【正文】 1山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能 熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系 別 電力工程系 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 電本 0824 姓 名 指導(dǎo)教師 下達(dá)日期 2022 年 2 月 20 日設(shè)計(jì)時(shí)間自 2022 年 2 月 20 日 至 2022 年 5 月 25 日 2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目：題目名稱 基于單片機(jī)的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)題目來(lái)源 自備二、目的和意義通過(guò)對(duì)一個(gè)基于單片機(jī)的能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)、了解單片機(jī)的各方面的應(yīng)用，太陽(yáng)能熱水器的工作原理及實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)由主控制器 AT89C5時(shí)鐘電路 DS130顯示電路、按鍵電路、和復(fù)位電路等部分構(gòu)成，能實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘（時(shí)、分、秒）顯示的功能及對(duì)溫度的顯示與控制等。三、原始資料太陽(yáng)能熱水器說(shuō)明書四、設(shè)計(jì)說(shuō)明書應(yīng)包括的內(nèi)容太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展太陽(yáng)能熱水器的組成及工作原理控制系統(tǒng)的軟、硬件實(shí)現(xiàn)編寫的控制程序等。五、設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙?zhí)?yáng)能熱水器控制系統(tǒng)的原理圖太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)的 PCB 圖六、主要參考資料太陽(yáng)能熱水器說(shuō)明書 《單片機(jī)原理、應(yīng)用及 c51 程序設(shè)計(jì)》 清華大學(xué)出版社3七、進(jìn)度要求設(shè)計(jì)階段 第 1 周（ 2 月 20 日）至第 14 周（ 5 月 26 日）共 14 周答辯日期 第 14 周（ 2022 年 5 月 26 日） 實(shí)習(xí)階段 第 15 周（ 5 月 28 日）至第 18 周（ 6 月 22 日）共 3 周八、其它要求針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)太陽(yáng)能熱水器的要求進(jìn)行控制系統(tǒng)方面的設(shè)計(jì)，主要包括水溫顯示、定時(shí)上水、防凍功能、恒溫控制、時(shí)鐘顯示的功能等。I基于單片機(jī)的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘　要太陽(yáng)能熱水器以其諸多的優(yōu)點(diǎn)受到人們的歡迎。本文結(jié)合實(shí)際太陽(yáng)能熱水器的具體應(yīng)用，在介紹太陽(yáng)能、單片機(jī)的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，詳細(xì)描述了太陽(yáng)能熱水器的工作原理和設(shè)計(jì)方案。這里根據(jù)太陽(yáng)能熱水器對(duì)控制器的要求與特點(diǎn)，提出了一種基于單片機(jī)的太陽(yáng)能熱水器智能控制器的設(shè)計(jì)方法，給出了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)方法。全文分三大部分。第一部分包括第一章，描述太陽(yáng)能的利用和前景發(fā)展?fàn)顩r。第二部分包括第二章，描述太陽(yáng)能系統(tǒng)組成及工作原理。第三部分包括第三、四章硬件設(shè)計(jì)及電路原理和軟件設(shè)計(jì)，分別介紹了一般的太陽(yáng)能熱水器及循環(huán)系統(tǒng)、單片機(jī)發(fā)展和原理，這也是此款太陽(yáng)能熱水器的理論基礎(chǔ)和必要前提。關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能熱水器。實(shí)時(shí)時(shí)鐘。單片機(jī) IIDesign of control system for Solar Water Heaterbased on SCMAbstract Solar Water Heater is popular with its pretty benefits, Based on author’s real experience on Solar Water Heater design, this article describes the working theory of this solar water hearer after introducing the characters of solar、Single Chip Microputer(SCM).According to the request and characteristic of Solar Water heater for the controller. Providing a design of Intelligent Con troller for Solar Water heater based on SCM. Sum up a design way of the system’s hardware and software. This article is divided into 3 parts. Part One is Chapter 1,including the use and perspective of solar energy. Part Two, including Chapter 2, describing the including and the theory of this solar water heater. Part three, including Chapter 3,Chapter 4: the design of hardware and software、the theory of the circuit. Separately introducing mon solar water heater and cycle system, the development and theory of Single Chip Microputer(SCM),which are the basic theory and necessary precondition.Key Words：Solar Water Heater；Real clock ；Single Chip Microputer(SCM)III目 錄摘　 要 ........................................................................................................................IABSTRACT .............................................................................................................II前 言 ....................................................................................................................V第 1 章 緒論 .............................................................................................................1 太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展背景及意義 .................................................................1 太陽(yáng)能熱水器的主要功能 .............................................................................2第 2 章：太陽(yáng)能熱水器的組成及工作原理 ...........................................................4 太陽(yáng)能熱水器組成及原理 .............................................................................4 主要芯片的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) .................................................................................5 AT89C51 單片機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ....................................................................5 74HC595 及 74HC138 介紹 ...................................................................7 DS1302 實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片簡(jiǎn)介 ...................................................................8第 3 章：太陽(yáng)能熱水器硬件設(shè)計(jì) .........................................................................11 太陽(yáng)能控制器硬件結(jié)構(gòu) ...............................................................................11 控制器實(shí)時(shí)時(shí)鐘接口電路 ...........................................................................11 溫度檢測(cè)及 A/D 轉(zhuǎn)換 ...................................................................................12 看門狗和復(fù)位接口電路的設(shè)計(jì) ...................................................................14 鍵盤和顯示接口電路的設(shè)計(jì) .......................................................................15 鍵盤電路 .................................................................................................15IV 顯示接口電路的設(shè)計(jì) .............................................................................16 水位傳感器 ...................................................................................................18第 4 章：控制器的軟件設(shè)計(jì) .................................................................................20 主程序設(shè)計(jì) ...................................................................................................20結(jié) 論 ...................................................................................................................21參考文獻(xiàn) .................................................................................................................22附錄一 PCB 元件材料 ..........................................................................................23附錄二 程序 ...........................................................................................................24附錄三 NTC103F3950 溫度阻值對(duì)照表 .............................................................32附錄四 原理圖及 PCB 圖 .....................................................................................35英文文獻(xiàn) .................................................................................................................37中文翻譯 .................................................................................................................43指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)表 .....................................................................................................47V前 言隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，單片機(jī)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的個(gè)人領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)用。單片機(jī)以體積小、功能全、性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制、家用電器、通信設(shè)備、信息處理、尖端武器等各種測(cè)控領(lǐng)域的應(yīng)用中獨(dú)占鰲頭，單片機(jī)開發(fā)技術(shù)已成為電子信息、電氣、通信、自動(dòng)化、機(jī)電一體化等專業(yè)技術(shù)人員必須掌握的技術(shù)。太陽(yáng)能熱水器是以太陽(yáng)能作為能源進(jìn)行加熱的熱水器。一般家用太陽(yáng)能熱水器需要自動(dòng)或半自動(dòng)運(yùn)行，控制系統(tǒng)是不可少的，常用的控制器是自動(dòng)上水、水滿斷水并顯示水溫和水位，帶電