【正文】 能實現(xiàn)，然后再組合到一起，使其邏輯關系更清晰易讀，而且增強了程序的可移植性． 關鍵詞： 熱水器控制器；單片機；軟件設計；硬件設計 DESIGN SUMMARY II DESIGN SUMMARY Today the world39。 software design； hardware design 目錄 i 目 錄 第 1 章 緒論 ...................................................................................................................................... 1 課題背景 ......................................................................... 1 太陽能熱水器控制器國內(nèi)外現(xiàn)狀 ..................................................... 1 本論文研究內(nèi)容 ................................................................... 2 第 2 章 需求分析及總體設計 ............................................................................................................. 5 需求分析 ......................................................................... 5 總體設計方案 ..................................................................... 5 芯片選擇方案論證 ................................................................. 6 單片機芯片的選擇方案和論證 ................................................... 6 溫度傳感器的選擇方案和論證 ................................................... 6 水位傳感器的選擇方案和論證 ................................................... 6 太陽能熱水器的組成及工作原理簡介 ................................................. 7 第 3 章 硬件電路設計 ........................................................................................................................ 9 總述 ............................................................................. 9 溫度傳感器模塊設計 .............................................................. 10 DS18B20 簡介 ................................................................ 10 DS18B20 工作原理 ............................................................ 10 水位傳感器模塊設計 .............................................................. 11 LCD 顯示模塊設計 ................................................................. 12 1602 液晶顯示器工作原理 ..................................................... 12 顯示模塊電路連接 ............................................................ 14 溫度控制模塊設計 ................................................................ 15 繼電器驅(qū)動電路 .............................................................. 15 繼電器驅(qū)動溫控模塊 .......................................................... 15 水位控制模塊設計 ................................................................ 16 電磁閥簡介 .................................................................. 16 水位控制模塊 ................................................................ 16 電源模塊設計 .................................................................... 17 按鍵模塊設計 .................................................................... 17 報警模塊設計 .................................................................... 17 單片機輔助電路 ................................................................. 18 時鐘電路 ................................................................... 18 復位電路 ................................................................... 18 第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 .......................................................................................................................19 目錄 ii 主程序流程圖 .................................................................... 19 溫度測控部分流程圖 .............................................................. 21 水位測控部分流程圖 .............................................................. 22 液晶顯示部分流程圖 .............................................................. 24 按鍵部分流程圖 .................................................................. 25 第 5 章 結論與展望 .......................................................................................................................... 27 設計小結 ........................................................................ 27 不足之處及未來展望 .............................................................. 27 參考文獻 .......................................................................................................................................... 28 致 謝 ............................................................................................................................................. 29 附錄 A：作者在校期間發(fā)表的論文 ................................................................................................... 30 附錄 B：作者在校期間項目成果物 ................................................................................................... 31 附錄 C：部分模塊匯編程序 .............................................................................................................. 33 附錄 D：硬件總原理圖 ..................................................................................................................... 37 太陽能熱水器控制器的軟硬件設計 1 第 1 章 緒論 課題背景 我們所處的時代堪稱 “能源時代 ”． 人們從來沒有像今天這樣重視能源 ，世界上的大多數(shù)國家都在極力的在尋求新的廉價的可再生能源，以求得可持續(xù)發(fā)展和在日后的競爭中獲取優(yōu)勢地位．太陽能則以其 巨大、長久、廣泛、無害 等顯著優(yōu)勢得到的廣泛的關注． 在眾多的太陽能產(chǎn)品中，太陽能熱水器無疑是技術最成熟的也是與人們?nèi)粘Ｉ钭蠲芮邢嚓P的 ．太陽能熱水器將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，利用太陽的光和熱使水溫升高，以滿足人們?nèi)粘Ｐ枨螅坏行Ю昧颂柲?，?jié)約了能源，而且相比傳統(tǒng)的用煤炭或者電力對水進行加熱的方式，更具有環(huán)保無污染的優(yōu)點．所以太陽能熱水器一經(jīng)產(chǎn)生便受到廣大人民的青睞． 前幾年的熱水器市場上，太陽能、電、燃氣三種加熱方式的熱水器三分天下．但是隨著世界能源危機的日益加重，有著可再生優(yōu)勢的太陽能加熱方式逐漸打破了這一平衡，取代了傳統(tǒng)的電能和燃氣加熱方式的熱水器． 20xx 年，太陽能熱水器市場占有率首次超過了電熱水器和燃氣熱水器之和，到 20xx 年， 其占有率達到 %．如表 11 所示為 20xx20xx年三種熱水器市場占有率 [1]． 表 11 20xx20xx年三種熱水器市場占有率 年份 電熱水器（ %） 燃氣熱水器（ %） 太陽能熱水器（ %） 20xx 30 20xx 20xx 20xx 20xx 20xx 太陽能熱水器控制器國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，目前已經(jīng)成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國，但與熱水器配套的控制器卻一直處于研究和開發(fā)階段 [2]．近幾年來，市場上陸續(xù)出現(xiàn)了一些太陽能熱水器控制器產(chǎn)品，但是大多數(shù)存在著諸如性能不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生誤操作，溫度、水位可以檢測但是無法自動控制，數(shù)碼管顯示器經(jīng)常出現(xiàn)亂碼等問題，嚴重影響了用戶使用 ．更有甚者，有些控制器質(zhì)量較差，會經(jīng)常發(fā)生故障，如加熱溫度過高時無法自動停止加熱或者水箱內(nèi)已經(jīng)沒水了但是還在加熱，形成了過燒和干燒的情況，安全性無法保證．基于上述原因，太陽能熱水器控制器這個有著廣闊發(fā)展前景的產(chǎn)品，由于產(chǎn)品開發(fā)投入的較少，一直沒有得到廣泛的推廣，從而也影響了太陽能熱水器使用的用戶體驗．因此，在太陽能熱水器控制器方面，應該引起足夠的重視，要加大人力和財力的投入，開發(fā)出一款高質(zhì)量高性能的控制器． 國外的太陽能熱水器起步很早，世界上第一臺熱水器是美國馬里蘭州的肯普于 1891年發(fā)明的．到 20世紀 40年代，人們創(chuàng)造了各式各樣被統(tǒng)稱為“悶曬式”的太陽能熱水器 [3]．第二次世界大戰(zhàn)之后人們的注意力又開始轉(zhuǎn)向發(fā)展經(jīng)濟．一