51单片机即热式电热水器设计+电路图+源程序(3)
加热器水流通道及管路不宜用焊接方式连接，不宜大面积的并液密封，防止腐蚀液漏；
发热元件不能受潮、水电必需要彻底的隔离，确保安全万无一失；
降低发热元件的热负荷，减少水垢的产生，延长使用寿命；
发热元件端子因接点会产生热量，应处于发热体的低温区，接线端子应分散，降低自身热量，才能确保安全。
图1 即热式电热水器内部结构图
加热功率控制
线路控制系统一定要用双断双开的控制方案，在热水器启动和关闭的同时，电源的双极（火线、零线）应同时关断或开启。很多人误认为零线是零电位没有电压，断不断开都无所谓，从理论上讲是如此，我们知道三相电为380V，是指相与相之间的电压（也就是一条火线对另一条火线之间的电压）为380V，而单相火线对零线的电压则为220V，称之为单向电，在三相负荷完全相等时，零线上的电压为0V，电流在三相线之间流动，三相负荷不平衡时，产生电压差，这时零线上的电压大于0V。但真正电人的不是电压而是电流，交流电不分正负。电流由火到零或由零到火两个方向变化交叉流动称为交流电；电流由正极流向负极单方向直接流动称为直流电。不管交流或直流，是指电流由一极流进另一极流出，形成一个回路，回路上的负载才能做功，所以不管是那一边电流是相等的，电流越大对人体伤害也就越大。所以在关机或保护时一定要切断双向电源方能安全。双断双开的控制方案是通过继电器的闭合来实现的。
本次设计思路
对于加热模块的控制，最简单的方法是由若干块不同功率的电热丝组合得到几种不同的加热功率，但由于即热式电热水器的加热功率比较大，且功率档位设置较多，用电热丝组合的方法比较复杂，需要几组电热丝和继电器配合使用，成本较高且工作可靠性降低。
另外一种方法是采用可控硅控制功率，这种方法电路简单，控制方便。
经过对比，决定采用第二种方法作为本次毕业设计中即热式电热水器的加热控制电路。
对于温度检测模块，第一种检测方法是采用专门的集成测温传感器，直接将温度转换成数字信号传给单片机，这种方法测量非常精确。
另一种方法是采用热敏电阻（或热敏传感器）组成电路来采集信号，再经过放大、A∕D转换后送至单片机。
为了简化电路，降低成本，本次设计采用温度∕频率转换测温法，直接将温度信息转换成频率信号，用单片机测出频率大小，从而间接测出温度值，这种方法需要构建的电路简单可靠，成本低廉。
加热控制电路
电热丝的加热功率由双向可控硅来控制，单片机通过光耦可控硅触发信号，控制可控硅的导通角，从而控制电热丝的有效加热功率。为了在关机和超温保护的状态下能可靠地关断加热电源，电路中加入继电器来控制加热电源。其中串联在继电器线圈回路的熔丝为105℃的热保险丝，当温度超过105℃时，热保险丝会熔断，防止加热管干烧。与电热丝并联的LED发光管用来指示电热丝的工作状态。
可控硅触发信号中需要对市电进行过零检测，以实现触发脉冲的相位延时。
温度检测电路
温度/频率转换电路是利用反相器组成的RC多谐振荡器，其中R是一个热敏电阻，当温度变化时引起热敏电阻的组织变化，从而改变振荡器输出的方波频率。该频率的估算可用如下公式：