hardware of the one-chip computer controls the thermos which includes 8051 chips, 8255 chips, one-chip computer control circuit that address latch ,etc. make up temperature-measure circuit , circuit is changes by A/D, light-electricity and isolation circuit, keyboard and shows circuit、temperature heated circuit .The key circuit of the whole system is a control circuit of one-chip computer, finish the input and output of the signal conversion, can measure temperature sampled signal of input circuit which will deal with after processing then set to display and show to go on to outputting through A/D converter ADC0809, and can control the temperature through the keyboard, after heating and
单片机水温控制电热水壶课程设计 开题报告
课程设计开题报告 一、题目： 单片机水温控制电热水壶 二、方案： 通过加热电路对水进行加热，并对水的温度进行采样，采样信号通过ADC0809将数字量送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LED显示，并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统。 单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、8255芯片、地址锁存器等组成的单片机控制电路、温度检测电路、A/D转换电路、光电隔离电路、键盘及显示电路和温度加热电路。整个系统的关键电路是单片机控制电路，完成信号的输入和输出的转换，即可将温度检测电路采样的输入信号通过A/D转换器ADC0809进行处理加工后输出到显示器进行显示，并可以通过控制器控制温度，同时当水加热超过指定的温度以后，蜂鸣器工作报警。 1、温度检测电路： AD590是一种电流型的温度传感器，因此具有较强的抗干扰能力，适用于计算机进行远距离温度测量和控制，远距离信号传递时，可采用一般的双绞线来完成，其电阻比较大，因此不需要精密电源对其供电，长导线上的压降一般不影响测量精度；不需要温度补偿和专门的线性电路。 2、A/D转换器电路： 采用逐次逼近法A/D转换器电路原理。 其主要原理为：将一待转换的模拟输入信号U1n与一个推测信号Ur相比较，根据推测信号大于还是小于输入信号来决定增大还是减少该推测信号相等时，向D/A转换器输入的数字就是对应模拟输入量的数字量。
3、MCS-51单片机8051芯片主要电路： 8051芯片的引脚图 A.振荡电路和时钟电路 振荡电路和单片机内部的时钟电路一起构成了单片机的时钟方式，根据硬件不同，连接方式分为内部时钟方式和外部时钟方式。 B.单片机的复位电路 主要复位电路 （1）上电复位和开关复位组合电路：在单片机系统设计过程中，经常会使用上电复位和手动复位； （2）在实际应用系统中，为了保证复位电路可靠地工作，常将RC电路接施密特电路后再接入单片机复位端，特别适合于应用系统现场干扰大，电压波动大的工作环境。 C.中断优先级 在每一个中断级中又有第二类查询次序的中断优先级结构。处理器响应中断时，先置相应的优先级状态触发器（该触发器指出CPU开始处理的中断优先级别）然后执行一个硬件子程序的调用使控制转移查询次序如下：
电热水壶手柄塑料模具设计本科设计说明word版
本次设计主要是针对电热水壶手柄的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该设计从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据设计的主要任务是电热水壶手柄注塑模具的设计，以实现自动化提高产量。针对电热水壶手柄的具体结构，该模具是侧浇口的单分型面注射模具。通过模具设计表明该模具能达到电热水壶手柄的质量和加工工艺要求。 同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。 关键词：电热水壶手柄，塑料模具，分型面，注射机
This subject is mainly directed againstElectric kettle handle die design, through the technology of plastic parts for analysis and comparison, the final design an injection mold. The subject from the process of product structure, the concrete structure of mold, the mold system of casting, mold forming part of the structure, the roof system, cooling system, the choice of injection molding machines and related parameters of the check, have the detailed design, And the establishment of a simple mold processing technology. Through the entire design process that the mold plastic parts can achieve this by the requirements of the processing technology. According to Title Design's main task is to handleElectric kettle injection mold design. That is designed to produce an injection mold plastic partsElectric kettle handle products to improve the automation of production.Electric kettle handle for the specific structure, the die is the side gate of the single type of injection molds. Through die design show that the mold can achieveElectric kettle handle the quality and processing requirements. At the same time, in the design process, through the consult massive material, the handbook, the standard, the periodical and so on, unified on teaching material's knowledge also to injection mold's composition structure (formation spare part, gating system, guidance part, ejecting mechanism, exchaust gas system, mold warm governing system) to havesystem's understanding, has expanded the field of vision, has enriched the knowledge, will complete the mold design for the future to gain in certain experience independently. Keyword:Electric kettle handle，plastic mould , be allotted type face , be injected machine
基于单片机智能电水壶控制系统设计毕业设计
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 教学单位信息工程系 本科毕业论文（设计）题目基于单片机智能电水壶控制系统设计 学生姓名张俊 专业名称电子信息工程 指导教师丁么明邬小林 2012年12月20日
基于单片机智能电水壶控制系统设计 摘要：本课题设计介绍了MCS-51系列单片机为控制芯片，对电热水壶工作进行控制的方法。通过电加热电路对水进行加热，并对水的温度进行采样，采样信号通过DS18B20将数字量送入单片机系统，经微机处理后，结合键盘控制实现LCD1602显示，并可实现对水的温度的控制和超过水温的报警系统。单片机控制热水壶的硬件构成包括8051芯片、LM393芯片等组成的单片机控制电路、温度检测电路、键盘及显示电路和温度加热电路。整个系统的关键电路是单片机控制电路，完成信号的输入和输出的转换，即可将温度检测电路采样的输入信号通过温度传感器进行处理加工后输出到显示器进行显示，并可以通过控制器控制温度，同时当水加热超过指定的温度以后，蜂鸣器工作报警，水温低于设定的温度值时，系统又开始自行运行，另外电水壶控制系统可以防止干烧。 关键字：单片机；温度控制；控制器 Based on the SCM smart kettle control system Abstract:The design of this project MCS-51 series single-chip controller chip control, electric kettle work. Water through the the temperature of the water and more than the water temperature alarm system. Microcontroller control Kettle including the 8051, LM393 chip microcontroller control circuit, temperature detection circuit, keyboard and display circuit and temperature of the conversion of the input and output, the input signal can be sampled by the temperature detection circuit by the temperature sensor for processing processing output to the display to display, and the temperature can be controlled by the controller, exceeds the specified temperature when the water was the water temperature is below the set temperature value, the system began to run on its own, another Kettle control system can prevent dry [15]. Key Words:SCM；Temperature control；Controller 目录 1、引言 (1) 2、热水壶控制系统相关技术总体概述 (2) 2.1单片机简述 (2) 2.1.1单片机的组成 (2)
电热水壶物理知识.doc
电热水壶物理知识 电热水壶的物理知识：自动断电原理 1.根据物体热涨冷缩原理。热涨冷缩是物体的共性，但不同物体其热涨冷缩的程度不一样。用铜的金属片制作成触点.因为铜对热涨冷缩比较敏感所以在温度没有到达设定值的时候,铜金属片是弯曲的形状,这时它的触点是闭合接通的.在水加热到设定的温度时水的热量会传导到温控器中的铜片上面铜片因为受热伸直就将触点弹开成断电状态.在温度下降的时候铜片又恢复到原来的状态使触点接通成通电加热状态。 双金片的两面是不同物质的导体，在变化的温度下由于涨缩程度不一样而使双金片弯曲，碰到设定的触点或开关，使设定的电路开始工作。这样更直接更及时，可以准确的感应水温情况。 2.壶中的水烧干断电是壶中有自动温度控制电路.电路中串联温度传感器.水的沸点是一百度,当水烧干后温度会超过一百度,这时温度传感器会将电路断开.简单的温度传感器是双金属片,常用于电熨斗电热水器等电器中.温度传感器的种类很多.还有半导体温度传感器.这种结构简单，使用安全，可靠性好。 电热水壶的物理知识：工作原理 电热水壶的工作原理为：利用水沸腾时产生的水蒸汽使蒸汽感温元件的双金属片变形，并利用变形通过杠杆原理推动电源开关，从而使电热水壶在水烧开后自动断电。其断电是不可自复位的故断电后水壶不会自动再加热。 使用PTC加热元件代替发热管，可以有效防止因为干烧而出现的着火危险。PTC加热元件的干烧温度可以设定在150℃~250℃之间的任何温度，当温度到达设定的温度后，PTC元件的电阻迅速增加，加热功率急剧下降，使其温度保持在设定温度而不会继续上升。PTC加热元件的自动控制温度性能是绝对可靠的，它靠的是PTC本体内的电阻变化而控制温度，而不是依靠任何触点控制。所以很多高档的电热水壶采用了PTC加热元件。
基于单片机的电热水壶控制系统的毕业设计(论文)word格式
前言 Intel公司在MCS-48系列单片微机的基础上，采用HMOS技术，研制出了8位高档的MCS-51系列产品微机。 该微机型在性能上有了很大的改进和提高：片内程序存贮器容量扩大了一倍，外部程序存贮器的寻址空间扩大到64K字节。片内数据存贮器扩大了一倍，外部数据存贮器的空间达到64K字节。并行I/O口线增加到32，且可进行位处理。MCS-51设有两个16位的定时器/计数器，且可程序设定多种工作方式。设有一个全双工串行I/O口，可程序设定4种工作方式，设有4个8位的通用工作寄存器区，可适应多级中断和子程序嵌套的情况，这样可避免寄存器内容进行栈保护操作，提高了中断响应速度，加速了子程序的调用，设有两个内部中断源和两个外部中断源，一个串行口中断源，可程序设定中断优先级，堆栈位置可允许设定，深度可在允许范围内选用。MCS-51指令系统增强了加，减，乘，除，比较，堆栈操作，因而运算功能大大加强。所设置的灵活的跳转指令，不仅能充分满足了实际应用的需要，而且可尽量减少程序存贮空间的占用，MCS-51内部设有可直接进行位寻址的存贮器、位处理指令、位处理累加和运算器等，因而为一种功能极强的位处理机。这为控制方面的应用和逻辑运算提供了很大方便。 从以上可见，MCS-51系列单片微机具有很强的功能，使用范围广，既可构成功能很强的复杂系统，也可组成较简单的应用系统。 目前，单片机在家电，工业生产等领域的应用非常广泛，为了适应不同产品对单片机的不同要求，半导体生产厂家生产出了各种规格的单片机。本文介绍了一种以MCS-51系列单片机为控制芯片，对电热水壶工作进行控制的方法。 温度检测电路由热电偶、运算放大器，温度传感器AD590等组成，直接输出电流（1μA/K）经运算放大器LM358进行I/V转化后，可得到电压输出，输出电压为100mV/℃，经A/D转换通道送到微处理器中。 A/D转换一般都设置在前向通道中，它将外界输入的模拟信号转换成计算机数据总线能接受的数字量。工程上常用的隔离方法有光电隔离器、变压器、继电器和集成组件等，而光电隔离器有独特优点得到广泛应用。由于该器件是通过电——光——电这种转换来实现对输出设备进行控制的，彼此之间没有电气连接，因而起到隔离作用，隔离电压与光电隔离器的结构有关。 经实际运行表明，该方案安全、可靠，完全能够满足实际需要。 -1-
电热水壶的结构与工作原理
电热水壶的结构与工作原理 电热水壶接通电源加热后，水温逐步上升到100度，水开始沸腾，蒸汽冲击蒸汽开关上面的双金属片，由于热胀冷缩的作用，双金属片膨胀变形，顶开开关触点断开电源。如果蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部的有两个双金属片，会因为热传导作用温度急剧上升，膨胀变形，断开电源。因此电热水壶的安全保护装置是设计的非常科学与可靠的。这也就是电热水壶的三重安全保护原理。 一、电热水壶的工作原理是什么，为什么水开可以自动断电？ 电热水壶的工作原理为：利用水沸腾时产生的水蒸汽使蒸汽感温元件的双金属片变形，并利用变形通过杠杆原理推动电源开关，从而使电热水壶在水烧开后自动断电。其断电是不可自复位的，故断电后水壶不会自动再加热。 二、电热水壶的三重安全保护装置是什么？ 第一重：蒸汽开关，当水沸腾后蒸汽开关会动作，使水壶断电；第二重：干烧保护，如
蒸汽开关未动作，水将会一直烧下去并不断减少，当水低于最低水位或烧干时，另一温控上的双金属片会动作，使水壶断电；第三重，如以上均失去作用，随着温度升高，温控器内一塑料推杆将会熔化，使水壶断电。 三、电热水壶按照外形结构有那些分类？ 按结构分为直插式和旋转式。直插式就是壶体与底座不能旋转，用发热管直接加热；旋转式是壶体与底座可以360度旋转，用发热盘加热。目前市场常见的大多数产品为旋转式。 四、为什么有些电热水壶有香味，有香味是不是高档？ 有香味的电热水壶是在密封硅胶里加了芬香类的物质，所以打开盖子后会闻到一股香味，有香味表面感觉很好,但实际上对人体健康不利，所以有香味的电热水壶只是一些小品牌表面引诱消费者购买。好的水壶应该是没有任何味道的，包括塑料味。盛装水的塑料部分，必须是食品级塑料，而食品级塑料是没有味道的。 五、为什么电热水壶使用一段时间后加热会有噪音？是不是产品有问题呢？ 烧水有噪音是因为电热水壶内产生了较多的水垢，加热时会产生大量气泡，气泡在上升过程中爆开而发出响声。出现这种现象不仅不是产品有问题，反而是提示我们该清洗除垢。消费者可以按照说明书加以清洗除垢即可消除该现象。 六、电热水壶的电源线设计得太短了，使用不方便，是不是厂家为了节省成本啊？ 电热水壶属于功率较大的产品，如果电源线太长会不安全。正规厂家电源线长度都是严格按照国家标准设计的。出于对消费者安全考虑，正规厂家不会轻易按照消费者的使用方便而随意无限制加长电源线，以免给消费者带来安全隐患。当然，过短也不成。因此，电源线短决未必是为了节省成本。 七、电热水壶可以在北方煮面吗？ 虽然煮面的原理和烧水的原理差不多，但电热水壶是决不可以煮面的。因为煮面是长期打开壶盖，这样很容易使水蒸汽通过壶盖倒流到温度感应器，使温控器不能自动跳闸而发生意外。 八、为什么市面上相同不锈钢的电热水壶，价格却差别很大？ 其实消费者说的“相同”不锈钢只是表面上的相同，实际上同为不锈钢的产品本质却有很大的不同：1.不锈钢部件是否是进口的优秀材料，进口与国产价格就相差很大；2.即使采用同样的不锈钢材料，加工处理程序不一样，成本就高好多，如近光、镜光是有大区别的；3.温控器是否是进口的，成本价就差二三十元。因此，你粗略的看到的所谓相同的不锈钢体，其实仔细一看，有很大差别的，一分钱一分货。 九、有些电热水壶具有保温功能，保温的原理是什么，保温时耗不耗电？ 具有保温功能的水壶，大多有二个发热管，有一个保温发热管是通过保温开关单独控制的，它可以让用户控制选择是否持续保温，以达到一定时间后，仍然使水温保持在可以冲茶、泡面等的合适温度。保温一般在100W以下，一小时通常消耗不会超过0.1度电的。 十、电热水壶的关键部件是什么？ 电热水壶的关键部件是温控器，温控器的好坏及使用寿命决定了水壶的好坏及使用寿命。
全自动电热水壶的设计(包含原理图和程序)
单片机控制电热水壶温度的设计 中文摘要 随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。本设计论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。硬件电路主要包括STC89C52单片机最小系统，测温电路、实时时钟电路、LCD液晶显示电路以及通讯模块电路等。系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD显示程序以及数据存储程序等。 [关键词] STC89C52单片机；DS18B20；显示电路
目录 一、引言 (3) (一)课题研究的背景 (3) (二)课题研究的目的和意义 (3) 二、硬件电路的设计 (3) (一)系统设计的框架 (3) (二)单片机最小系统电路 (4) (三)单片机的选型 (5) 1.STC89C52单片机简介 (5) 2.STC89C52单片机时序 (5) 3.STC89C52单片机引脚介绍 (6) (四)温度传感器电路 (8) (五)系统电源电路的设计 (9) (六)LCD显示电路 (10) (七)串口通讯电路 (10) (八)按键接口电路 (11) (九)DS1302时钟电路 (12) (十)存储器接口电路 (12) 三、系统软件设计 (12) (一)计算温度子程序 (13) (二)按键处理子程序 (14) (三)计算温度子程序 (15) (四)显示数据刷新子程序 (16) 四、结束语 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19) 附件1：系统原理图 (20) 附件2：系统相关程序 (21) 一、DS18B20底层驱动程序 (21) 二、DS1302时钟底层驱动程序 (26) 三、数据存储底层驱动程序 (32)
电热水壶的结构与工作原理及维修
电热水壶维修 编辑人：杨正勇(CSMZ) 首先讲他的原理电热水壶接通电源加热后，水温逐步上升到100度，水开始沸腾，蒸汽冲击蒸汽开关上面的双金属片，由于热胀冷缩的作用，双金属片膨胀变形，顶开开关触点断开电源。如果蒸汽开关失效，壶内的水会一直烧下去，直到水被烧干，发热元件温度急剧上升，位于发热盘底部的有两个双金属片，会因为热传导作用温度急剧上升，膨胀变形，断开电源。因此电热水壶的安全保护装置是设计的非常科学与可靠的。这也就是电热水壶的三重安全保护原理。 电烧水壶的结构
一、电热水壶的工作原理是什么，为什么水开可以自动断电？ 电热水壶的工作原理为：利用水沸腾时产生的水蒸汽使蒸汽感温元件的双金属片变形，并利用变形通过杠杆原理推动电源开关，从而使电热水壶在水烧开后自动断电。其断电是不可自复位的，故断电后水壶不会自动再加热。 二、电热水壶的三重安全保护装置是什么？ 第一重：蒸汽开关，当水沸腾后蒸汽开关会动作，使水壶断电；第二重：干烧保护，如蒸汽开关未动作，水将会一直烧下去并不断减少，当水低于最低水位或烧干时，另一温控上的双金属片会动作，使水壶断电；第三重，如以上均失去作用，随着温度升高，温控器内一塑料推杆将会熔化，使水壶断电。 三、电热水壶按照外形结构有那些分类？ 按结构分为直插式和旋转式。直插式就是壶体与底座不能旋转，用发热管直接加热；旋转式是壶体与底座可以360度旋转，用发热盘加热。目前市场常见的大多数产品为旋转式。 四、为什么有些电热水壶有香味，有香味是不是高档？ 有香味的电热水壶是在密封硅胶里加了芬香类的物质，所以打开盖子后会闻到一股香味，有香味表面感觉很好,但实际上对人体健康不利，所以有香味的电热水壶只是一些小品牌表面引诱消费者购买。好的水壶应该是没有任何味道的，包括塑料味。盛装水的塑料部分，必须是食品级塑料，而食品级塑料是没有味道的。 五、为什么电热水壶使用一段时间后加热会有噪音？是不是产品有问题呢？ 烧水有噪音是因为电热水壶内产生了较多的水垢，加热时会产生大量气泡，气泡在上升过程中爆开而发出响声。出现这种现象不仅不是产品有问题，反而是提示我们该清洗除垢。消费者可以按照说明书加以清洗除垢即可消除该现象。 六、电热水壶的电源线设计得太短了，使用不方便，是不是厂家为了节省成本啊？ 电热水壶属于功率较大的产品，如果电源线太长会不安全。正规厂家电源线长度都是严格按照国家标准设计的。出于对消费者安全考虑，正规厂家不会轻易按照消费者的使用方便而随意无限制加长电源线，以免给消费者带来安全隐患。当然，过短也不成。因此，电源线短决未必是为了节省成本。 七、电热水壶可以在北方煮面吗？ 虽然煮面的原理和烧水的原理差不多，但电热水壶是决不可以煮面的。因为煮面是长期打开壶盖，这样很容易使水蒸汽通过壶盖倒流到温度感应器，使温控器不能自动跳闸而发生意外。 八、为什么市面上相同不锈钢的电热水壶，价格却差别很大？ 其实消费者说的“相同”不锈钢只是表面上的相同，实际上同为不锈钢的产品本质却有很大的不同：1.不锈钢部件是否是进口的优秀材料，进口与国产价格就相差很大；2.即使采用同样的不锈钢材料，加工处理程序不一样，成本就高好多，如近光、镜光是有大区别的；3.温控器是否是进口的，成本价就差二三十元。因此，你粗略的看到的所谓相同的不锈钢体，其实仔细一看，有很大差别的，一分钱一分货。 九、有些电热水壶具有保温功能，保温的原理是什么，保温时耗不耗电？ 具有保温功能的水壶，大多有二个发热管，有一个保温发热管是通过保温开关单独控制的，它可以让用户控制选择是否持续保温，以达到一定时间后，仍然使水温保持在可以冲茶、泡面等的合适温度。保温一般在100W以下，一小时通常消耗不会超过0.1度电的。 十、电热水壶的关键部件是什么？ 电热水壶的关键部件是温控器，温控器的好坏及使用寿命决定了水壶的好坏及使用寿命。
基于MCS-51系列单片机的电热水壶控制系统设计
数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计 题目：基于单片机的电热水壶控制系统 专业：计算机科学与技术 班级：计算机072班 姓名：朱妍 学号：07220121 指导老师：余水宝 成绩： ( 2009.12 )
目录 第1节引言 (3) 1.1 热水壶的工作情况 (3) 第2节电热水壶控制系统的硬件设计 (4) 2.1 MCS-51单片机控制的总体介绍 (4) 2.2 温度检测电路和A/D转换器的电路 (4) 2.2.1 AD590温度传感器的概念 (4) 2.2.2 温度检测电路 (5) 2.2.3 A/D转换器电路原理和电路接口图 (6) 2.3 单片机8051芯片介绍和主要电路 (8) 2.3.1 MCS-51单片微机8051内部部件和接口电路 (8) 2.3.2 振荡电路和时钟电路 (9) 2.3.3 单片机的复位电路 (9) 2.3.4 中断优先级 (10) 2.3.5 74LS373地址锁存器芯片介绍 (11) 2.4 8255输出口扩展 (12) 2.4.1 8255的引脚介绍 (12) 2.4.2 8255与8051外部接口电路 (13) 2.5 单片机的抗干扰电路 (13) 2.5.1 光电隔离抗干扰的简介 (13) 2.5.2 光电隔离器的原理电路 (14) 2.5.3 光电隔离的电路 (14) 2.6 键盘及显示电路 (15) 2.6.1 键盘输入特点 (15) 2.6.2 按键接口电路的消抖措施 (16) 2.6.3 矩阵键盘的概述 (17) 2.6.4 LED显示原理及显示方式 (17) 2.6.5 系统应用 (19) 2.7 加热电路和报警装置 (20) 2.7.1 加热电路 (20) 2.7.2 报警装置 (20) 第3节系统软件设计 (23) 3.1 总的程序设计框图 (23)
电热水壶设计调研
目录第一题：安全阀 1. 各零件图 2. 装配图第二题：机电作品 一. 摘要 二. 提出问题 三. 分析问题 3.1 工作原理 3.2发展历史 3.3分类 3.4材料及加工工艺塑料 3.5.品牌对比 3.6.不同材料对比 3.7.设计背景 3.7.1电水壶市场调查分 析 3.7.2市场规模 3.7.3用户需求分析 3.7.4发展前景 四.解决问题 ： 4.1方法 4.2创新点4.3手绘草图4.4三维模型 五 . 结论
基于Pro/E 的象形电热水壶的设计 一.摘要：关于象形电热水壶的设计在大三这一阶段针对我们工业设计的学生来说外观是最 重要的，电水壶的外观进要新颖大方的设计比较能够受到市场的欢迎，造型宜圆润，色彩以鲜艳色彩为主，高档产品可适当配不锈钢，提高产品档次。因为产品功能比较单一，所以可从使用方式，使用便利方面作考虑。人性化设计是重点。造型方面可以两方面入手， 1 是仿生造型及卡通造型 2 是现代感造型；色彩搭配方面宜简洁明快，鲜艳色彩。局部可适当配以银灰。不锈钢，铝合金等材料可以增加现代感。电水壶可考虑加入数码定时等。还可以增加语音提示等人性化功能；当然，对于电热水壶的内部结构及工作原理也要有充分的了解。 二.提出问题： 2.1. 如水壶中没水，电源误接通时也会一直加热，容易引起事故。 2.2 当只需要加热到沸点以下某一温度时，不能及时给出声音报警信号。 2.3 当水加热沸腾后不能自动停止工作。 2.4 外观造型单一，设计不符合人机学原理。 三.分析问题： 调研： 3.1 工作原理： 电热水壶（英文名称：Electric Kettle ）采用的是蒸气智能感应控制，过热保护，水煮沸自动断电、防干烧断电，快速沸水的一种器具。一般具备：分体式电源底座，水沸自动断开，有水位指示标准和电源指示灯、干燥保护等安全装置，一般技术指标为1000W-1500W左右，容量从1到2公升均有，电压220—240V。 3.2 发展历史： 现代人的生活节奏起来越快，「简约」的国际潮流全面兴起，人们的饮水方式也趋于「简约」。除了写字楼及个别家庭在使用饮水机消费纯净水或蒸馏水外，绝大多数的家庭仍然是饮用烧开的自来水。而早前流行于欧美发达国家的即热式电热水壶，因其省时、节能、美观、便捷、安全的特点，在进入市场后，迅速受到广大消费者青睐。各大B2C 商场及家电连锁卖场的小家电专柜有林林总总的产品可供选择，价格从几十元到上百元不等。快速电水壶曾经历了一次较大的更新换代。第二代产品与第一代产品相比，壶身采用了隐藏式发热盘、壶身与电源底盘分离设计、电源底盘可以收纳电源线等方面改进。 随着生活水平的提高，广大消费者对电热水壶的要求也在提高。市场上出现了保温电热水壶。保温电热水壶的出现，将煮水与保温合二为一，方便了生活，提高了效率。 3.3 分类按结构分为直插式和旋转式。直插式就是壶体与底座不能旋转，用发热管直接加热； 旋转式是壶体与底座可以360 度旋转，用发热盘加热。 按材料可分为 1. 不锈钢电水壶：它的特点是水沸自动断电，具有干烧保护、断熔保护功
电热水壶温控系统
学生课程设计报告册 学年学期：2017 - 2018 学年?春?秋学期 课程名称： 学生学院： 专业班级： 学生学号： 学生姓名： 学生成绩： 指导教师：耿道渠
重庆邮电大学教务处制一、课程设计任务及要求
二、人员及分工
三、课程设计说明书 目录
摘要 (6) 1 设计说明 (7) 设计概述 (7) 原理分析 (7) 方案论证及可行性分析（含经济成本分析等） (7) 总体设计 (8) 软硬件设计 (8) 硬件设计 (8) 软件设计 (13) 测试结果与分析 (17) 2 设计总结 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附件A 设计图纸 (20) 附件B 设计程序 (23)
摘要 该设计是一个简单的模拟多功能电热开水炉温控系统，该设计主要使用的原件有DS18B20温度传感器，AT89C52单片机，四位共阴极数码管两个，液晶显示器一个，电容电感电阻发光二极管若干，该多功能电热开水炉温控系统的设计共分为五部分，主控制器，LED和液晶显示部分，传感器部分，复位部分，按键设置部分，时钟电路。主控制器即单片机部分，用于存储程序和控制电路；LED显示部分是指四位共阴极数码管，用来显示设定时间及实时时钟，液晶显示单元显示当前水温；传感器部分，即温度传感器，用来采集温度，进行温度转换；复位部分，即复位电路，按键部分用来设置上下限温度。测量的总过程是，传感器采集到外部环境的温度，并进行转换后传到单片机，经过单片机处理判断后将温度传递到数码管显示，开水炉加热及进水阀门控制均通过点亮LED灯来模拟。 关键词：多功能电热开水炉温控系统，控制，测量
电热水壶系统设计
课程设计报告 课程名称微机控制技术 设计题目电热水壶系统设计 专业班级 姓名 学号 指导教师 起止时间2010.12.27~2011.01.07 电气与信息学院
课程设计考核和成绩评定办法 1．课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、答辩等几个方面，给出各项权重，综合评定。该设计考核教研室主任审核，主管院长审批备案。2．成绩评定采用五级分制，即优、良、中、及格、不及格。 3．参加本次设计时间不足三分之二或旷课四天以上者，不得参加本次考核，按不及格处理。 4．课程设计结束一周内，指导教师提交成绩和设计总结。 5．设计过程考核和成绩在教师手册中有记载。 课程设计报告内容 课程设计报告内容、格式各专业根据专业不同统一规范，经教研室主任审核、主管院长审批备案。 注： 1．课程设计任务书和指导书在课程设计前发给学生，设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录前。 2．为了节省纸张，保护环境，便于保管实习报告，统一采用A4纸打印（正文采用宋体五号字）或手写。
10/11学年第一学期 微机控制技术课程设计任务书 指导教师：刘文洲蔡长青班级：自动0741.2 地点：1708、1709教室 课程设计题目：温控水壶模拟装置 一、课程设计目的 本课程设计的目的在于培养学生运用已学的微机控制技术的基础知识和基本理论，加以综合运用，进行微机控制系统设计的初等训练，掌握运用微机控制技术的原理、设计内容和设计步骤，为从事相关的毕业设计或今后的工作需要打下良好的基础。 二、课程设计内容（包括技术指标） 1．对于常规的电热水壶，只要接通电源，就开始加热，直到水沸腾后通过蒸汽来产生声音报警。这种设计有下面几个方面的不足： 1)如水壶中没水，电源误接通时也会一直加热，容易引起事故。 2)当只需要加热到沸点以下某一温度时，不能及时给出声音报警信号。 3)当水加热沸腾后不能自动停止工作。 针对以上不足，在本设计方案中，用MC-51单片机作为控制芯片，管理整个电热水壶的工作情况，构成了一个闭环控制系统，而且增加了三个按键和六位数码管显示。它的工作情况和常规的热水壶相比，有下面几个方面的特点： 1)有三个按键，可用来设置希望加热到的温度即报警的温度。上电复位后，设置温度初值为20度，每按一下按键，温度设置值就会增加1度，整个温度设置值在20—100度之间循环。 2)这个按键还具有启动电热水壶开始工作的作用。当每次电源接通后，只有按键按下过之后，电热水壶才开始加热，这样，可以防止电源误接通时电热水壶一直加热，引发事故。 3)当加热到设置温度时，单片机会控制停止加热，并通过蜂鸣器给出声音提示。 4)三位数码管在设置温度操作时显示当前设置的温度，另三位数码管其余时间实时显示电热水壶中水的实际温度。 2．可以结合题目自己发挥，发挥部分须在所选题目的基本要求达到的前提下实现。 3．设计报告正文中应包括系统总体框图、核心电路原理图、主要流程图、主要的测试结果。完整的电路原理图、重要的源程序用附件给出。 三、课程设计原则 1、尽可能地满足被控对象的控制要求； 2、在满足控制的前提下，力求使控制系统简单、经济； 3、保证控制系统安全可靠； 四、课程设计步骤 1、对控制系统任务和要求作深入的调查研究，明确控制任务； 2、对多个可行方案进行比较，选出最佳方案