【正文】 16 位低功耗單片機(jī) ,特別適用于要求功耗低的場(chǎng)合 。AT90 系列單片機(jī)是增強(qiáng) RISC 結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程 Flash 的單片機(jī) ,也叫 AVR 單片機(jī) 。 DS18B20 可以廣泛用于工廠工業(yè)過(guò)程、大型糧倉(cāng)、釀酒廠，食品加工廠的溫度檢測(cè)以及賓館、儀器儀表室等處的溫度檢測(cè)和控制。 DS18B20 在使用時(shí)，一般都采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。它 們有嚴(yán)格的時(shí)隙概念。同時(shí) , 計(jì)數(shù)器復(fù)位在當(dāng)前的溫度值時(shí) , 電路對(duì)振蕩器的溫度系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償 , 計(jì)數(shù)器重新開(kāi)始計(jì)數(shù)直到回零。 （ 2） DS18B20 測(cè)溫原理 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ,如圖 34 所示。 4） DS18B20 的測(cè)溫結(jié)果的數(shù)字量位數(shù)從 9～ 12 位 ,可編程進(jìn)行選擇。 8 （ 1） DS18B20 的特性 1）獨(dú)特的單線接口方式。以下介紹它的相關(guān)信息： 一線式數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 是 DS1820 的更新?lián)Q代產(chǎn)品 (由美國(guó) DA IIAS 公司生產(chǎn) )。 考慮到每個(gè)模塊都可以有多種實(shí)現(xiàn)方案，下面通過(guò)比較各種方案，來(lái)選擇最優(yōu)化的實(shí)現(xiàn)方案 溫濕度傳感器的選擇 以及傳感器相關(guān)參數(shù) 傳感器又稱為換能器、變換器等。 顯 單片機(jī)處理電路 加水電路 加熱電路 顯示電路 提示電路 溫度檢測(cè)電路 顯示電路 水位監(jiān)測(cè)電路 顯示電路 按鍵檢測(cè)電路 顯示電路 時(shí)間讀取電路 顯示電路 7 示電路是人機(jī)交互平臺(tái)的重要組成部分，主要可以完成顯示實(shí)時(shí)的溫度值、設(shè)定值、水位值及計(jì)時(shí)的顯示的功能。 對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的完善，有至關(guān)重要的作用。 2 溫度檢測(cè)電路 ： 根據(jù)實(shí)際需要，溫度檢測(cè)電路要有較好的穩(wěn)定性，外部電路越簡(jiǎn)單其工作的穩(wěn)定性就越好 。由這幾個(gè)模塊電路組成整個(gè)系統(tǒng)，完成水溫水位自動(dòng) 智能 控制 。 第二章：主要介紹 太陽(yáng)能熱水器 輔助加熱 系統(tǒng) 設(shè)計(jì)的目的和意義 及 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 ， 介紹介紹本論文的結(jié)構(gòu)組成，介紹 硬件原理框圖及軟件實(shí)現(xiàn)方案并通過(guò)比較硬件電路組成部分和軟件部分各種實(shí)現(xiàn)方案，最終確立最佳方案。 ⑦ 提示方式 ： 在溫度達(dá)到設(shè)定溫度、加熱時(shí)間到、預(yù)約加熱時(shí)間到、水位到達(dá)極限時(shí)會(huì)有 聲光提 示。 本設(shè)計(jì)的目的和意義 本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)用性 ,用成本低廉的 電阻式傳感器以及電極配以單片機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)實(shí)際中的太陽(yáng)能熱水器的水溫的控制以及水位的顯示。推廣期限暫定為 2020 年 6月 1 日至 2020 年 5 月 31 日，旨在通過(guò)采取財(cái)政補(bǔ)貼的方式，支持太陽(yáng)能熱水器的推廣使用，拉動(dòng)新能源產(chǎn)品的消費(fèi)。 1992 年，我國(guó) 太陽(yáng)能熱水器 產(chǎn)業(yè)年生產(chǎn)量只有 50 萬(wàn)平方米，而到 2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器總產(chǎn)量達(dá)到 5700 萬(wàn)平方 米。 本系統(tǒng)采用 51 單片機(jī)為核心，采用溫度傳感器進(jìn)行溫度檢測(cè)，并通過(guò)數(shù)碼管顯示，功能鍵盤可以實(shí)現(xiàn)輔助電加熱溫度控制。新建商住樓安裝熱水器，已是房屋開(kāi)發(fā)公司計(jì)劃之內(nèi)的事，配 套熱水器的商品房銷勢(shì)更好。它使用簡(jiǎn)單、方便。因而尚未被人們大規(guī)模的使用。但由于太陽(yáng)能的分散性、季節(jié)性和地區(qū)性又給太陽(yáng)能利用帶來(lái)重重困難，有些技術(shù)難點(diǎn)尚未突破，產(chǎn)品造價(jià)偏高（如光電 池）。太陽(yáng)能熱水器克服了上述缺點(diǎn)，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。應(yīng)該注意到，集體單位對(duì)太陽(yáng)能熱水器的用量很大。雖然有的控制器配有電加熱輔助裝置 ,但都不是全智能型的 ,給用戶使用帶來(lái)許多不便。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、太陽(yáng)能熱水器、溫控系 3 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................... 2 （緒論） ................................................................................................................ 4 太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展概況及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析 .......................................................... 4 ............................................................................................................ 4 本設(shè)計(jì)的目的和意義 ......................................................................................... 4 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 ......................................................................................... 5 論文的結(jié)構(gòu)組成 ................................................................................................ 5 太陽(yáng)能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案設(shè)計(jì) ................................................... 6 系統(tǒng)硬件電路方案 ...................................................................................... 6 溫濕度傳感器的選擇以及傳感器相關(guān)參數(shù) .................................................. 7 單片機(jī)型號(hào)選擇 ........................................................................................ 9 AT89S52 單片機(jī)參數(shù)等相關(guān)信息 ............................................................... 10 數(shù)碼管的選擇以及相關(guān)的參數(shù) .................................................................. 14 時(shí)鐘芯片的選擇以及相關(guān)的參數(shù) ............................................................... 17 其他相關(guān)元件的選擇以及相關(guān)的參數(shù) ........................................................ 21 系統(tǒng)整體軟件設(shè)計(jì)思路 ............................................................................. 21 ................................................................. 22 系統(tǒng)溫度采集電路硬件設(shè)計(jì)方案 ...................................................................... 22 系統(tǒng)時(shí)間采集電路硬件設(shè)計(jì)方案 ...................................................................... 23 系統(tǒng)水位采集電路硬件設(shè)計(jì)方案 ...................................................................... 24 系統(tǒng)單片機(jī)及按鍵電路硬件設(shè)計(jì)方案 ............................................................... 25 系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路硬件設(shè)計(jì)方案 .................................................................. 26 系統(tǒng)報(bào)警及水位水溫控制電路硬件設(shè)計(jì)方案 .................................................... 27 .......................................................... 27 系統(tǒng)單片機(jī)讀取按鍵信息軟件方案 .................................................................. 27 系統(tǒng)單片機(jī)讀取處理芯片信息軟件方案 ........................................................... 29 系統(tǒng) LED 顯示以及其他部分軟件方案 ............................................................. 30 總 結(jié) ........................................................................................................................... 30 結(jié)束語(yǔ) ........................................................................................................................... 31 致謝 ........................................................................................................................ 31 參 考 文 獻(xiàn) .................................................................................................................. 31 附件一 電路圖 ............................................................................................................... 32 附件二 源程序 ............................................................................................................... 33 4 （緒論） 太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展概況及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析 自 20 世紀(jì) 90 年代以來(lái)，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器行業(yè)保持了 20 年左右的快速增長(zhǎng)。 2020 年 6 月，國(guó)家財(cái)政部、發(fā)改委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)起的《高效節(jié)能太陽(yáng)能熱水器惠民工程推廣實(shí)施細(xì)則》正式出臺(tái)。隨著中高溫太陽(yáng)能熱水器的開(kāi)發(fā)以及太陽(yáng)能與建筑一體化技術(shù)的日益完善，太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于提供熱水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工業(yè)應(yīng)用方向拓展，中國(guó)太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)潛力巨大。具有良好的市場(chǎng)前景 5 設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求 （ 1）基本功能； ① 檢測(cè)溫度、 水位 ； ② 顯示溫度、 水位 ； （ 2）主要技術(shù)參數(shù) ① 溫度檢測(cè)范圍 ： 0℃ 99℃； ② 測(cè)量精度 ： ℃； ③ 水位 檢測(cè)范圍 ： 10%100%； ④ 檢測(cè)精度 ： 20%； ⑤ 顯示方式 ： 數(shù)碼管顯示 ； ⑥ 信息輸入 方式 ： 通過(guò)按鍵可以設(shè)定水溫、加熱時(shí)間、預(yù)約加熱時(shí)間等 。 論文的結(jié)構(gòu)組成 本論文分為 四 部分 : 緒論： 太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展概況及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)分析 。 6 太陽(yáng)能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 總體方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路方案 根據(jù)系統(tǒng)功能要求，需要一下電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制電路，水位監(jiān)測(cè)電路，溫度檢測(cè)電 路、按鍵檢測(cè)電路，溫度、水位、計(jì)時(shí)顯示電路，加水控制電路，加熱控制電路，時(shí)間讀取電路等等。 3 按鍵信息輸入電路：此電路主要完成 加熱溫度設(shè)定、加熱時(shí)間設(shè)定、預(yù)約加熱時(shí)間設(shè)定、改變顯示數(shù)據(jù) 等等功能，屬于人機(jī)交流部分，使整個(gè)系統(tǒng)更加合理，人性化。當(dāng)然最主要的是他的軟件要正常運(yùn)行。 6 提示 電路 及信息顯示電路 ：此電路主要完成當(dāng) 水溫 度值 、水位 超過(guò)設(shè)定值 或最大值時(shí)，發(fā)出提示 信號(hào)，其中包括聲響信號(hào)和光信號(hào)。 7 加水電路及加熱 電路： 對(duì)于家用太用能熱水器 加水加熱都沒(méi)有精確的水位溫度要求，在此電路可以直接選擇開(kāi)關(guān)量的器件控制加熱加水，但其控制的電壓電流值 比較大，所以在設(shè)計(jì)上要綜合考慮。 目前， 溫濕度 信號(hào)的測(cè)量方式 較多，但在測(cè)溫方面主要有： ① 金屬熱電阻：溫度 /熱改變 電阻 阻值 ② 熱電偶：溫度 /熱量 使導(dǎo)體產(chǎn)生 溫差電動(dòng)勢(shì)