户，因此备受人们的关注。单片机实验开发板简介单片机开发板是哈尔滨市天祥电子综合多年开发经验，在原基础上，经过精心设计开发出的多功能单片机开发平台。该开发板集常用的单片机外围资源串口和口两种调试下载接口于身，完全兼容公司的单片机，除此之外还有很多特点，如无法解密低功耗高速高可靠强抗静电强抗干扰等。系列单片机开发板可完全作为各种单片机的开发板，用汇编语言或者语言对其进行编程。当用公司的单片机时，直接用产品套件附带的串口线将开发板与计算机串口相连，按照单片机下载操作教程便可以下载程序，而且下载速度比起其他下载工具要快的多。本文将使用开发板完成数字化电热水器的设计。第章系统硬件设计系统硬件的组成部分系统设计硬件原理结构见图所示。系统以高性价比的单片机为核心，由键盘输入温度采集数码管显示电路电源时钟复位电路双向可控硅驱动电路双向可控硅组成加热器控制电路。图系统设计硬件原理结构系统硬件各部分的简介这里为总控制器。单片机的口连接锁存器，这样可以节约单片机端口，即可多次操作口，使其既能控制数码管的片选，又能控制数码管的位选，从而节省的单片机的外部接口，扩展了功能。键盘的输入由口完成在第章节中会具体介绍如何实现。时钟复位电路见图所示，连接单片机的接口，主要完成单片机的复位功能。图时钟复位电路温度采集芯片由芯片完成，的号接口接在单片机的口，按协议传送以两个字节为组的温度数据，第章会介绍具体实现方法。加热模块见图所示，芯片的号接口连接单片机的口。当需要加热时，接口送出低电平，即可触发加热器工作。图加热模块数码管显示数码管简介单片机系统中常用的显示器有发光二极管显示器液晶显示器显示器等。显示器有两种显示结构段显示段米字型等和点阵显示点阵等。使用显示器时，要注意区分这两种不同的接法。为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上个小数点，共计段。因此为显示器提供的编码正好是个字节。本设计采用的实验板是采用共阴显示器，根据电路连接图显示十六进制数的编码见表所示。表十六进制数的编码十六进制编码数码管显数值十六进制编码数码管显数值十六进制编码数码管显数值无显示数码管的实现方法数码管的显示由口完成控制。有两点需要注意，第点是要哪个数码管亮，第二点是亮的数码管显示什么数字。所以数码管有位选和段选之分，位选在程序中用表示，单片机上是端口，即对位选操作时使呈现高电平，这时的八个端口对数码管的操作决定了那几个数码管亮，操作完成后使呈现低电平，这样位选就已锁定。段选在程序中由表示，单片机上是端口，与位选相同，操作时使呈现高电平，这时的八个端口对数码管的操作决定了亮的几个数码管显示什么数字，操作完成后使呈现低电平，这样段选就已锁定。见图所示由于单片机仅仅起到控制的作用，其输出电流十分小，所以端需要接上拉电阻与电源，通过电压的变化控制电源点亮，想要图中端由电流通过时，即给个低电平，触发上拉电阻两端间的电势差，这样就能促使电流流向点，从而使端对应的灯点亮。图单片机与数码管的硬件连接首先选择位选，再选择段选。可以直接设置数码管显示各数字的十六进制，即口应赋的十六进制，以便操作。如以上数组，使用时仅仅将需要的数组中的其中个赋予口，这样可以方便直观得使数码管显示需要的数字。选择位选与选择片选的过程相当快时，显示在人眼中就是排易于识别的十进制数字，这就是数码管的动态显示。锁存器与数码管显示方法在这里先介绍芯片，这是个锁存器芯片，连接方法见图所示，分别控制位选和段选的端，例如当程序中的全局变量赋高电平时，输入端口的值将直接输送给芯片的输出端，当输入端变化时，输出端也变化。赋低电平时,芯片将记住最近次端口是高电平时芯片输入端的位，并将其输出，当输入端变化时，输出端不变化。在这里就可以利用锁存器的特性使起到控制那个数码管亮的作用，使控制数码管亮什么样的数字作用。图芯片的连接以下数码管显示部分程序。打开后是低电平亮语句完成的，共有，这四种情况，等于时是无任何输入的情况，等于时是输入了需要温度的十位，等于时是输入了需要温度的个位，等于时是输入了需要温度的小数点后位，这里没有超过度和低于度的设计。这里基本上就是完成给定了数字，通过数字值为多少来设定数码管显示的数字，在第三章中已经提到。这里要注意的是每次都要将清零，因为为时，输入子函数的返回值变为个使数码管显示个下划线的数值，为时键盘可以通过向数码管显示中的任何个数值。这样是防止前个数字的输入完成以后，后个数字还未输入时，显示后个数字的数码管默认不在显示下划线而是前个确认的数字，为了防止这种情况才有了的以上操作。中断加热子函数的分析以下是程序,采用定时器，定时器设定每中断次，判断输入的数值与采集的数值之间的大小，如果前者较大就使变为低电平，从而使启动并引起加热。如果后者大于前者，则还是高电平并不引起加热。这样就达到了控温的目的。第章功能简介与成品图片智能热水器具的功能使用高清晰度数码管实时显示水温，范围。可用键盘方便地设定水温，并显示设定的温度。按设定温度加热到相应水温，并具有保温功能。首先单片机显示出采集到的温度值，等待系统键入温度，旦键入个数字，则第个第二个第三个数字分别为需要温度的十位个位和小数点后位。输入完成后，每过会将输入温度与单片机采集到的环境温度进行对比，如果输入温度高于或等于采集到得温度则单片机触发开始加热，如果输入温度低于采集到得温度则不加热或停止加热。成品图片开发板等待输入见图所示。图开发板等待输入输入完成后，输入的温度比开发板所测量的环境温度高时。单片机接口会出现低电平，从而使用第二个发光二极管点亮。这里第二个发光二极管只是模拟加热并没有加热功能，实际电路板中只需要将接在的号接口上即可。温度输入完成并判定加热见图所示。图温度输入完成并判定位加热状态当环境温度高于输入温度时加热停止。实物图见图所示图停止加热状态第章总结与展望本文对使用单片机完成数字化热水器的设计进行完整的阐述。本文主要完成的工作有本文阐述了键盘输入电路的基本原理，如何通过硬件与软件消除抖动本文阐述了数码管显示原理，与如何动态显示数字的方法并阐释了如何方便快捷的调用数组使数码管显示相应的数字。本文阐述了通过种中断子函数完成次的加热检测的方法本文详细阐述了温度采集芯片的详细参数操作方法，与单片机的硬件连接软件如何进行操控等设计细节。当然，本设计中也有不足之处，在设计完成后单片机有时会有死机的情况，复位后又恢复到正常状态。希望在以后的学习中找到解决此问题的方法。本文的设计在开发板上完成了基本功能，对以后的以后的单片机开发有很好的借鉴意义。希望随着科技的进步，数字化家电能能更加完善，更好的造福人类。参考文献刘建清,王春生从零开始学单片机技术北京国防工业出版社,章彬宏,吴青萍,王琳模拟电子技术北京北京理工大学出版社,林伸茂单片机彻底研究基础篇北京中国电力出版社,高涛,陆丽娜,刘德安语言程序设计西安西安交通大学出版社,杨国田,白焰,董玲单片机实用语言程序设计与典型实例北京中国电力出版社,郇玉龙,赵宁,卢洪武单片机设计智能家用电热水器山东山东师范大学传播学院,郭天祥天学会单片机哈尔滨哈尔滨工程大学,许奔,刘锦,张涛远程温控论文武汉武汉工程大学邮电与信息工程学院,胡锦数字电路与逻辑设计北京高等教育出版社,年月左全生,包蕾,王桂星,彭颖电路分析教程北京电子工业出版社,年月吴健学计算机应用基础武汉武汉大学出版社,周围,杨晓非,李实秋电路分析基础北京人民邮电出版社,年月致谢从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，期间经历了喜悦聒噪痛苦和彷徨，在写作论文的过程中心情是如此复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终成稿，复杂的心情烟消云散，自己甚至还有点成就感。我要感谢，非常感谢我的指导老师。她为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中她总是能像知心朋友样鼓励你，在论文的写作和措辞等方面她也总会以专业标准严格要求你，从选题定题开始，直到最后论文的反复修改润色，指导老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨热忱鼓励。正是指导老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢指导老师。我要感谢，非常感谢在我研究课题期间，帮助过我的同学们。这是在这种相互帮助相互关心的的友谊下，我才能理清论文写作思路。在此向对我的论文提出诸多宝贵的意见和建议的同学表示真挚的感谢。附录整体程序代码,拉低约,符合协议要求的以上产生个上升沿,进入等待应答状态等待应答信号检测到应答脉冲读取个延时约,符合协议要求至少保持延时约,符合协议要求的至少延时以上延时约,符合读时隙不低于要求读取个字节将的返回值付给，然后向后移位重复次刚好得到个字节的数据写入命令写入,温度转变函数跳过读序号列号的操作启动温度转换获取温度,读取温度命令读取两个字节，变大十倍且四舍五入小数点如果百位和十位都为不显示负值后面加个小数点毕业设计论文基于单片机的家用电热水器设计作者声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注的地方外，没有任何剽窃抄袭造假等违反学术道德学术规范的行为，也没有侵犯任何其他人或组织的科研成果及专利。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如本毕业设计论文引起的法律结果完全由本人承担。毕业设计论文成果归武汉工程大学邮电与信息工程学院所有。特此声明。作者专业作者学号作者签名年月日摘要随着社会的发展，人类科技的进步，各行各业都在使自己的产品智能化数字化，因老式的热水器使用煤气或天然气对水进行燃烧加热，用手动的方式调节温度，不仅不能够精确的确定使用者需要的水温，而且还存在定的危险性。电热水器是种可供浴室洗手间及厨房使用的家用电器，随着人们生活质量的提高，现代的家用电热水器已经摒弃了以前的做法，而采用种更加精确安全的实施方案。语言对单片机编程有诸多优点，例如便于移植句法检查时少坚固性好头文件种类诸多，能够方便快捷使用各种函数等。本文采用单片机作为控制器，使用语言编写程序,设计了款智能家用电热水器。使用阵型键盘输入温度，温度可以精确到摄氏度，并使用灯显示，能够精确提供用户所