智能电热水壶控制系统设计.doc

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1、2012年华中科技大学-ADI电子设计大赛文档智能电热水壶控制系统设计团队成员：队长：薛浩洲U200914397队员：熊博U200914418队员：严乐U200914410指导老师：张林曾喻江2012年5月25日952012年华中科技大学-ADI电子设计大赛文档摘要：本论文设计介绍了ADuC7026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ARM，经微机处理后，结合按键控制实现LCD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：ARM；温度控制；控制器Ab

2、stract:ThethesisintroductsthemethodofusetheADuC7026whichisthecontrolchiptocontroltheworkofkettleheatwithelectricenergy.Throughelectricheatedcircle,thewaterwillbeheated,thensamplethetemperatureofthewater.ThesamplingsignalwillsetthemimictothesystemofARMthroughDS18B20,afterprocessedb

3、ythecomputerandcontrolledbytheswitch,itwillbeshowedbyLCD.Atthesametime,thesystemcancontrolthetemperaturebeyondthesetting,thesystemofalarmwillrun.Keywords:ARM；Temperaturecontrol；Controller952012年华中科技大学-ADI电子设计大赛文档目录一、系统设计目标31.基本设计目标42.发挥与拓展4二、系统方案设计与论证51.系统方案选择与比较52.系统框图和方案描述5三、理论分

4、析计算6四、单元电路设计与功能实现说明111.模块电路设计112.流程图173.模块实现184.整体电路设计204.1电路原理204.2Pcb版图204.3电路元器件清单21五、测试方案与测试结果221.测试方案222.测试仪器223.测试结果22六、收获和体会23七、致谢27附录一：参考文献28附录二：系统框图28附录三：系统流程图28附录四：系统源码清单301.头文件：302.程序主体：35952012年华中科技大学-ADI电子设计大赛文档一、系统设计目标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

5、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。而电热水壶是家家户户都用的，因此本设计具有广泛的应用价值。本课程设计要求完成一个电热水壶控制器的电路设计。用ADuC7026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。具体来说，我们的智能电热水壶控制系统设计的目标是：产品化、人性化、智能化。首先，我们此次完成的作品是一个普通用户可以使用的产品，配套有产品使用说明书。然后，我们努力做到使我们的产品能够想用户之所想，知

6、用户之所需，这包括人机交互环节的友好性以及使用过程中的流畅性。最后，在实现以上目标以后精益求精，依赖算法的不断完善，提高测量精度，增强算法的功能，实现产品的智能化。详细设计目标见下：1.基本设计目标1)控制加热2)温度实时显示3)烧沸断电4)任意温度保温5)蜂鸣提示2.发挥与拓展1)红外远距离控制2)傻瓜烧水模式和智能烧水模式之间的切换3)按键近距离控制4)开始工作时间预设定5)期望温度预设定952012年华中科技大学-ADI电子设计大赛文档1)倒计时显示2)工作时间实时显示3)烧水过程中任意时刻重新设定4)工作状态指示灯5)产品化外包装6)其他功能与性能

7、。二、系统方案设计与论证1.系统方案选择与比较拿到题目后我们团队首先很快提出了两套方案：方案一：采用功率电子器件控制电热水壶主电路。具体采用IGBT或其他类似功能的电力电子器件串联在热水壶供电线路中，并将电力电子器件的控制端连接芯片的输出管脚。通过程序给输出管脚置高低不同电平，实现电热水壶供电线路的导通与断开，从而控制电热水壶的工作状态。优点：环境适应能力强，可以承受大功率电器，产品寿命长等；缺点：强直流供电需要对220V交流进行整流，电路复杂等。方案二：采用电磁继电器作为电热水壶主电路的开关。同样，将电磁继电器串接入电热水壶供电线路的火线上，并且弱电控制

8、部分接入芯片的输出管脚。通过程序的判断来输出高低电平，配合采用上拉