【正文】 16 位低功耗單片機 ,特別適用于要求功耗低的場合 。AT90 系列單片機是增強 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 ,也叫 AVR 單片機 。 DS18B20 可以廣泛用于工廠工業(yè)過程、大型糧倉、釀酒廠，食品加工廠的溫度檢測以及賓館、儀器儀表室等處的溫度檢測和控制。 DS18B20 在使用時，一般都采用單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。它 們有嚴格的時隙概念。同時 , 計數(shù)器復(fù)位在當前的溫度值時 , 電路對振蕩器的溫度系數(shù)進行補償 , 計數(shù)器重新開始計數(shù)直到回零。 （ 2） DS18B20 測溫原理 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 ,如圖 34 所示。 4） DS18B20 的測溫結(jié)果的數(shù)字量位數(shù)從 9～ 12 位 ,可編程進行選擇。 8 （ 1） DS18B20 的特性 1）獨特的單線接口方式。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 DA IIAS 公司生產(chǎn) )。 考慮到每個模塊都可以有多種實現(xiàn)方案，下面通過比較各種方案，來選擇最優(yōu)化的實現(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 單片機處理電路 加水電路 加熱電路 顯示電路 提示電路 溫度檢測電路 顯示電路 水位監(jiān)測電路 顯示電路 按鍵檢測電路 顯示電路 時間讀取電路 顯示電路 7 示電路是人機交互平臺的重要組成部分，主要可以完成顯示實時的溫度值、設(shè)定值、水位值及計時的顯示的功能。 對于整個系統(tǒng)的完善，有至關(guān)重要的作用。 2 溫度檢測電路 ： 根據(jù)實際需要，溫度檢測電路要有較好的穩(wěn)定性，外部電路越簡單其工作的穩(wěn)定性就越好 。由這幾個模塊電路組成整個系統(tǒng)，完成水溫水位自動 智能 控制 。 第二章：主要介紹 太陽能熱水器 輔助加熱 系統(tǒng) 設(shè)計的目的和意義 及 設(shè)計過程及工藝要求 ， 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現(xiàn)方案并通過比較硬件電路組成部分和軟件部分各種實現(xiàn)方案，最終確立最佳方案。 ⑦ 提示方式 ： 在溫度達到設(shè)定溫度、加熱時間到、預(yù)約加熱時間到、水位到達極限時會有 聲光提 示。 本設(shè)計的目的和意義 本設(shè)計具有很強的實用性 ,用成本低廉的 電阻式傳感器以及電極配以單片機技術(shù)對生產(chǎn)實際中的太陽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，旨在通過采取財政補貼的方式，支持太陽能熱水器的推廣使用，拉動新能源產(chǎn)品的消費。 1992 年，我國 太陽能熱水器 產(chǎn)業(yè)年生產(chǎn)量只有 50 萬平方米，而到 2020 年，我國太陽能熱水器總產(chǎn)量達到 5700 萬平方 米。 本系統(tǒng)采用 51 單片機為核心，采用溫度傳感器進行溫度檢測，并通過數(shù)碼管顯示，功能鍵盤可以實現(xiàn)輔助電加熱溫度控制。新建商住樓安裝熱水器，已是房屋開發(fā)公司計劃之內(nèi)的事，配 套熱水器的商品房銷勢更好。它使用簡單、方便。因而尚未被人們大規(guī)模的使用。但由于太陽能的分散性、季節(jié)性和地區(qū)性又給太陽能利用帶來重重困難，有些技術(shù)難點尚未突破，產(chǎn)品造價偏高（如光電 池）。太陽能熱水器克服了上述缺點，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。應(yīng)該注意到，集體單位對太陽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 ,給用戶使用帶來許多不便。 關(guān)鍵詞：單片機、太陽能熱水器、溫控系 3 目 錄 摘 要 .......................................................................................................................... 2 （緒論） ................................................................................................................ 4 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析 .......................................................... 4 ............................................................................................................ 4 本設(shè)計的目的和意義 ......................................................................................... 4 設(shè)計過程及工藝要求 ......................................................................................... 5 論文的結(jié)構(gòu)組成 ................................................................................................ 5 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計總體方案設(shè)計 ................................................... 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 單片機型號選擇 ........................................................................................ 9 AT89S52 單片機參數(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)計思路 ............................................................................. 21 ................................................................. 22 系統(tǒng)溫度采集電路硬件設(shè)計方案 ...................................................................... 22 系統(tǒng)時間采集電路硬件設(shè)計方案 ...................................................................... 23 系統(tǒng)水位采集電路硬件設(shè)計方案 ...................................................................... 24 系統(tǒng)單片機及按鍵電路硬件設(shè)計方案 ............................................................... 25 系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路硬件設(shè)計方案 .................................................................. 26 系統(tǒng)報警及水位水溫控制電路硬件設(shè)計方案 .................................................... 27 .......................................................... 27 系統(tǒng)單片機讀取按鍵信息軟件方案 .................................................................. 27 系統(tǒng)單片機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 ........................................................................................................................... 31 致謝 ........................................................................................................................ 31 參 考 文 獻 .................................................................................................................. 31 附件一 電路圖 ............................................................................................................... 32 附件二 源程序 ............................................................................................................... 33 4 （緒論） 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析 自 20 世紀 90 年代以來，我國太陽能熱水器行業(yè)保持了 20 年左右的快速增長。 2020 年 6 月，國家財政部、發(fā)改委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)起的《高效節(jié)能太陽能熱水器惠民工程推廣實施細則》正式出臺。隨著中高溫太陽能熱水器的開發(fā)以及太陽能與建筑一體化技術(shù)的日益完善，太陽能熱水器的應(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，中國太陽能熱水器市場潛力巨大。具有良好的市場前景 5 設(shè)計過程及工藝要求 （ 1）基本功能； ① 檢測溫度、 水位 ； ② 顯示溫度、 水位 ； （ 2）主要技術(shù)參數(shù) ① 溫度檢測范圍 ： 0℃ 99℃； ② 測量精度 ： ℃； ③ 水位 檢測范圍 ： 10%100%； ④ 檢測精度 ： 20%； ⑤ 顯示方式 ： 數(shù)碼管顯示 ； ⑥ 信息輸入 方式 ： 通過按鍵可以設(shè)定水溫、加熱時間、預(yù)約加熱時間等 。 論文的結(jié)構(gòu)組成 本論文分為 四 部分 : 緒論： 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析 。 6 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計 總體方案設(shè)計 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：單片機控制電路，水位監(jiān)測電路，溫度檢測電 路、按鍵檢測電路，溫度、水位、計時顯示電路，加水控制電路，加熱控制電路，時間讀取電路等等。 3 按鍵信息輸入電路：此電路主要完成 加熱溫度設(shè)定、加熱時間設(shè)定、預(yù)約加熱時間設(shè)定、改變顯示數(shù)據(jù) 等等功能，屬于人機交流部分，使整個系統(tǒng)更加合理，人性化。當然最主要的是他的軟件要正常運行。 6 提示 電路 及信息顯示電路 ：此電路主要完成當 水溫 度值 、水位 超過設(shè)定值 或最大值時，發(fā)出提示 信號，其中包括聲響信號和光信號。 7 加水電路及加熱 電路： 對于家用太用能熱水器 加水加熱都沒有精確的水位溫度要求，在此電路可以直接選擇開關(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)計上要綜合考慮。 目前， 溫濕度 信號的測量方式 較多，但在測溫方面主要有： 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 溫差電動勢