家用电热水器控制器讲稿.ppt

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1、家用电热水器控制器课件第一页，讲稿共三十二页哦课程说明课程说明 上课日期：上课日期：2015年年5月月11日日 15日日 上课时间：下午上课时间：下午4:00 晚上晚上9:00 上课地点：上课地点：21B 495教室教室 学学 时时 数：数：32 讲课方式：教师传授讲课方式：教师传授+学生自主学习学生自主学习第二页，讲稿共三十二页哦课程说明课程说明上课要求：上课要求：（1）课前、课后刷卡，遵守课堂纪律）课前、课后刷卡，遵守课堂纪律（预约预约5月月11日实验课）；日实验课）；（2）未经过教师允许，勿用）未经过教师允许，勿用U盘；盘；（3）自备电烙铁及架，万用表等工具；）自备电烙铁及架，万用表等工

2、具；（4 4）每天写实验日志，内容包括：当天完成的工作量、测量数据、实验）每天写实验日志，内容包括：当天完成的工作量、测量数据、实验故障及解决、尚未解决的问题、收获及总结等实验状况（每天都要回收）；故障及解决、尚未解决的问题、收获及总结等实验状况（每天都要回收）；（5）实验报告在完成实验的一周之内按选题投到实验室）实验报告在完成实验的一周之内按选题投到实验室3楼的实验报告箱中楼的实验报告箱中；第三页，讲稿共三十二页哦课程说明课程说明 实验成绩：实验成绩：实验实验报告（报告（40%）+动手操作（动手操作（60%）实验实验成绩在成绩在9090分以上，还要参加在分以上，还要参加在15、16周左右进行

3、周左右进行笔试考试笔试考试，以最终确定成绩。以最终确定成绩。优秀的人数控制在本组的优秀的人数控制在本组的15-20%以内以内第四页，讲稿共三十二页哦课题背景课题背景 电热水器是指用电加热的热水器。近年来随电热水器是指用电加热的热水器。近年来随着电器自动化水平的提高，电热水器增长速度大着电器自动化水平的提高，电热水器增长速度大大快于燃气热水器增长速度。电热水器没有污染，大快于燃气热水器增长速度。电热水器没有污染，操作简单、快捷，安装方便，使用成本降低，颇操作简单、快捷，安装方便，使用成本降低，颇受消费者的欢迎。受消费者的欢迎。第五页，讲稿共三十二页哦课题目的课题目的 熟悉常用模拟、数字集成电路原

4、理及使用；熟悉常用模拟、数字集成电路原理及使用；掌握电子电路应用系统设计方法；掌握电子电路应用系统设计方法；学会用学会用EDA工具软件进行电路设计；工具软件进行电路设计；熟悉硬件电路安装、调试及测量过程；熟悉硬件电路安装、调试及测量过程；培养良好的科学态度和工作作风。培养良好的科学态度和工作作风。第六页，讲稿共三十二页哦任务及要求任务及要求 结合学生已经掌握的模拟电子技术、数字电结合学生已经掌握的模拟电子技术、数字电子技术理论知识和实验技能，以模拟集成电路和子技术理论知识和实验技能，以模拟集成电路和数字集成电路为核心器件，由学生自主完成一种数字集成电路为核心器件，由学生自主完成一种全自动的电热

5、水器控制器的研制。该控制器可实全自动的电热水器控制器的研制。该控制器可实现对热水器的进水阀门和加热器的自动控制，并现对热水器的进水阀门和加热器的自动控制，并提供必要的安全、报警等功能。提供必要的安全、报警等功能。第七页，讲稿共三十二页哦任务及要求任务及要求 家用电热水器控制器包括进水控制和温度控制两部分，其功能及技术家用电热水器控制器包括进水控制和温度控制两部分，其功能及技术指标要求如下：指标要求如下：进水控制：进水控制：（1 1）水位预置：从低到高，共）水位预置：从低到高，共5 5级；级；（2 2）水位预置指示：红色发光二极管，）水位预置指示：红色发光二极管，5 5个，最上面指示最高水位，最

6、下面个，最上面指示最高水位，最下面指示最低水位；指示最低水位；（3 3）进水状况检测：从低到高，共）进水状况检测：从低到高，共6 6级，其中包括级，其中包括1 1个水位溢出检测；个水位溢出检测；（4 4）进水状况指示：绿色发光二极管，）进水状况指示：绿色发光二极管，5 5个，最上面指示最高水位，最下个，最上面指示最高水位，最下面指示最低水位；面指示最低水位；（5 5）控制进水电磁阀输出端口：）控制进水电磁阀输出端口：1 1个，开关量，高电平有效；个，开关量，高电平有效；第八页，讲稿共三十二页哦任务及要求任务及要求 （6 6）电磁阀吸合及水位溢出指示：双基色发光二极管，红色亮表示水位已达）电磁阀

7、吸合及水位溢出指示：双基色发光二极管，红色亮表示水位已达到溢出位置，绿色亮表示电磁阀吸合。到溢出位置，绿色亮表示电磁阀吸合。（7 7）状态指示一：双基色发光二极管，红色亮表示控制器工作在水位预置状）状态指示一：双基色发光二极管，红色亮表示控制器工作在水位预置状态，绿色亮表示控制器工作在进水状态。态，绿色亮表示控制器工作在进水状态。温度控制：温度控制：（8 8）温度预置及检测范围：）温度预置及检测范围：0 50 0 50；（9 9）温度测量误差：）温度测量误差：1 1 （1010）温度显示方式：）温度显示方式：LED LED 数码管，两位；数码管，两位；（1111）控制加热器输出端口：）控制加热

8、器输出端口：1 1个，高电平有效；个，高电平有效；（1212）状态指示二：双基色发光二极管，红色亮表示控制器工作在温度预置状）状态指示二：双基色发光二极管，红色亮表示控制器工作在温度预置状态，绿色亮表示控制器工作在加热状态。态，绿色亮表示控制器工作在加热状态。第九页，讲稿共三十二页哦系统设计描述系统设计描述 一、进水控制器电路结构及工作原理一、进水控制器电路结构及工作原理 进水控制器电路由进水控制器电路由水位预置电路、进水状水位预置电路、进水状况检测电路、控制电路况检测电路、控制电路和进水电磁阀组成，其和进水电磁阀组成，其电路结构如右图所示。电路结构如右图所示。第十页，讲稿共三十二页哦系统设计

9、描述系统设计描述 二、温度控制器电路结构及工作原理二、温度控制器电路结构及工作原理 温度控制器电路温度控制器电路由温度传感器电路、由温度传感器电路、A/DA/D转换电路、温度预转换电路、温度预置电路、控制电路、数置电路、控制电路、数码管显示电路、时钟电码管显示电路、时钟电路及加热器组成，其电路及加热器组成，其电路结构如左图所示。路结构如左图所示。第十一页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电路水位预置电路手动脉冲产生电路手动脉冲产生电路第十二页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电路水位预置电路预置编码电路预置编码

10、电路第十三页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电路水位预置电路译码与驱动电路译码与驱动电路第十四页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_水位预置电路水位预置电路第十五页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_进水状况检测电路进水状况检测电路第十六页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器进水控制器_控制电路控制电路第十七页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真进水控制器整体进水控制器整体电路电路第十八页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温

11、度传感器电路温度传感器电路第十九页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温度传感器电路温度传感器电路第二十页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温度传感器电路温度传感器电路第二十一页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_A/D转换电路转换电路第二十二页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器温度控制器_温度预置电路温度预置电路第二十三页，讲稿共三十二页哦电路设计与仿真电路设计与仿真温度控制器整体电路温度控制器整体电路第二十四页，讲稿共三十二页哦电路安装与调试电路安装与调试 在电路设计工作

12、完成之后，就进行电路的安装与在电路设计工作完成之后，就进行电路的安装与装调。通过电路的安装、调试过程，可以发现并纠正装调。通过电路的安装、调试过程，可以发现并纠正理论设计方案中的错误和不足之处。电路安装与调工理论设计方案中的错误和不足之处。电路安装与调工作也是设计者必须掌握的基本技能。作也是设计者必须掌握的基本技能。在电路的安装、调试时，都是自下而上。首先，安装并调在电路的安装、调试时，都是自下而上。首先，安装并调试每个子系统对应的单元电路；然后，逐渐扩大将几个单元电试每个子系统对应的单元电路；然后，逐渐扩大将几个单元电路进行联调；最后，进行整机调试。调试就是对安装后的电路路进行联调；最后，进

13、行整机调试。调试就是对安装后的电路进行参数和工作状态测试。通常，调试工作按信号流程逐级进进行参数和工作状态测试。通常，调试工作按信号流程逐级进行，可以从输入端向输出端推进，也可以从输出端向输入端倒行，可以从输入端向输出端推进，也可以从输出端向输入端倒推。推。第二十五页，讲稿共三十二页哦电路调试内容电路调试内容 进水控制器：进水控制器：1.1.水位预置电路调试；水位预置电路调试；2.2.进水状况检测电路调试；进水状况检测电路调试；3.3.进水控制电路调试；进水控制电路调试；温度控制器：温度控制器：4.4.温度传感器电路调试；温度传感器电路调试；5.5.时钟电路时钟电路调试；调试；6.A/D 6.

14、A/D转换及数码管显示电路转换及数码管显示电路调试；调试；7.7.温度预置电路调试；温度预置电路调试；8.8.温度控制电路调试。温度控制电路调试。第二十六页，讲稿共三十二页哦系统设计方法系统设计方法自上而下设计方法自上而下设计方法 自上而下的设计方法是设计者从整个系统功能出发，进自上而下的设计方法是设计者从整个系统功能出发，进行最上层的系统设计，而后按一定的原则将系统分成若干子行最上层的系统设计，而后按一定的原则将系统分成若干子系统，逐级向下，再将每个子系统分为若干子模块，子模块系统，逐级向下，再将每个子系统分为若干子模块，子模块还可以继续向下划分，直至分成许多最基本模块（芯片级）。还可以继续

15、向下划分，直至分成许多最基本模块（芯片级）。一个系统只应有一个控制模块。通常情况下，每一个系统只应有一个控制模块。通常情况下，每个子系统就是一个受控模块，可用设计者所熟悉的各个子系统就是一个受控模块，可用设计者所熟悉的各种电路来实现，无须花费很大的精力。种电路来实现，无须花费很大的精力。第二十七页，讲稿共三十二页哦系统设计方法系统设计方法自上而下设计方法自上而下设计方法 按照自上下的设计方法，系统的设计步骤如下：按照自上下的设计方法，系统的设计步骤如下：一、总体方案设计一、总体方案设计 总体方案设计的内容包括系统的总体方案设计的内容包括系统的设计任务和要求设计任务和要求、原理和使用环境、外部、

16、原理和使用环境、外部输入和输出信号特性以及输入和输出信号特性以及系统的功能和技术指标系统的功能和技术指标等。等。二、系统设计描述二、系统设计描述 根据总体设计方案，进行系统设计描述。根据总体设计方案，进行系统设计描述。系统设计描述的方法有：方框图系统设计描述的方法有：方框图定时图（时序图）和逻辑流程图。定时图（时序图）和逻辑流程图。1 1系统划分，画出电路结构方框图系统划分，画出电路结构方框图 将系统划分为控制模块和受控模块两部分。根据步骤一所确定的系统功能，将系统划分为控制模块和受控模块两部分。根据步骤一所确定的系统功能，决定受控模块需要由哪些子系统组成，并确定这些子系统与控制模块之间的关系

17、。决定受控模块需要由哪些子系统组成，并确定这些子系统与控制模块之间的关系。这一过程是一个逐级分解的过程，随着分解进程的深入，每个子系统的功能越来这一过程是一个逐级分解的过程，随着分解进程的深入，每个子系统的功能越来越专一和明确，越来越清晰。最终分解的程度以越专一和明确，越来越清晰。最终分解的程度以能清晰地表示出系统的电路能清晰地表示出系统的电路结构方框图结构方框图。第二十八页，讲稿共三十二页哦系统设计方法系统设计方法自上而下设计方法自上而下设计方法 2 2子系统功能描述子系统功能描述 系统划分完成后，对各个子系统和控制模块进行详细的功能描系统划分完成后，对各个子系统和控制模块进行详细的功能描述

18、。此阶段的描述是抽象的功能模块，不涉及具体的器件。述。此阶段的描述是抽象的功能模块，不涉及具体的器件。三、依据功能描述，进行电路设计三、依据功能描述，进行电路设计 通过对各子系统和控制模块功能描述，将其转换成相通过对各子系统和控制模块功能描述，将其转换成相应的电路。应的电路。第二十九页，讲稿共三十二页哦系统设计方法系统设计方法自下而上设计方法自下而上设计方法 与与自自上上而而下下的的设设计计方方法法相相反反，自自下下而而上上的的设设计计方方法法是是从从现现成成的的器器件件或或子子系系统统开开始始的的。它它的的基基本本过过程程就就是是根根据据系系统统功功能能的的要要求求，对对现现有有的的器器件件

19、或或较较小小的的系系统统或或相相似似的的系系统统加加以以修修改改、扩扩大大和和相相互互联联接接，直直到到构构成成能能满满足足系系统统功功能能要要求求的的新新系系统统为为止止。设设计计过过程程遵遵循循“设设计计验验证证修改设计修改设计再验证再验证”的原则。的原则。第三十页，讲稿共三十二页哦系统设计方法系统设计方法依据关键器件设计方法依据关键器件设计方法 许多设计是从所谓关键器件开始进行设计的。因为对许多设计是从所谓关键器件开始进行设计的。因为对于一个有经验的设计者来说，往往根据系统的功能就可以于一个有经验的设计者来说，往往根据系统的功能就可以知道选用哪种关键或核心器件来设计该系统，关键器件的知道选用哪种关键或核心器件来设计该系统，关键器件的性能、价格将决定整个系统的性能、结构以及可行性。性能、价格将决定整个系统的性能、结构以及可行性。这种方法实际上是自上而下和自下而上两种方法的结合这种方法实际上是自上而下和自下而上两种方法的结合和变形。在关键部件选定之后，配以适当的辅助电路和控制和变形。在关键部件选定之后，配以适当的辅助电路和控制电路，从而实现整个系统。电路，从而实现整个系统。第三十一页，讲稿共三十二页哦实验报告撰写实验报告撰写 见见家用电热水器控制器家用电热水器控制器实验总结报告样本。实验总结报告样本。第三十二页，讲稿共三十二页哦