畢業(yè)設計（論文）-基于單片機的燃氣熱水器溫度控制系統(tǒng)設計.doc

畢 業(yè) 論 文題目 基于單片機的燃氣熱水器溫度控制系統(tǒng)設計 鄭 重 聲 明本人的學位論文是在導師指導下獨立撰寫并完成的，學位論文沒有剽竊、抄襲、造假等違反學術道德、學術規(guī)范和侵權行為，否則，本人愿意承擔由此而產生的法律責任和法律后果，特此鄭重聲明。 學位論文作者（簽名）： 年 月 日摘 要隨著現代居民生活消費水平的不斷提高，人們對生活質量的要求也越來越高。熱水器作為家居生活中非常重要的一部分，用戶對熱水器的功能需求也越來越智能化。燃氣熱水器作為熱水器的一種，以其加熱速度快、體積小、安全、節(jié)能等優(yōu)點，深受廣大消費者的喜愛。而目前大多數燃氣熱水器的智能化程度還較低，處于手動調溫階段，且水溫不能實時顯示，用水量和用氣量不能實時控制，這使消費者的用戶體驗水平大大降低。根據現今燃氣熱水器中存在的不足，向著智能調溫方向發(fā)展，本文設計了燃氣熱水器的恒溫控制系統(tǒng)，概括起來有以下幾點：(1)用8位單片機89S51和DS18B20溫度傳感器，提出了水溫實時監(jiān)測的溫度控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)相比16位的單片機、熱敏電阻和A/D轉換器構成的溫度數據采集系統(tǒng)具有更高的性價比。(2)根據溫度傳感器采集到的溫度數據，經過數據轉換，與設定溫度數值進行對比，再通過DAC0832數模轉換為不同的電流，從而控制燃氣比例閥的大小，調整加熱的力度，進一步實現溫度的自動控制。(3)采用數字PID程序控制，提高了溫度的控制精度，并能實現溫度的連續(xù)可調。(4)加入了LCD1602液晶顯示屏，用于出水溫度的實時顯示；并加入了看門狗和聲光報警子電路，提高了熱水器的安全性。(5)對設計程序進行了工程樣板制作。關鍵詞：燃氣熱水器；單片機；溫度控制；DS18B20- 17 -AbstractWith the improvement of the consumption level of modern residents, customers requirements of life quality are getting higher and higher. As a very important part of home life, the water heaters function is also more and more intelligent. Gas water heater as one of water heater, with its heating speed, small size, safety and energy saving, is very popular by the vast number of consumers. At present, most of the gas water heater is still relatively low-degree of intelligence, only can adjust the temperature by hands, and the water temperature can not be displayed at any time, the weight of water and gas can not be control automaticly, therefore these make the users user experience level greatly reduced.According to the shortcomings of gas water heater, this paper designed a constant temperature control system for gas water heater:(1) In this paper, 8-bit single-chip 89S51 and DS18B20 temperature sensors were used, and the temperature control system of real-time monitoring of water temperature was put forward. Compared with the temperature data acquisition system, which was constituted of 16-bit microcontroller, thermistor and A/D converter, the system of this article is cost-effective. (2) According to the temperature data of temperature sensor, through the data conversion, and compared with the set temperature value, and then through the DAC0832 digital converter into the different electric current value, the size of gas proportional valve can be control. Finally, the heating force can adjust so that achieve the temperature of the automatic control.(3) The temperature control system used the digital PID program control, improved the temperature control accuracy, and can achieve continuous adjustable temperature.(4) A 1602 LCD screen was joined in the temperature control system for the real-time display of water temperature; and watchdog and sound and light alarm circuit were set to improve the safety of water heaters.(5) The design process was made into the project model, and was debugged successful.Key words: Gas water heater; Single chip; Temperature control; DS18B20目 錄摘 要IAbstractII1 前言12 燃氣熱水器系統(tǒng)設計12.1 系統(tǒng)設計要求22.2 系統(tǒng)設計方案22.3 系統(tǒng)性能指標32.4 本章小結43 硬件控制系統(tǒng)設計43.1燃氣熱水器硬件控制系統(tǒng)設計方案43.1.1 信息處理模塊43.1.2 顯示器件53.1.3 溫度采集模塊63.1.4 數模轉化模塊63.1.5 燃氣開關閥73.2 硬件電路設計93.2.1 系統(tǒng)主控制電路的設計93.2.2 溫度值輸入電路的設計93.2.3 報警電路設計103.2.4 溫度檢測電路的設計103.2.5 LCD液晶顯示電路的設計113.2.6 電流控制電路的設計113.3 本章小結124 軟件控制系統(tǒng)設計124.1主程序流程圖124.2測溫程序流程圖134.3數字PID控制器的實現144.4 本章小節(jié)155 總結與展望15參考文獻16致 謝171 前言隨著地球能源的匱乏，近年來，天然氣以其清潔、環(huán)保、高燃比的優(yōu)勢逐漸走進各家各戶。越來越多的家用熱水器也開始采用燃氣作為加熱能源，最近風靡歐美地區(qū)的燃氣采暖熱水兩用爐把燃氣熱水器功能發(fā)展到完美程度。燃氣熱水器具有加熱速度快、經濟效益高、使用方式簡易安全等優(yōu)點，使其受到廣大消費者的喜愛。熱水器是一種人們生活中不可缺少的家用電氣，隨著科學技術的發(fā)展，熱水器的技術水平日漸提高，其種類也越來越多，熱水器的主要品種包括電熱水器、太陽能加熱式熱水器，燃氣熱水器等。其中，太陽能熱水器以取之不盡的太陽能作為能源，節(jié)約能源的同時不會對環(huán)境造成污染，是熱水器的發(fā)展趨勢，但由于其會受天氣原因的限制，因此使用范圍有限；電熱水器多利用電能進行加熱，并采取過壓、過熱、漏電三重保護裝置，使用安全性高，同時具有干凈環(huán)保，調溫方便，安裝方便的優(yōu)點，但缺點是價格偏高，加熱漫，占空間，不適合人口多的家庭使用，且加熱慢，儲水箱反復加熱容易滋生細菌，不節(jié)能等；燃氣熱水器是一人們生活中常用的自來水加熱裝置，它通常以天然氣、石油為燃料，它是通過燃氣在燃燒室內充分燃燒產生高能，并散發(fā)出高溫氣體，高溫氣體經過換熱器后，氣體與換熱氣中的冷水進行熱交換，于是冷水就加熱為所需的安全熱水。燃氣熱水器通常具有以下幾個優(yōu)點：加熱快、效率高、壽命長、價格便宜。從上述敘述中可以看出，太陽能等通過自然能源來加熱的熱水器是未來的趨勢，電熱水器是現在人們生活應用熱水器的主流，但由于燃氣熱水器具有極高性價比的優(yōu)勢，仍被很很多人群使用，燃氣的應用可以滿足人們日益增長的需求，對燃氣熱水器的智能化控制成為其發(fā)展的重點趨勢。2 燃氣熱水器系統(tǒng)設計本課題目的是設計一種自動調節(jié)水溫的燃氣熱水器，其控制系統(tǒng)基于單片機控制。其中設計需要重點考慮其安全性、操作簡潔性，以及開發(fā)成本等因素。2.1 系統(tǒng)設計要求燃氣熱水器供人們日常生活洗浴使用，因此在設計過程中必須滿足用戶的使用需求，保證用戶的良好體驗，因此本課題通過大量網上調研，收集并整理燃氣熱水器的相關資料。本課題所設計出的燃氣熱水器單片機控制系統(tǒng)，要求功能齊全、安全方便、經濟使用。根據相關調研，控制器應具有以下功能：水溫的自動控制和顯示，完善的安全保護措施；水溫應該控制在20攝氏度至90攝氏度并可隨時調整；熱水器電源應該使用AC 220V或電池供電。2.2 系統(tǒng)設計方案方案設計思路簡介：設定一個理想的溫度值，溫度傳感器熱水器的水溫采集，并與這個理想的溫度對比，若設定的理想溫度大于采集溫度，熱水器比例閥的閥口將開大，更多的煤氣進入燃氣室，燃氣充分燃燒產生巨大能量，水溫隨之升高；當水溫達到設定的理想溫度時，比例閥閥口停止開大，保持燃氣室的煤氣含量，設定的水溫和實際水溫通過LCD1602顯示器顯示出來。當水溫達到其極限溫度時，燃氣熱水器中安置的報警器將開始報警，同時熱水器不再運行。因此該系統(tǒng)主要包括信息處理模塊、顯示器件、溫度采集模塊數模轉化模塊，比例閥、風機、水氣聯動裝置、報警裝置和輸出電路模塊組成。在燃氣熱水器溫度控制系統(tǒng)的設計過程，硬件部分包括，核心處理器、外圍電路和外部設備這三個部分。其中，核心處理器選用ATMEL公司生產的89S51系列單片機；外圍電路設計應包括必需的電源電路，復位電路等。另外，外部設備又可分為以下幾個部分進行設計：鍵盤輸入電路、LCD顯示電路，燃氣比例閥控制電路，溫度采樣電路、外部看門狗電路及蜂鳴器報警電路?？刂破饔布Y構電路原理如圖1所示。圖1 控制器硬件結構電路原理2.3 系統(tǒng)性能指標(l) 溫度測量范圍：099 本課題研究的是燃氣熱水器，其加熱對象為液體水，而液體水的溫度范圍為099，當溫度低于0時，水將固化即結冰，當溫度高于99時，水將氣化即稱為蒸汽，因此其液態(tài)溫度為099，熱水器控制器的水溫測量范圍也必須滿足在這一溫度范圍內。另外，經調研可知人們日常使用最適宜的溫度為40，所以要保證熱水器最佳工作狀態(tài)的溫度也是40。(2) 設定溫度 燃氣熱水器的設定溫度必須能滿足用戶的使用需求，即用戶能通過自身需求任意設定一個099范圍的溫度，并且控制器能夠保證迅速將冷水加熱到用戶設定的溫度。(3) 過載保護和系統(tǒng)故障復位裝置 燃氣熱水器屬于家用電器的一種，由于其工作運行必須通電，因此若出現停電、突然斷電或者系統(tǒng)出現故障的問題，系統(tǒng)中的重要數據會丟失，另外，當電路中負載過大時，可能會發(fā)生過載現象導致火災等安全問題的出現，因此在設計過程中必須設有過載保護和系統(tǒng)故障復位裝置?？撮T狗的電路既有過載保護和系統(tǒng)故障復位功能。當系統(tǒng)因為各種意外事件出現突然斷電的情況時，該電路中的EEPROM數據儲存器能將控制系統(tǒng)中正在處理或運算的程序、數值及結果臨時保存起來，當熱水器恢復供電后，單片機能夠從該數據儲存器中讀取這些臨時數據，從而保證了系統(tǒng)的安全。若系統(tǒng)出現故障時，該電路能夠向單片機系統(tǒng)發(fā)出復位信號，使控制系統(tǒng)重新開始運行。另外，當系統(tǒng)電路出現過載現象時，系統(tǒng)將自動斷電，避免燃氣熱水器出現安全隱患。(4) 報警裝置 當系統(tǒng)出現意外故障或者溫度測量的數值與設計的溫度數值不同時，系統(tǒng)將會自動報警，提醒用戶系統(tǒng)出現故障，應及時查明原因并。另外，當實際水溫達到了設定溫度后，報警裝置也會報警提示用戶熱水加熱完成，可供使用。2.4 本章小結基于燃氣熱水器的工作原理和用戶需求，對燃氣熱水器進行了簡單的介紹，設計了系統(tǒng)方案，同時簡述了系統(tǒng)性能指標，為下面熱水器溫度控制系統(tǒng)的設計奠定了基礎。3 硬件控制系統(tǒng)設計3.1燃氣熱水器硬件控制系統(tǒng)設計方案方案設計思路簡介：設定一個理想的溫度值，溫度傳感器熱水器的水溫采集，并與這個理想的溫度對比，若設定的理想溫度大于采集溫度，熱水器比例閥的閥口將開大，更多的煤氣進入燃氣室，燃氣充分燃燒產生巨大能量，水溫隨之升高；當水溫達到設定的理想溫度時，比例閥閥口停止開大，保持燃氣室的煤氣含量，設定的水溫和實際水溫通過LCD1602顯示器顯示出來。當水溫達到其極限溫度時，燃氣熱水器中安置的報警器將開始報警，同時熱水器不再運行。因此該系統(tǒng)主要包括信息處理模塊、顯示器件、溫度采集模塊數模轉化模塊，比例閥、風機、水氣聯動裝置、報警裝置和輸出電路模塊組成。另外，課題設計需要滿足燃氣熱水器溫度控制系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定的工作，溫度超調在5以內，課題的難點是如何實現PID調節(jié)控制水溫。因此，本課題將針對這些要求對燃氣熱水器控制系統(tǒng)進行設計，本章主要介紹熱水器硬件設計部分。3.1.1 信息處理模塊燃氣熱水器信息處理模塊核心硬件是單片機，本課題選用一種AT89S51型單片機，該單片機具有低功耗，高性能的特點，并且它的資源十分豐富，運算速度極快，能夠滿足對燃氣熱水器水溫的控制。它是一種CMOS 8位的單片機，片體內部含有8k Bytes ISP (In-system programmable)的可以反復擦寫并讀取1000次的Flash存儲器，該存儲器具有只讀功能，器件采用ATMEL公司所研發(fā)的高密度存儲制造技術，兼容行業(yè)標準的MCS-51指令系統(tǒng)以及80C51的引腳式結構，另外，芯片內部還集成了通用的8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的AT89S51型單片機具有強大的功能，它可以為很多類型的嵌入式控制系統(tǒng)服務，并提供高效率的解決方案。該單片機的模塊如圖2所示。圖2 單片機的模塊3.1.2 顯示器件液晶顯示器是生活中常見的電子設備。例如電子計算器、電子表、掌上游戲機、手機等都可以看到液晶顯示器的身影，顯示器主要顯示的是數字、符號和專用的圖形。液晶模塊、數碼管等都屬于常見的顯示器件，其中，液晶模塊可以分為三類：數顯液品模塊、點陣字符液晶模塊、圖形液晶模塊。數碼管價格相對于液晶模塊比較便宜，其內部發(fā)光二極管大多屬于電流敏感器件，其正向壓降的具有分散性大，與溫度等其他因素相關的特點。通常，為了使數碼管亮度均勻分布，需要對其施加恒定工作電流，且不受溫度等環(huán)境因素的影響。另外，當溫度發(fā)生改變時，驅動芯片還要能夠自動調節(jié)輸出電流的大小以實現色差平衡溫度補償，即使是短時間的電流過載也可能對發(fā)光管造成永久性的損壞。顯示數據包括理想設定溫度以及實測水溫，通常生活中要求顯示4位，若使用數碼管則會導致過多的單片機端口被使用，這樣必須對端口進行擴展，進而造成成本的提高，且數碼管極易受到環(huán)境的干擾，燃氣熱水器的溫度顯示測式必須具有高精度性，而數碼管的大量使用必將導致溫度測量不準，誤差加大，所以決定選用功能強大不易受到干擾的液晶LCD1602顯示。3.1.3 溫度采集模塊溫度采集模塊的核心部件是溫度傳感器，本課題采用AD 590型溫度傳感器。該傳感器由美國模擬器件公司生產，且將兩端感溫電流源單片集成，流過元器件的電流與其所在的環(huán)境熱力學溫度(開爾文)相等。該溫度傳感器的溫度測試范圍為-55攝氏度到155攝氏度，電源電壓范圍為4 V-30 V。AD 59型溫度傳感器可以承受高達44 V的正向電壓和20 V的反向電壓，因此即使將器件反向連接也不會造成系統(tǒng)元件損壞。該溫度傳感器共有I、J、K、L和M五個檔位，其中M檔具有最高的精確度。另外，該集成溫度傳感器本質上是一種半導體集成電路，如圖3-2所示。它的基本原理是利用晶體管的結壓降的不飽和值與熱力學溫度和通過發(fā)射極電流的下述關系實現對溫度的檢測。圖3 溫度傳感器結構框圖3.1.4 數模轉化模塊數模轉換D/A轉換芯片采用DAC0832型號轉換芯片，該芯片采樣頻率為八位，集成電路中設有兩級輸入寄存器，使該芯片具備單緩沖、雙緩沖、單緩沖以及直通三種輸入方式，可以滿足各種類型電路的需求（如要求多路D/A異步輸入、同步轉換等）。一個8位D/A數模轉換器具有8個輸入端（其中每個輸入端是8位二進制數的一位），另外，該轉換器還設有一個模擬輸出端。輸入共有28=256個不同的二進制組態(tài)，即輸出的電壓范圍不是在指點范圍內的任意數值，而是這256各電壓內的某一值。圖4是DAC0832的邏輯框圖和引腳排列。圖4 DAC0832的邏輯框圖和引腳排列 D/A數模轉化的輸出形式為電流形式。如果需要得到相應的模擬電壓信號，可以設計并安置具有線性運算能力的放大器實現，該放大器阻抗輸入相對較大，另外，運放的反饋電阻可通過RFB端引用片內固有電阻，也可外接電阻。DAC0832 數模轉換器邏輯輸入滿足TTL電平，可直接與TTL電路或微機電路連接。3.1.5 燃氣開關閥燃氣熱水器中，比例閥起到一個開關的作用，通過控制系統(tǒng)對閥口開度的調節(jié)來控制煤氣進入燃氣室。燃氣比例閥是電磁比例閥系統(tǒng)，具有可動永磁特性，它的閥口開度大小與電腦控制器出書大小成正比，并且具有無極調節(jié)的功能，能夠實時控制，使熱水器的溫度能按照人們的意愿無極調節(jié)；另外，若比例閥的電流保持恒定不變，比例閥的開度會隨著壓力的比變化而變化，因此，只需保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，就可使燃氣熱水器設定的水溫保持恒定。燃氣比例閥具有體積小，調節(jié)精確，功重比高，可靠性高等優(yōu)點。圖5為該燃氣比例閥的結構圖。圖5 燃氣比例閥結構圖結燃氣比例閥由開關閥、比例調節(jié)系統(tǒng)、穩(wěn)壓系統(tǒng)三部分組成：(1) 開關閥：如圖5所示，與液壓系統(tǒng)中的開關閥類似，它是一個通斷型電磁閥，閥口的啟閉由控制器的電信號決定。(2) 比例調節(jié)系統(tǒng)：主要由電磁系統(tǒng)、永磁體、球閥組件構成。當線圈通電時，磁芯的下端面將產生極性極強的電磁場，該電磁場與永磁體下端面極性相同，這使得兩者之間相互排斥，永磁體在排斥力的作用下推動球閥下移。這樣會與橡膠閥口間形成一個較大的開度，使進氣量增大。另外，若電流越大，則磁性產生的磁場越大，二者之間的排斥力越大，于是閥口開度增大，因此進氣量及閥口開度與電流正相關。反之，當電流減小時，則磁性產生的磁場越小，二者之間的排斥力越小，于是閥口開度減小，燃氣進氣量降低。因此，控制器能夠依據溫度反饋信號自動調節(jié)燃氣的流量，達到自動調節(jié)水溫的效果。當系統(tǒng)斷電時，電磁力消失，自然存在的永磁力迫使永磁體吸向磁芯，球閥隨之上移并將閥口關閉，保證了燃氣的密封，不發(fā)生泄漏造成環(huán)境污染及安全問題。(3) 穩(wěn)壓系統(tǒng)：當電流按設定溫度值確定后，磁場力可視為一個恒定作用力。若系統(tǒng)輸入壓力升高，閥門所受的力將增大，閥口開度減?。蝗粝到y(tǒng)輸入壓力下降，閥口所受的力將減小，閥口開度增大。這樣就可以保證輸出壓力的恒定，并使燃氣進氣量保持恒定，水溫保持不變。綜上可以看出，溫度傳感器將采集到的數據傳到數據控制面板，再由單片機發(fā)出指令，自動調節(jié)燃氣開關閥的開口度，進而調節(jié)燃氣進氣量，保證了水溫的自動調控。3.2 硬件電路設計3.2.1 系統(tǒng)主控制電路的設計燃氣熱水器系統(tǒng)主控制電路主要由看門狗復位電路、LED燈光顯示器件電路、晶振電路、單片機芯片等電路構成。其核心部件單片機能夠調用程序使外圍各電路相互配合，顯示出實際水溫，并可對其進行調節(jié)、控制等操作，主控制電路如圖6所示。圖6 主控制電路3.2.2 溫度值輸入電路的設計根據本課題系統(tǒng)的輸入要求，用戶僅僅需要預先設定兩位數的溫度值，因此值需要叫少的鍵位，因此，可僅用3各單鍵位即可，例如一個十位按鍵、一個個位按鍵以及一個介紹按鍵。由于單片機具有有限個數的引腳，因此在設計初期無法判斷能否有額外的資源可供使用，因此還學考慮鍵盤響應的時效性以及單片機的運行效率，故本系統(tǒng)擬采用中斷擴展的控制方式，即將四個單鍵位分別與四個I/O口相連接。溫度值輸入電路圖如圖7所示。圖7 溫度值輸入電路3.2.3 報警電路設計報警電路如圖8所示，其中，蜂鳴器起主要的報警作用，若出現一些電器故障，如熱水器干燒，實際水溫與設定水溫不符合時，蜂鳴器報警器將會響起。圖8 報警電路3.2.4 溫度檢測電路的設計溫度檢測電路通過溫度傳感器采集到的溫度傳輸給單片機，通過單片機進行運算，實現溫度檢測并實時調節(jié)的功能。報警電路如圖9所示，其中，蜂鳴器起主要的報警作用，若出現一些電器故障，如熱水器干燒，實際水溫與設定水溫不符合時，蜂鳴器報警器將會響起。圖9 溫度檢測電路3.2.5 LCD液晶顯示電路的設計LCD液晶顯示器可以將溫度傳感器采集到的溫度顯示出來，并且還能將設計溫度展示在屏幕上，其電路設計如圖10所示。圖10 LCD液晶顯示電路3.2.6 電流控制電路的設計單片機能夠通過P0口輸出數據，將數字型號轉化為模擬量，由于模擬信號數值通常很小，以電流形式輸出，其值通常最大只有330 uf左右，因此需要先將電流通過運算放大器放大并轉化為電壓，這樣出來的電壓為負值，這也使得發(fā)光二級管必須倒置安裝。依據發(fā)光二極管所得到的數值大小來顯示輸出電流的大小，采用外接電阻的方法，把電壓轉換成電流， 使得電路簡單化，達到控制電流的效果，其電流控制電路如圖11所示。圖11 電流控制電路3.3 本章小結本章中，主要是關于元件的參數計算及如何選擇液壓元件，并給出了元件的型號及生產廠家和重量。在完成元件選型后，就可以進行集成塊和泵站的設計?？梢哉f本章是后續(xù)工作的基礎，但并非只有元件選型完畢后才能進行集成塊和泵站的設計，這幾項工作是相互呼應的，應該綜合考慮。最后，對各硬件系統(tǒng)主要的控制電路進行了研究分析，以完成燃氣熱水器硬件控制系統(tǒng)的主要設計。4 軟件控制系統(tǒng)設計4.1主程序流程圖本文研究的燃氣熱水器溫度控制系統(tǒng)要實現水溫的實時數字顯示和溫度控制。首先對DS18B20溫度傳感器進行初始化，進行測溫，然后對設定溫度和溫度傳感器測來的水溫進行比較，當設定溫度大于實測水溫時，將燃氣比例閥開度增大，當設定溫度小于實測水溫時，比例閥開度減小，若兩數值相同，則保持當前數據，比例閥保持當前開度，直到停止運行熱水器。當水溫大于臨界溫度值時，蜂鳴器報警并且停止運行。圖12顯示了本系統(tǒng)的主程序流程圖。圖12 燃氣熱水器主程序流程圖4.2測溫程序流程圖圖13為測溫程序的流程圖。在測溫前，先對DS18B20溫度傳感器進行初始化，初始化后，隨后啟動DS1820開始測溫，DS1820輸出的溫度數據是12位的二進制數，需將該12位數進行雙8位分離，經單片機及其溫度數據對應表進行二進制到IO進制的轉換，最后實時輸出，并顯示出十進制溫度值。圖13 測溫子程序流程圖4.3數字PID控制器的實現本課題上節(jié)對控制系統(tǒng)的PID算法進行了優(yōu)化，進而得到了位置式PID算法，針對DAC0843以及V/I轉換電路的特性，控制了系統(tǒng)的輸出電流大小，但是電壓的大小受限，輸出的電壓必須在一定范圍內，為避免程序錯誤，對燃氣熱水器的水溫控制造成誤差。具體流程圖如圖14所示。圖14 數字PID程序流程圖4.4 本章小節(jié)本章主要對燃氣熱水器的軟件控制系統(tǒng)進行了設計，控制系統(tǒng)軟件設計的程序設計流程進行了介紹，解釋了測溫流程以及數字PID控制如何實現。5 總結與展望本文設計的燃氣熱水器溫度控制系統(tǒng)是由AT89S51型號單片機、DS18B20溫度傳感器、人機交互液晶顯示屏幕以及鍵盤組成，其中，系統(tǒng)的軟件設計是采用模塊化結構，主要包括主系統(tǒng)程序、LCD顯示子程序、鍵盤中斷服務子程序和PID調節(jié)子程序。本文設計的溫度控制系統(tǒng)智能化程度較高，用戶可以根據自己想要的溫度進行設定，系統(tǒng)接收到設定溫度后自動控制溫度，并具有出水溫度恒溫和防漏電保護程序，同時設置有防止干燒、漏氣等保護功能。因此本文進行的燃氣熱水器溫度控制系統(tǒng)的設計具有以下優(yōu)點：不需預熱、無需等待、出水速度快，同時節(jié)能省電、安全環(huán)保，體積小巧、節(jié)約空間和水溫恒定，既智能又安全。本次畢業(yè)設計是對本人本科期間所學知識的一次綜合性運用。在本次畢業(yè)設計中，我重溫了模擬電子技術基礎、數字電子技術基礎和單片機等知識，并將這些知識點合理運用，從而完成了本次畢設。但由于僅僅對產品樣板進行了調試，由于時間緊迫和各種條件的限制，沒有在實際的燃氣熱水器上而進行調試，因而該設計還有許多需要修改完善的地方。參考文獻1 殷斌. 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)的研究J. 機電程2015, (0