【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(yáng)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：?jiǎn)纹瑱C(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(cè)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(duì)原式做整數(shù)處理，其單位為cm. 在多周期計(jì)數(shù)法測(cè)周中，當(dāng)被測(cè)周期T加以倍乘系數(shù)n后，最大的相對(duì)誤差為： [9]式中，T為被測(cè)信號(hào)的周期，為時(shí)標(biāo)信號(hào)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(jiǎn)單，因此本文采用利用單片機(jī)的定時(shí)器測(cè)量方波經(jīng)過10個(gè)周期的時(shí)間T’來計(jì)算信號(hào)周期，從而提高測(cè)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(shí)別都比較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)根據(jù)檢測(cè)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(duì)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(hào)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?；诰€路簡(jiǎn)單，測(cè)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(cè)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(zhǎng)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(cè)量溫度測(cè)量目前主要采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測(cè)量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對(duì)于檢測(cè)精度要求1攝氏度的信號(hào)是不適用的，而且在溫度測(cè)量系統(tǒng)中通常采用的AD590,LM35等芯片輸出的都是模擬信號(hào),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(cè)溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，如果要獲得較高的測(cè)溫精度，就必須采用措施解決長(zhǎng)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(duì)周期信號(hào)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(cè)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(hào)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(hào)發(fā)生器，通過測(cè)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(jiǎn)單可靠。 L為兩極板相互重疊部分的長(zhǎng)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(cè)量。隨著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，太陽(yáng)能熱水器的發(fā)展方向是傳感器與水必須非電接觸測(cè)量以及測(cè)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(duì)設(shè)計(jì)的下一步工作做出展望。 研究?jī)?nèi)容針對(duì)目前市場(chǎng)上的家用太陽(yáng)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(cè)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(duì)儲(chǔ)水箱的水進(jìn)行加熱，防止熱水器結(jié)冰，對(duì)太陽(yáng)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(yáng)能熱水器結(jié)構(gòu)示意圖 太陽(yáng)能熱水器控制儀的現(xiàn)狀我國(guó)太陽(yáng)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(chǎng)。隨著中高溫太陽(yáng)能熱水器的開發(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。我國(guó)利用太陽(yáng)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(yáng)能熱水器。本文結(jié)合實(shí)際太陽(yáng)能熱水器的具體應(yīng)用，在介紹太陽(yáng)能、傳感器、單片機(jī)的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，根據(jù)太陽(yáng)能熱水器對(duì)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(cè)電路的太陽(yáng)能熱水器水位溫度檢測(cè)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(guó)家都把發(fā)展太陽(yáng)能熱水器上升為國(guó)家戰(zhàn)略，例如西班牙2005年要求在新建筑物