智能加热器的设计

王英辉（三亚学院，海南　三亚　572022）



智能加热器的设计

王英辉
（三亚学院，海南三亚572022）

摘要：本文采用单片机作为控制器，使用C语言编写程序，设计了一款温控加热器。使用按键键盘设定温度，能够精确提供用户所需要的温度，温度可以精确到0.1℃，同时自动感应温度的变化，实现了温度的最高点和最低点的智能控制。系统还具有报警系统，安全可控。

关键词：AT89C51；智能；检测

0. 引言

21世纪以来，IT技术迅速发展，人工智能、智能机器人、智能家居等领域的发展掀起一股热潮。越来越多的企业开始关注智能控制领域，加热器是我们生活中必不可少的用品，传统的加热器已不能满足越来越现代化的生活需求，智能化温控加热器的发展成为一种趋势。

1. 设计要求

加热器控制方式分为自动和手动两种模式，手动模式是备选模式，当自动模式出现故障时，才启用手动模式，以确保加热器的正常工作，减少损失。

自动模式下：将开关拨到自动位置状态下，按总启动按钮，设置好用户所需要的温度，以及最低和最高温度临界值，当温度降低到最低温度临界值时，加热器自动加热；当达到用户设置的温度时自动停止加热。达到最高温度临界值时也自动停止加热。加热器具有记忆功能，下次启动时默认设置的最低和最高温度值。

手动模式下：将开关拨到手动位置状态下，按总启动按钮，设置温度，当温度加热到设置的温度时手动按停止键，停止加热。

若出现意外情况，会启动报警系统，并自动停止一切工作，避免可能造成的危险。

2. 电路设计

2.1硬件模块设计

本文设计采用AT89C51单片机、DS18B20温度传感器、显示器、继电器、按键等部件构成。DS18B20温度传感器负责检测水温，将水温度值转换成数字信号传送给单片机，单片机控制和检测传来的温度数据，并通过显示器显示当前温度值。硬件系统框图如图1所示。

图1硬件系统框图

2.2主控模块电路

主控模块包括温度元件对温度的采集、单片机对数据的处理、数码管对数据的显示等，是整个电路的核心部分，控制了整个电路的走向。主控电路如图2所示。

图2主控电路图

3. 软件设计

3.1程序结构分析

程序由三大部分组成，分别是数码管显示模块、温度处理模块、按键模块。数码管显示模块：由单片机控制数据，通过数码管显示数字。温度数处理模块：结合温度传感器对数据进行及时地分析和处理。按键模块：主要是设置温度值，程序上可以精确到小数点后一位。

在程序设计上，除了实现上面3个模块功能，还有一个特点，设置温度每1s进行一次检测，实现了温度的实时检测。同时，把显示器上的温度值与最初设定的上下限温度值进行比较。程序流程图如图3所示。

图3程序流程图

4. 仿真与调试

本文系统已经在proteus软件进行仿真，对各个模块分析调试，在调试中与设计要求对比，认真分析，最终各项功能都能实现。

结语

设计的自动温控加热器已经通过调试，可以正常工作，基本上满足了用户的需求，运行效果良好，温度精确度可达到0.1℃，具有断电保存功能。同时系统还有一个特色，就是具有报警功能，当出现意外情况时，自动启动报警装置，以确护用户的安全。

参考文献

［1］王昊.基于AT89C52的洗碗机自动控制系统设计［J］.电子设计工程，2012，20 （20）：77-79.

［2］陈中平.51单片机C语言程序设计经典实例［M］.北京：电子工业出版社，2012：20-30.

中图分类号：TP273

文献标识码：A