AT89C51单片机即热式电热水器控制系统的设计(2)
5.1.2 Proteus 简介 24
5.1.3 PROTEUS 7.0 与 KeilμVision3 的联调 25
5.2 电路调试及结果 . 26
5.2.1 过零检测电路的调试 26 5.2.2 LED 数码管、按键输入电路及指示电路的调试 27
5.2.3 温度检测电路的调试 30
5.2.4 整体电路调试 30
结 论. 32
致 谢. 33
参 考 文 献 34
附录 硬件总电路图 35
1 引 言
1.1 选题的背景及意义
热水器是一种可供浴室、洗手间及厨房使用的家用电器。目前市场上热水器
主要品种有电热水器、太阳能热水器、燃气热水器。就中国的具体情况而言，由
于太阳能热水器的使用受天气原因的限制，使用范围比较狭窄；燃气热水器由于
以石油、天然气为燃料，而受燃料供应问题的限制，难以满足人们日益增长的需
求，且不利于环境保护，因此电热水器越来越受到消费者的青睐[1]。
即热式电热水器（ELECTRIC TANKLESS WATER HEATER）又称快热式电热水器，
就是让通过机体的水即刻转化成具有理想水温热水的热水器。它的问世是家用电
热器具领域一次新的进步，弥补了其它热水器的不足，属传统型热水器的替代产
品，是家庭、公用住宅、小型饭店、宾馆理想的配套服务设施。即热式电热水器
在欧美等西方国家已经有数十年历史，省时、方便、节能、节水、环保、体积小、
使用安全等特性已得到广大用户认可。根据国务院近期发布的调查结果显示，目
前电热水器取代燃气热水器已经占据了国内热水器市场近60%的市场份额，并呈
现出不断增长的趋势。从增长速度来看，即热式电热水器年增长率高达40%。为
此，进行即热式电热水器的技术改进和完善，提高其能量利用率对节约能源和环
境保护，都有着不可忽视的重要意义。因此研究、设计、制造更方便、更实用、
更安全、更节能的热水器是产品设计师和生产厂家不断追求的目标[2]。
1.2 本文所作的工作
本文介绍了根据即热式电热水器的原理，利用 C51 实现即热式电热水器控制
器的原理和方法。首先，本文对即热式电热水器的工作原理进行分析和研究；接
着利用自顶向下的设计原理，根据设计要求对控制系统分为了七个模块；然后以
89C51 芯片为核心，根据每个模块的功能对其原理分析，设计每个模块的实现程
序和硬件电路；最后完成整个控制系统的连接，并对其进行仿真调试，以研究其
性能。
本文所设计的即热式电热水器的性能要求如下：
1) 用 2 位数码管显示出水温度，能显示设定功率档位；
2) 温度检测显示范围为 00～99℃，精确度为±1℃； 3) 设置 3 个功率档位指示灯，1～4 档 1 个灯亮，5～8 档 2 个灯亮，9 档 3
个灯全亮。0 档无功率输出，档位灯不亮；
4) 设置 3 个轻触按钮，分别为电源开关键、“+”键和“一”键。加热功率
分 0～9 档，按“+”键依次递增至 9 档，按“一”键依次递减至 0。0～
9 档功率依次为 0、1/9 P、2/9 P、3/9 P、4/9 P、5/9 P、6/9 P、7/9 P、8/9 P和 P；
5) 出水温度超过65℃时停止加热，并蜂鸣报警，温度降到 45℃以下时恢复；
6) 内胆温度超过 105℃时停止加热，防止干烧。
2 即热式电热水器概述
2.1 即热式电热水器的发展及现状
第一代“膜式”即热式电热水器是在上世纪80 年代初上市场的，但因为安