【单片机毕业设计】【mcuclub-jj-039】基于单片机的热水器的设计

       最近设计了一个项目基于单片机的热水器系统，与大家分享一下：

一、基本介绍

项目名：热水器
项目编号：mcuclub-jj-039
单片机类型：STC89C52
具体功能：
1、 通过防水式DS18B20采集水温，当水温小于设置最小值，则进行加热，直到加到最大值
2、通过两个水位触发模块检测水位，低于最低值，进行加水，直到加到最高值
3、通过光敏电阻检测光照值，如果光照大于设置最小值，则通过太阳能进行供电，否则通过市电进行供电（继电器模拟）
4、当水温大于设置最小值且水位高于设置最低值，启动热水器，则可以正常提供水，否则停止供水（另一个抽水继电器模拟）
5、当水位低时，不可以打开加热
6、通过按键设置各阈值、手动加热或加水或切换太阳能供电
7、通过显示屏显示数据
扩展功能：通过蓝牙模块将测量数据发送到手机端，并可以控制加热或加水

二、51实物图

单片机型号：STC89C52

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

三、51仿真图

仿真软件版本：proteus8.9

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：部分实物元器件仿真中没有，仿真中会用其他工作原理相似的元件代替，这样可能导致实物程序和仿真程序不一样

 四、32实物图

单片机型号：STM32F103C8T6

板子为绿色PCB板，两层板，厚度1.2，上下覆铜接地。元器件基本上为插针式，个别降压芯片会使用贴片式。

供电接口：TYPE-C

 五、原理图

软件版本：AD2013

电路连线方式：网络标号连线方式

注意：原理图只是画出了模块的引脚图，而并不是模块的内部结构原理图

 六、PCB图

由原理图导出，封装很大一部分都是作者自己绘制，不提供封装库，只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号，隐藏在单片机底座下，插入单片机后不会看到。

两层板，上下覆铜接地。

七、系统框图

本设计以单片机为核心控制器，加上其他模块一起组成此次设计的整个系统，其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器，其主要作用是获取输入部分的数据，经过内部处理，逻辑判断，最终控制输出部分。输入由五部分组成，第一部分是水温监测模块，通过该模块监测当前的水温；第二部分是水位模块，通过该模块监测当前的水位值；第三部分时光照强度监测模块，通过该模块监测当前的光照强度值；第四部分是按键模块，通过该模块可以切换界面、设置水温、水位、光照强度最大值等；第五部分是供电模块，通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成，第一部分是显示模块，通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值；第二部分是继电器模块，通过继电器控制加热、加水、太阳能供电、出水。除此之外，蓝牙模块既作为输入又作为输出，蓝牙模块和手机进行连接，可以将监测的数据传输到用户手机端，用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图所示。

 八、软件设计流程

系统的主流程图如图所示。在主程序中：首先对各个模块进行初始化，随后进入while主循环，在主循环中，首先进入第一个函数按键函数，该函数主要分为两部分，第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值，第二部分通过键值进行相应的处理操作，包括切换界面、设置阈值、开关水、开关加热、开关加水、开关太阳能、切换模数等；紧接着进入第二个函数监测函数，该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值，并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端，用户也可以通过手机端发送指令，设备根据用户发送的指令执行对应的处理；紧接着进入第三个函数显示函数，该函数显示监测值及阈值；最后进入第四个函数处理函数，水温小于最小值，加热，加到最大值，水位低，加水，到最高停止，光照大于于最小值，开启太阳能供电，如果温度低于设置最小值或水位低，停止出水，如果水位低，关闭加热。

 九、部分程序展示

软件版本：keil5

逻辑程序和驱动程序分开，分布于main.c和其他.c文件

void Manage_function(void)
{
	if(flag_display == 0)                  //测量界面
	{
		if(flag_mode == 0)										//自动模式
		{
			if(temp_value < temp_min*10)				//水温小于最小值，加热，加到最大值
			{
				RELAY_JR = 0;
			}
			else if(temp_value > temp_max*10)
			{
				RELAY_JR = 1;
			}
			if(water_value == 0)								//水位低，加水，到最高停止
			{
				RELAY_JS = 0;
			}
			else if(water_value >= 2)
			{
				RELAY_JS = 1;
			}
			if(light_value > light_min*10)      //光照低于最小值，开启太阳能供电
			{
				RELAY_TY = 0;
			}
			else
			{
				RELAY_TY = 1;
			}
		}
		if(temp_value < temp_min *10 || water_value == 0)	//如果温度低于设置最小值或水位低，停止出水
		{
			RELAY_CS = 1;
		}
		if(water_value == 0)								//如果水位低，关闭加热
		{
			RELAY_JR = 1;
		}
	}
	else													         //设置界面，关闭所有继电器
	{
		RELAY_JR = 1;
		RELAY_JS = 1;
		RELAY_CS = 1;
		RELAY_TY = 1;
	}
}

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