电热水器方案开发

1. 方案概述
本方案采用PMS171C (SOP‑8) 8 位 OTP 单片机，用于家用储水式电热水器控制板；适配 50‑60L 储水式热水器，加热管额定功率 2000W，AC220V/50Hz。主控内置增强比较器，使用软件模拟 ADC 读取 NTC 温度；具备加热、恒温保温、定时开关机、超温 / 干烧保护。硬件必须搭配机械式 KSD303 手动复位限温器（95℃，16A/250VAC）作为二次硬件保护，软件保护仅作为辅助，不能替代硬件保护器件。

硬件关键参数
● 整机输入 AC220V 50Hz；加热管额定功率：2000W；最大工作电流 9.1A
● 主继电器：16A/250VAC；驱动 S8050；续流二极管 1N4148
● 温度传感器：NTC 100K‑B3950；测温区间 0‑98℃；分压电阻 100K，精度 1%
● 电源模块：OB2358 AC‑DC 降压；输出 DC5V 给 MCU；DC12V 给继电器线圈
● 温度控制区间：30‑75℃；超温软件保护阈值 85℃；硬件限温器 95℃动作
● 按键：内部上拉轻触按键；软件消抖 20ms；蜂鸣器支持告警长鸣

核心功能
● 加热控制：继电器驱动 2000W 加热管通断
● 恒温保温：NTC 采集内胆水温，低于设定温度启动加热，到达设定温度停止加热
● 定时：定时开机 / 定时关机，定时范围 0‑9H
● 用户按键：开 / 关、温度 +、温度‑
● 状态显示：LED 指示灯 / 简易数码管显示设定温度
● 安全保护：软件超温保护、干烧逻辑保护；上电禁止继电器误输出；看门狗复位

2. 引脚资源分配 PMS171C（SOP‑8）

系统框图

3. 硬件设计详解
● 主控 PMS171C (SOP‑8)：SOP‑8 小封装，内置增强比较器；利用 RC 充放电实现软件模拟 ADC 读取 NTC 阻值；工作电压 2.2‑5.5V。
● 电源模块：OB2358 隔离 AC‑DC 降压，输出 DC5V 给 MCU；DC12V 驱动继电器线圈。
● 加热驱动电路：PA3 经 S8050 三极管驱动 16A 大功率继电器；线圈并联 1N4148 续流二极管；继电器输出串联 KSD303 机械式手动复位限温器，再接 2000W 加热管。硬件限温器不可省略，属于强制安全器件。
● NTC 测温电路：100K‑B3950 NTC 热敏电阻紧贴内胆底部；与 1% 精度 100K 电阻组成分压电路接入 PA4；软件通过比较器 RC 充放电时间换算温度，测温精度 ±2℃。
● 按键与显示：PA5‑PA7 内部上拉输入，软件消抖 20ms；支持 LED 指示灯，可选 1‑2 位扫描数码管；PA2 无源蜂鸣器，正常按键短音，超温故障持续长鸣告警。

4. 软件主要逻辑简述
● 上电初始化：IO、看门狗初始化，继电器强制断开，待机，蜂鸣器短滴一声。
● 开关机按键切换整机工作状态；关机状态关闭加热输出。
● 温度 +/- 修改目标水温（30‑75℃）；实时读取 NTC 温度，闭环控制加热启停实现恒温保温。
● 定时设置 0‑9 小时定时开关机；计时到关闭加热输出。
● 保护逻辑：检测温度＞85℃立刻切断加热，蜂鸣长鸣告警；干烧逻辑判定温度快速飙升直接锁定加热输出；看门狗死机复位。