【正文】 easonable design,the good dependability and high measurement precision. Key words: Singlechip 。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 ，本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理， 工作穩(wěn)定可靠、溫度測(cè)量精度高。 就像家用電視機(jī)、電冰箱一樣 ,接通電源、設(shè)定完畢 這么簡(jiǎn)單就可以 了。溫度采集部分 ...........................................................................15 水位傳感器 ......................................................................................................15 傳感器（ AD590） .........................................................................................16 模數(shù)轉(zhuǎn)換器件（ ADC0804） ........................................................................18 ADC0804 的性能特點(diǎn) ...........................................................................18 ADC0804 的引腳及其功能 ...................................................................18 ADC0804 轉(zhuǎn)換器的時(shí)序及接口電路 ...................................................19 第五章 中央控制器 ..............................................................................................22 單片機(jī)構(gòu)成 ......................................................................................................22 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析 ......................................................................................23 單片機(jī)主要功能特性 ......................................................................................23 單片機(jī)的外部結(jié)構(gòu) ..........................................................................................23 單片機(jī)最小系統(tǒng) ..............................................................................................24 第六章 中斷控制 ..................................................................................................25 按鍵中斷（ KBI） ...........................................................................................25 鍵盤中斷要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能 ..............................................................................25 第七章 軟件設(shè)計(jì) ..................................................................................................26 I/O 口的說(shuō)明 ...................................................................................................26 系統(tǒng)存儲(chǔ)器功能 ..............................................................................................26 4 軟件流程圖 ......................................................................................................26 結(jié) 論 ..........................................................................................................................29 致 謝 ..........................................................................................................................30 參 考 文 獻(xiàn) ............................................................................................................31 附錄 1：太陽(yáng)能控制系統(tǒng) 顯示 程序 ...........................................................................32 附錄 2：硬件圖 ...........................................................................................................37 I 基于 AT89C51 的 太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 05 級(jí) 電子信息工程 1 班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 講 師 摘 要 ： 隨著 人們生活水平的提高 ， 各種熱水器的使用已相當(dāng)普及 。 與之相配套的控制儀也相繼問(wèn)世 。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)用 AT89C51 單片機(jī)設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)控制電路 ， 該電路用于太陽(yáng) 能熱水器 ,能實(shí)現(xiàn)在用水時(shí) ， 若 水位不夠可以自動(dòng)供水， 若日曬水溫達(dá)不到設(shè)定值 ， 則電加熱自動(dòng)補(bǔ)溫 。同時(shí)給出了溫度測(cè)量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)。Automatic control。采用太陽(yáng) 能熱水器智能儀（儀稱太陽(yáng)能熱水器水溫水位測(cè)控儀），能解決上述問(wèn)題。因此在太陽(yáng)能利用中，進(jìn)行跟蹤裝置的控制方式進(jìn)行 研究 是一項(xiàng)很有意義的工作。 太陽(yáng)能熱水器和其控制器的發(fā)展現(xiàn)狀 中國(guó)太陽(yáng)能熱水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展始于上世紀(jì) 80年代， 當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)定位是農(nóng)村或中小城鎮(zhèn)的低收入家庭。至 2021年，全國(guó)有 1000多家有一定規(guī)模的太陽(yáng)熱水器生產(chǎn)企業(yè)，年總產(chǎn)值達(dá) 150多億元，出口創(chuàng)匯 2021萬(wàn)美元，全行業(yè)提供約 30多萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益。目前，各大商家紛紛提高太陽(yáng)能熱水器的智能化程度來(lái)滿足消費(fèi)者的需求。 4 第二章 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng) 技術(shù)性能要求 許多太陽(yáng)能熱水器的功能有： 開機(jī)自檢 、 溫控上水 、 強(qiáng)制上水 、 水位預(yù)置 、 水質(zhì)設(shè)置 、 水溫指示 、 低水壓上水 、 水位顯示 、 防高溫空曬 、 缺水報(bào)警 、 自動(dòng)防溢流 、 缺水上水 、 手動(dòng)上水 、 故障提示 等許多功能。 3） 水位分檔顯示 ，分四檔：低、中、高、滿 。根據(jù)水位情況進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)上水控制 。特別是在洗澡過(guò)程中可以提醒用戶水量不足，啟用家用熱水器，避免冷水洗浴的尷尬。電熱水控制器的總體布局如圖 。 a) 按下定時(shí)加水按鈕時(shí) ,定時(shí) LED變亮 ,并以當(dāng)前時(shí)間為定時(shí)時(shí)標(biāo) ,每 24 小時(shí)自動(dòng)加水至設(shè)定水量 。 RTCC 工作狀態(tài)由 OPTION 寄存器控制 ,其中 OPTION 寄存器的 RTS 位用來(lái)選擇 RTCC 的計(jì)數(shù)信號(hào)源 ,當(dāng) RTS 為“ 1”時(shí) ,信號(hào)源為來(lái)自 RTCC 引腳的外部信號(hào) ,RTS 為“ 0”時(shí) ,信號(hào)源為內(nèi)部時(shí)鐘。 RTCC 計(jì)數(shù)器采用遞增方式計(jì)數(shù) ,當(dāng)計(jì)數(shù)至 FFH 時(shí) ,在下一個(gè)計(jì)數(shù)發(fā)生后 ,將自動(dòng)復(fù)零 ,重新開始計(jì)數(shù) ,以此循環(huán)下去。 當(dāng)設(shè)置定時(shí)加水功能時(shí) ,初始化 RTCC、 OPTION、 F0EH、 F0FH,開始進(jìn)行定時(shí) ,每隔256ms 查詢一次 RTCC 的值 ,RTCC 每循環(huán)一次 ,F0EH－ F0FH 增 1,當(dāng)增到 1318 時(shí) ,24 小時(shí)定時(shí)到 ,寄存器復(fù)位 ,自動(dòng)加水。 d) 按下手動(dòng)加水鈕時(shí) ,加水至設(shè)定水量值 ,長(zhǎng)按可設(shè)定水量。 圖 22 太陽(yáng)能熱水器基本框圖 位選控制線 +12v 控制線 P1 P0 AT89C51 T0 T1 RXT 溫度與水量數(shù)據(jù)采集 LED 顯示接口 電平 轉(zhuǎn)換 繼電器 電磁閥 蜂鳴器 鍵盤 輸入 +5v 控制加熱 控制上水 7 該系統(tǒng)以單片機(jī) AT89C51 為核心 ,分別來(lái)自溫度傳感器和水量傳感器的兩路信號(hào) ,經(jīng)過(guò) ADC 器件變換后輸入單片機(jī) P0 口 ,經(jīng)過(guò)單片機(jī)數(shù)據(jù)處理后 ,在 P2 口輸出顯示 ,P1口為鍵盤輸入端 ,單片機(jī)掃描后判斷鍵的功能并在 T0、 T RXD 端執(zhí)行對(duì)外部控制器的控制 ,實(shí)現(xiàn)加熱、上水和水量不足報(bào)警功能。 通過(guò)上面兩種方案的比較： 單片機(jī)通過(guò) 光電耦合對(duì)繼電器進(jìn)行控制 ,用來(lái)切斷或接通加熱管電源 ,關(guān)閉或打開水閥 ,從而達(dá)到對(duì)水溫和水量的控制。 太陽(yáng)能熱水器 體硬件 電路 基本框 圖 見附錄 2所示 。反之，如果 u2 的值小到一定+ U0 ~220V 電源變壓器 穩(wěn)壓電路 整流電路 濾波電路 9 的程度，三端穩(wěn)壓器不能正常工作，失去穩(wěn)壓作用 。這里一般采用橋式整流電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，即可用四個(gè)二極管來(lái)組成，也可用整流橋堆來(lái)完成，只是參數(shù)一定要選擇合理。而輸出電壓在 15v～ 24v 的穩(wěn) 壓器，其兩端電壓差達(dá)到 7v～ 9v左右。由于它體積小，使用方便，價(jià)格較低，已成為常用整流元件。在本設(shè)計(jì)中，對(duì)電磁閥的直流電源的要求不不高，又因?yàn)?1， 2 兩端的電壓為 12V，為節(jié)省資源，故可直接取用 1， 2 兩端的電壓作為電磁閥的直流電壓，無(wú)需再另行設(shè)計(jì) 12V 穩(wěn)壓電源。 接口電路的作用就是將來(lái)自外部設(shè)備的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給微處理器，微處理器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)加工，再通過(guò)接口電路傳回外部設(shè)備。 控制模塊 （ 1） 按鍵中斷方式： 本 控制 系統(tǒng) 采用的是 AT89C51 單片機(jī) 存儲(chǔ)容量不大， 4KROM，128RAM 足夠， 本太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng) 只 用一 個(gè)鍵 手動(dòng)控制 ，且不經(jīng)常操作，所以本設(shè)計(jì)中采用了中斷方式 0下降沿觸發(fā)工作 ， 所以按 鍵 用 口 連接 用于手動(dòng)上水功能 。 顯示模塊 本設(shè)計(jì)中采用了共 陽(yáng) 極接法，對(duì)于顯示水溫的程序如下說(shuō)明： 在 靜態(tài) 掃描過(guò)程中， 本系統(tǒng)使用的是共陽(yáng) LED 數(shù)碼管，譯碼器使用的是 74LS47 使用了 AT89C51 的 P1 口，通過(guò)程序進(jìn)行進(jìn)位顯示。 LED（ Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管作為顯示字段的顯示器件，最常見的是由 7段型發(fā)光二極管（ a～ g7 段）和 1 個(gè)圓點(diǎn)型發(fā)光二極管（常以 dp表示，主要用來(lái)顯示小數(shù)點(diǎn)）組成的 LED 顯示器，其排列形狀如下圖所示。使用時(shí)，公共陰極接地，根據(jù) 要求需點(diǎn)亮發(fā)光二極管的陽(yáng)極輸入高電平，不需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管的陽(yáng)極輸入低電平。 ② 字段碼。 表 2 共陰極 LED 顯示器七段碼 顯示字符 共陰極七段碼 顯示字符 共陰極七段碼 0 3FH 9 6F 1 06 A 77 2 5B B 7C 3 4F C 39 4 66 D 5E 5 6D E 79 13 6 7D F 71 7 07 P 73 8 7F U 3E ③ N 位 LED 顯示器。 N 位 LED 顯示器有N根字位選線（簡(jiǎn)稱： “ 位選線 ” ）和 N*8根字段選線（簡(jiǎn)稱： “ 段選線 ” ）。 本設(shè)計(jì)采用動(dòng)態(tài)顯示的方式。 LED 顯示器是由電流型控制器件，其工作電流為 2mA～ 20mA，使用時(shí)須加限流電阻。