摘 要本文主要围绕“蓝牙热水器控制系统”进行了全方位的介绍，不仅对这种系统的起源发展背景以及国内外的研究现状做了综合分析，更在此基础上制定了本文的设计目标。笔者选用了目前单片机市场上最畅销的AT89C51单片机作为主要控制器芯片，并结合了其他必要的功能芯片，设计出了一款能够实现热水器水温测量、显示以及手机蓝牙控制等功能的蓝牙热水器控制系统，该系统不仅在硬件上突破了目前相关产品的成本消耗，更将硬件系统结构简化到最精，大幅度地降低了电能消耗、提高了待机时长，另外由于采用了普及程度较为广泛的C语言进行了程序代码的设计和开发，因此大大减少了软件系统的设计周期。本文最终通过Proteus软件对所设计的系统进行了全面的仿真，对各种性能指标进行了检验，检验结果显示系统的各项性能完全达标。
目录
一、 引言
（一） 蓝牙热水器系统的发展背景
（二） 热水器智能控制系统的国内外发展现状
（三） 本文主要研究内容
二、 方案选择及元器件介绍
（一） 主控单片机的对比与选择
（二） AT89C51单片机简要概述
（三） HC05主从一体式蓝牙模块介绍
（四） 温度传感器简介
（五） LCD1602显示器介绍
（六） HK4100FDC5V继电器介绍
三、 硬件系统设计
（一） 蓝牙热水器系统的硬件结构框图设计
（二） 单片机最小系统设计
1. 复位电路设计
2. 时钟电路设计
（三） HC05蓝牙模块电路设计
（四） 温度传感器电路设计
（五） 显示器电路设计
（六） 加热器开关电路设计
（七） 蜂鸣器电路设计
四、 软件系统设计
（一） 蓝牙热水器系统的软件工作流程设计
（二） HC05蓝牙模块收发信息流程设计
（三） 温度传感器工作流程设计
1. 复位操作
2. 读数据操作
3. 写数据操作
（四） 显示器工作流程设计
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（五） 加热器开关控制流程图设计
（六） 报警电路工作流程设计
总 结
参考文献
致 谢
附录一 原理图
附录二 元件列表
附录三 程序
附录四 实物图
引言
蓝牙热水器系统的发展背景
本课题将要设计的这款蓝牙热水器智能控制系统是一种使用微处理器来控制的电子系统，所谓的基于51单片机的蓝牙热水器智能控制系统实际上指的是在硬件结构上以51单片机作为核心部分，通过单片机对芯片外部的传感器、蓝牙通信模块、按键模块以及显示屏等部分的驱动，实现整个系统的良好工作，这就是我们经常说的基于51单片机的蓝牙热水器智能控制系统。最早的用于实现加热水功能的机器早在很多年前就已经出现，这类传统意义上的热水器控制系统全部采用简单的传统结构或者加热棒来完成，当单片机技术还没有实现普遍化和生活化之前，使用传统结构来实现水箱加热或者锅炉房炭烧加热是主流方式，这种传统式热水器系统所表现出的特点也是非常显著的，由于全部采用传统部件来组成整个系统框架，因此在外观上是非常庞大的，在使用过程中由于传统部件存在不可避免的摩擦和老损，因此需要定期地进行维护或者部件更换，另外由于大部分水箱加热采用锅炉房炭火加热方式，因此需要投入大量的人力物力来照看锅炉的运行情况，使用起来十分不便。随着科学技术的飞速发展以及电子技术的空前的全民化，人们已经越来越不能满足于这种传统热水器系统所能实现的功能，这时候单片机系统的出现打破了这一僵局，大部分热水器系统的设计师们意识到唯有采用电子技术进行自动控制才能带来这种产品的全面发展，于是诸多开发人员以及相关传统企业开始了对基于单片机的热水器控制系统的开发与设计，由于单片机具有多管脚以及可编程等重要特性，其多管脚特点使得它可以同时对多种模块（按键、报警器以及液晶屏等）进行驱动，因此这种电子式的热水器控制系统突破了传统传统式的单一功能性，不但实现了传统式热水器的基本功能，更引入了显示、系统配置以及报警等新型功能，更加重要的是由于单片机能够实现程序编程，因此即使将产品推向市场，也不耽误热水器产品的再升级，只需要通过程序代码的改写以及重新烧写就可以实现热水器控制系统的二次甚至多次升级，这是传统传统式热水器系统所无法实现的，另外由于这种电子式热水器系统全部采用芯片来完成各项功能，因此在批量生产后可以大幅度地降低生产成本，使得最终推向市场后的热水器控制系统表现出非常高的性价比，本课题就将采用单片机芯片来实现一款蓝牙热水器智能控制系统。
热水器智能控制系统的国内外发展现状
电子式热水器智能控制系统在国内外目前都已实现了全面化，由于各大企业对于生产热水器智能控制系统产品的技术已经趋于成熟，而要实现更高的性能，还有很大的一段上升空间，因为随着微处理器技术的不断发展，64位处理器即将横空出世，一旦64位微处理器技术成熟并投向市场，将这种更高性能的微处理器替换掉目前的16位或者32位芯片，将能够快速地淘汰掉现有产品，到那时基于单片机的热水器智能控制系统将能够实现更好的水温控制等功能，目前国内外所能实现的最先进热水器智能控制系统是32位的，大多采用ARM架构来实现，前不久美国芝加哥大学的一个兴趣小组采用了CM3架构微处理器作为主控，实现了一款具有能够快速调节水温并且温度精度控制在0.05摄氏度的水温加热系统，这款系统的推出实现了水温快速响应和快速进入稳定状态等功能，同时也标志着为了实现更高性能的热水器智能控制系统我们有很长一段路要走。
本文主要研究内容
本文提出了采用51单片机作为主控核心的蓝牙热水器控制系统，通过将这种性价比超高并且带有高稳定性性能的芯片嵌入到这种系统中，能够大幅度地降低目前市场上相关产品的生产成本，并且在很大程度上改进了相关产品所存在的普遍缺点。在论文的结构安排上，文章的第一章主要通过到图书馆以及互联网查阅资料对蓝牙热水器控制系统的发展背景进行了简要的阐述，并对目前国内外相关院校、企业或者兴趣小组的研究成果进行了调查与对比，从而分析出他们的研究现状；文章第二章快速确定了蓝牙热水器控制系统的主控核心单片机即51单片机，该核心确立后，通过查阅大量资料，选择出了单片机外围模块所要使用的型号，并对其性能特点进行了简要介绍；论文的第三章是蓝牙热水器控制系统的硬件设计章节，在这一部分，笔者将详细描述控制系统的硬件结构以及各个模块电路的设计过程；论文的第四章是软件设计章节，在这一部分，笔者将通过流程图形式对程序的设计过程进行详细的分析，课题要求重点完成以下设计内容：
1）确定蓝牙热水器控制系统的设计参数和核心器件；
2）完成蓝牙热水器控制系统的硬件电路设计；
3）完成蓝牙热水器控制系统的软件部分设计；

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