【正文】 Flag=1，顯示水位Flag=0，顯示溫度N 按鍵掃描程序 顯示子程序電路中設(shè)計(jì)了3位LED顯示器，其功能為：左首位為十位數(shù)或標(biāo)志位，左二位為個(gè)位數(shù)，左三位為小數(shù)點(diǎn)后的十分位數(shù)。K3:增加溫度（K1開）或水位（K1合）設(shè)定的最低值，按下一次則增加1個(gè)單位。最低溫度值T0用戶可以通過按鍵K3K5設(shè)定。當(dāng)陽光不足(陰雨天)時(shí),為了使用戶同樣能夠使用到熱水,在用戶使用熱水器的過程中，控制器能夠自動(dòng)啟動(dòng)輔助加熱器,借助電能將水加熱到一定溫度。 44H溫度轉(zhuǎn)換命令：溫度轉(zhuǎn)化命令初始化一次溫度轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換完成后，結(jié)果被保存在兩字節(jié)溫度寄存器中，然后DS18B20進(jìn)入到低電壓零狀態(tài)。在下圖的程序流程圖中，根據(jù)DS18B20工作條件以及指令說明，主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：CCH SKIP ROM跳過存儲(chǔ)器命令：單片機(jī)可以使用跳過存儲(chǔ)器命令來呼叫總線上所有從器件，而不必通過發(fā)送每個(gè)從器件的存儲(chǔ)器代碼逐個(gè)呼叫。當(dāng)水位低于設(shè)定值時(shí)，繼電器打開，上水裝置開始工作；當(dāng)水位高于設(shè)定值時(shí)，繼電器關(guān)閉，上水裝置停止工作，保證水位在正常的范圍內(nèi)。在等待時(shí)間調(diào)用顯示程序，測量完10個(gè)周期則調(diào)用水位計(jì)算函數(shù)進(jìn)行水位高度計(jì)算，其水位計(jì)算公式為： ，其中考慮到單片機(jī)適合整數(shù)計(jì)算，對原式做整數(shù)處理，其單位為cm. 在多周期計(jì)數(shù)法測周中，當(dāng)被測周期T加以倍乘系數(shù)n后，最大的相對誤差為： [9]式中，T為被測信號的周期，為時(shí)標(biāo)信號的周期，n周期倍乘系數(shù)，為晶振的穩(wěn)定度。周期與水位高度呈線性關(guān)系，其計(jì)算公式比較簡單，因此本文采用利用單片機(jī)的定時(shí)器測量方波經(jīng)過10個(gè)周期的時(shí)間T’來計(jì)算信號周期，從而提高測量精度。平時(shí)，按鍵的兩個(gè)觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)，按下按鍵時(shí)兩個(gè)觸點(diǎn)才閉合（短路）。而矩陣式鍵盤的優(yōu)點(diǎn)是占用的I/O口較少，但是其設(shè)置，操作和識別都比較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)根據(jù)檢測到的水位高度和用戶設(shè)定的上水最低水位值，由單片機(jī)對水位實(shí)行實(shí)時(shí)控制，實(shí)現(xiàn)水位控制的全自動(dòng)化。這樣不僅環(huán)保節(jié)能，而且節(jié)省大量加熱時(shí)間。當(dāng)水溫低于2℃，三極管T1導(dǎo)通，致使發(fā)光二極管發(fā)光，同時(shí)光敏三極管T2導(dǎo)通，再經(jīng)T3放大信號后使得繼電器閉合，電阻絲R1R4發(fā)熱，這樣就完成了加熱任務(wù)，使得水溫升至2℃以上，防止儲(chǔ)水箱結(jié)冰導(dǎo)致熱水器的損壞。段碼由P0口控制，位碼由P2口的低四位控制。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式工作原理是每一個(gè)LED顯示器用一個(gè)I/O端口驅(qū)動(dòng)，耗電也大，占用I/O端口多，顯示位數(shù)多時(shí)很少擦用；動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式的工作原理是將多個(gè)顯示器的段碼同名端連在一起，位碼分別控制，利用眼睛的余輝暫留效應(yīng)，別進(jìn)行顯示。基于線路簡單，測量精確，操作方便的考慮，本論文采用DS18B20數(shù)字傳感器作為測溫元件，其與單片機(jī)的連接電路圖如下： 溫度采集電路 顯示電路在單片機(jī)構(gòu)成的小系統(tǒng),一般均采用LED數(shù)碼管進(jìn)行顯示[8]，因?yàn)長ED數(shù)碼管數(shù)碼管采用BCD編碼顯示數(shù)字，程序編譯容易，資源占用較少。 溫度測量溫度測量目前主要采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測精度要求1攝氏度的信號是不適用的，而且在溫度測量系統(tǒng)中通常采用的AD590,LM35等芯片輸出的都是模擬信號,必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計(jì)算機(jī),這樣就使得測溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，如果要獲得較高的測溫精度，就必須采用措施解決長線傳輸，放大電路零點(diǎn)漂移等造成的誤差比較大。根據(jù)公式（）和（）可知水位的高度H與輸出的方波周期T的關(guān)系為： （）本設(shè)計(jì)采用計(jì)數(shù)的方式對周期信號進(jìn)行處理，采用12MHz的晶振與單片機(jī)構(gòu)成的系統(tǒng)，其定時(shí)器一次測量時(shí)間范圍大約在1us到65ms之間，因此振蕩器產(chǎn)生的方波信號周期必需在此范圍。 電容—頻率轉(zhuǎn)換電路在這個(gè)電路中,定時(shí)元件由傳感器電容C、串連電阻Ra和Rb 組成，形成的方波信號發(fā)生器，通過測量方波的周期來獲得傳器電容的C值。由此可見，采用電容頻率裝換電路更簡單可靠。 L為兩極板相互重疊部分的長度,H 為液位高度。主要用于壓力、位移、液位、厚度、水分含量等參數(shù)的測量。隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的出臺，太陽能熱水器的發(fā)展方向是傳感器與水必須非電接觸測量以及測量控制系統(tǒng)的智能化和數(shù)字化。第三部分包括第四章,得出本設(shè)計(jì)的結(jié)論并對設(shè)計(jì)的下一步工作做出展望。 研究內(nèi)容針對目前市場上的家用太陽能熱水器控制系統(tǒng)存在的缺陷 ，本文利用AT89S52單片機(jī)為核心，以DS18B電容水位檢測電路，按鍵接口電路為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)以下功能：（1）實(shí)現(xiàn)了水位的連續(xù)顯示；（2）上水控制全自動(dòng)化，用戶可以自行設(shè)置上水的最低水位值，確保隨時(shí)有水可用；；（3）輔助加熱采用即熱式熱水器（開水和電之后馬上就有熱水出來），節(jié)能環(huán)保、性能穩(wěn)定又能快速給用戶提供熱水；（4）系統(tǒng)增加防凍加熱自我保護(hù)功能，當(dāng)水溫低于2℃時(shí)對儲(chǔ)水箱的水進(jìn)行加熱，防止熱水器結(jié)冰，對太陽能熱水器實(shí)行低溫保護(hù)。但是在實(shí)際操作中卻遇到問題,如：（1）晚上水箱里加滿了冷水,恒溫控制下的電加熱器將立即啟動(dòng)并持續(xù)工作一夜,以保證水溫,造成了能源的巨大浪費(fèi)。那么,經(jīng)過第二天一天的日曬,到了晚上即會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎無水可用。水滿后自動(dòng)停水的功能一般都能做到,關(guān)鍵是缺水時(shí)的自動(dòng)補(bǔ)水,卻普遍存在問題。 太陽能熱水器結(jié)構(gòu)示意圖 太陽能熱水器控制儀的現(xiàn)狀我國太陽能熱水器的使用已相當(dāng)普及，而與之相配套各種電子控制裝置(俗稱智能儀) 卻魚龍混雜充斥市場。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。我國利用太陽能熱水器的歷史可以追溯至1958年，但是一直沒有得到足夠的重視。單片機(jī)。關(guān)鍵詞： 太陽能熱水器。本文結(jié)合實(shí)際太陽能熱水器的具體應(yīng)用，在介紹太陽能、傳感器、單片機(jī)的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，根據(jù)太陽能熱水器對控制器的要求與特點(diǎn)，提出了基于DS18B電容式液位傳感器水位檢測電路的太陽能熱水器水位溫度檢測控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，使得系統(tǒng)的水位能夠連續(xù)顯示，輔助加熱系統(tǒng)能夠即用即熱，低溫天氣時(shí)能啟動(dòng)防凍加熱實(shí)行自我保護(hù)等，同時(shí)也給出了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)方法。即熱即用。進(jìn)入21世紀(jì)來，由于能源緊缺的進(jìn)一步加重，很多國家都把發(fā)展太陽能熱水器上升為國家戰(zhàn)略，例如西班牙2005年要求在新建筑物