【正文】 陽能控制系統(tǒng)顯示程序 ，其流程 如 圖 72 水溫顯示子程序 流程圖 所示： N N N N N Y Y Y Y Y 缺水指示 開始 IT0=1？ =1？ =1？ =1？ =1？ 繼電器工作 低水位指示 中水位指示 蜂鳴 滿水位指示 高水位指示 28 72水溫顯示子程序 流程圖 Y N N Y 開始 送 串行口顯示 顯 示 緩 沖 為0FFH？ 設置串行口 20H 為 00H 21H 為 00H 結(jié)束 兩位十六進變十進制 個位送 20H 十位送 21H 顯示完畢？ 29 結(jié) 論 系統(tǒng)以單片機 AT89C51 為核心部件，單片機系 統(tǒng)完成對 水位， 水溫信號的采集、處理、顯示等功能 ； 完成了對太陽能熱水器容器內(nèi)的水位、水溫測量、顯示；時間顯示；缺水時自動上水，水溢報警；手動上水、參數(shù)設定；定時水溫過低智能電加熱等功能模塊的設計。 軟件流程圖 水位控制顯示 ： 手動上水：設計采用 口中斷 0 下降沿觸發(fā)方式， 可用于水位的預置低，中，高，滿四種檔位，當水位到達預置水位時將關閉電磁閥，停止上水功能，若水位到達滿水位也停止上水，且手動上水失效。 26 第七章 軟件設計 I/O 口的說明 ～ ADC0804 的數(shù)據(jù)輸入 端口。 本設計中采用了中斷方式，其中與 口的鍵盤是用于手動上水功能，與 口 連接的 按 鍵用于水位設置的功能。該中斷可用于將 MCU 從空閑模式或掉電模式中喚醒。 INTEL 的 MCS51系列單片機采用的是哈佛結(jié)構(gòu)的形式，而后續(xù)產(chǎn)品 16 位的 MCS96 系列單片機則采用普林斯頓結(jié)構(gòu)。 數(shù)據(jù)存儲器 (RAM) 8051 內(nèi)部有 128 個 8 位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和 128 個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的 RAM 只有 128 個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結(jié)果或用戶定義的字型表。對所有使用到 I/O 口置 1 MOV P3, 0FFH CLR 。 在 DA 轉(zhuǎn)換過程中，如果再次啟動轉(zhuǎn)換器，則終止正在進行的轉(zhuǎn)換，進入新的轉(zhuǎn)換，在新的轉(zhuǎn)換過程中，數(shù)據(jù)寄存器中仍保持上一次的轉(zhuǎn)換結(jié)果。如果 CS和 WR 端與INTR 端相連 ，則 ADC0804 就處于自動循環(huán)轉(zhuǎn)換狀態(tài)。 ADC0804 的引腳及其功能 ADC0804 的典型外部接線圖如圖 45 所示。實際上就是利用激光修正 R5 以進行粗調(diào)，修正 R6以實現(xiàn) 細調(diào)，最終使其在 250℃ 之下使總電流 I達到 1μA ／ K。 T6 可用來防止電源反接時損壞電路，同時也可使左右兩支路對稱。 T3和 T4 的發(fā)射結(jié)電壓 UBE3和 UBE4經(jīng)反極性串聯(lián)后加在電阻 R 上，所以 R 上端電壓為 ΔU BE。 AD590 的功能及特性 AD590 是電流型溫度傳感器，通過對電流的測量可得到所需要的溫度值。 當 h=d 時，傳感器電阻阻值 為 0，對應 CRRT ??? )(545 ，系統(tǒng)處于 100%水位。 LED 顯示器是由電流型控制器件，其工作電流為 2mA～ 20mA，使用時須加限流電阻。 N 位 LED 顯示器有N根字位選線（簡稱： “ 位選線 ” ）和 N*8根字段選線（簡稱： “ 段選線 ” ）。 ② 字段碼。 LED（ Light Emitting Diode）顯示器是由發(fā)光二極管作為顯示字段的顯示器件，最常見的是由 7段型發(fā)光二極管（ a～ g7 段）和 1 個圓點型發(fā)光二極管（常以 dp表示，主要用來顯示小數(shù)點）組成的 LED 顯示器，其排列形狀如下圖所示。 控制模塊 （ 1） 按鍵中斷方式： 本 控制 系統(tǒng) 采用的是 AT89C51 單片機 存儲容量不大， 4KROM，128RAM 足夠， 本太陽能熱水器控制系統(tǒng) 只 用一 個鍵 手動控制 ，且不經(jīng)常操作，所以本設計中采用了中斷方式 0下降沿觸發(fā)工作 ， 所以按 鍵 用 口 連接 用于手動上水功能 。在本設計中，對電磁閥的直流電源的要求不不高，又因為 1， 2 兩端的電壓為 12V，為節(jié)省資源，故可直接取用 1， 2 兩端的電壓作為電磁閥的直流電壓，無需再另行設計 12V 穩(wěn)壓電源。而輸出電壓在 15v～ 24v 的穩(wěn) 壓器，其兩端電壓差達到 7v～ 9v左右。反之，如果 u2 的值小到一定+ U0 ~220V 電源變壓器 穩(wěn)壓電路 整流電路 濾波電路 9 的程度，三端穩(wěn)壓器不能正常工作，失去穩(wěn)壓作用 。 通過上面兩種方案的比較： 單片機通過 光電耦合對繼電器進行控制 ,用來切斷或接通加熱管電源 ,關閉或打開水閥 ,從而達到對水溫和水量的控制。 d) 按下手動加水鈕時 ,加水至設定水量值 ,長按可設定水量。 RTCC 計數(shù)器采用遞增方式計數(shù) ,當計數(shù)至 FFH 時 ,在下一個計數(shù)發(fā)生后 ,將自動復零 ,重新開始計數(shù) ,以此循環(huán)下去。 a) 按下定時加水按鈕時 ,定時 LED變亮 ,并以當前時間為定時時標 ,每 24 小時自動加水至設定水量 。特別是在洗澡過程中可以提醒用戶水量不足，啟用家用熱水器，避免冷水洗浴的尷尬。 3） 水位分檔顯示 ，分四檔：低、中、高、滿 。目前，各大商家紛紛提高太陽能熱水器的智能化程度來滿足消費者的需求。 太陽能熱水器和其控制器的發(fā)展現(xiàn)狀 中國太陽能熱水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展始于上世紀 80年代， 當時的市場定位是農(nóng)村或中小城鎮(zhèn)的低收入家庭。采用太陽 能熱水器智能儀（儀稱太陽能熱水器水溫水位測控儀），能解決上述問題。同時給出了溫度測量系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件設計。 與之相配套的控制儀也相繼問世 。 就像家用電視機、電冰箱一樣 ,接通電源、設定完畢 這么簡單就可以 了。if the solar water temperature does not reach the setting data ,it can heat automatically by electricity .It realizes the automation and energy saving .The automatic control hardware circuit in the solar water heater ,bined with corresponding software design,can display the temperature and water level parameters ,set the temperature and water level and control the process .There being no need to reset the temperature when the failed power regains ，it has functions such as failure alarm ,failure autoprocessing,good stability and resistance to interference. The experiment results show that the system has the reasonable design,the good dependability and high measurement precision. Key words: Singlechip 。在太陽能熱利用中，為了得到中高溫熱能，必須使集熱器從日出到日落跟蹤太陽，而在太陽能光電中，相同條件下，自動跟蹤發(fā)電設備要比固定發(fā)電設備的發(fā)電量提高 35%，成本下降 25%。目前，我國既是世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國，同時也擁有世界上最大的太陽能熱水器市場。另外配有鍵盤，可以實現(xiàn)手動上水、手動電加熱、設置水位、設置溫度等功能 。 太陽能控制系統(tǒng) 工作原理 : 系統(tǒng) 原理 利用熱敏 傳感器 和 水 位傳感器檢測水溫和水位，并加以顯示。 方案一： PIC 系列單片機 根據(jù)熱水控制器的功能要求 ,并結(jié)合對 PIC16C5X 系列單片機的資源分析 ,采用此系列中的主流型號 PIC16C57作為電路系統(tǒng)的控制核心。 PIC16C5X 內(nèi)帶一個 8位定時器 /計數(shù)器 RTCC,在進行 24小時定時加水時采用了該定時器。通用寄存器 F0EH、 F0FH 用作定時暫存。 方案二： 51 系列單片機 以 AT89C51單片機為核心配合傳感器、顯示器件、電磁閥、電加熱器、報警器等外圍器件，采集熱水器儲水箱中的水位、水溫信號，通過控制電動機進行水位和水溫的調(diào)節(jié)。另外 配有鍵盤，可以實現(xiàn)手動上水、手動電加熱、水位、設置溫度等能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能熱水器的完整功能 。 （ 2） 整流電路 它的任務是將正弦波變換成直流電壓。若按 IF比上述值大 倍考慮，則 AAII DA VF 1)()( m a x ???? 公式 (34) 目前，市場上有各種規(guī)格的整流橋堆出售，它有兩個交流輸入端和兩個直流輸出端。接口電路并不局限在中央處理器與存儲器或外設之間，如直接存儲器存取 DMA 接口電路就是控制存儲器與外設之間數(shù)據(jù)傳送的電路。通過連通器與太陽能容器 內(nèi)水位相連接控制干簧管。共陰極結(jié)構(gòu)：把各段發(fā)光二極管的陰極連接在一起構(gòu)成公共陰極，如圖 a所示。各代碼位的對應關系如下： 表 1 LED各代碼位 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 Dp g f e d c b a 下 表 所示為共陰極 LED 所顯示的不同字符的字段碼，測量范圍為 0~99 0C，當溫度超出范圍時，顯示器均顯示 F。目前通常所用的各種型號的單片機開發(fā)系統(tǒng)或?qū)嶒炑b置普遍采用軟件譯碼。 溫度采集部分 水位傳感器 水位傳感器 的結(jié)構(gòu)圖如下： 圖 41 水位傳感器的結(jié)構(gòu)圖 說明：結(jié)構(gòu)圖中的電阻外表面均不與水直接接觸，但分別與 a、 b、 c、 d 良好接觸， a、 b、 c、 d 用于感知水位。 公式 (42) 傳感器（ AD590） AD590 是 AD 公司利用 PN結(jié)正向電流與溫度的關系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。集成溫度傳感器的電路符號如圖42所示。圖 44中的電阻 R是在硅板上形成的薄膜電阻，該電阻已用激光修正了其電阻值，因而在基準溫度下可得到 1μA ／ K的 I值。而C1 和 R4 則可用來防止寄生振蕩。片內(nèi)有三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器，與微處理器兼容，輸入方式為單通道，轉(zhuǎn)換時間約為 100181。當 CCV 電源準確 、 穩(wěn)定時，也可作 19 參考基準。 CS=0 時，允許進行 DA 轉(zhuǎn)換。此時 )(?INV 端應接至等于 minV 的恒定電壓上，而輸入電壓 INV 仍加到 )(?INV端上。等待 A/D 結(jié)束信號 CLR 。 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4 組 8 位 I/O 口 (P0、 P P2 或 P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 振蒎電路：單片機是一種時序電路，必須提供脈沖信號才能正常工作，在單片機內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接 1 19 腳。如若中斷允許則將產(chǎn)生一中斷。而 S S6 為復用鍵。 ～ 作為顯示端口，通過 74LS47 譯碼到達 LED 顯示溫度。 ① P2 低四位置 0, 置 1 可以關閉電磁閥停止上水，滿水位的顯示。如機型和元器件的選擇，要以性價比高為原則，以組成最小最優(yōu)化的系統(tǒng)，硬件和軟件在一定程度上具有互換性，多用軟件，可節(jié)省成本，這些都是在設計中應該考慮的 ，就傳感器來說： 由于此系統(tǒng)依賴溫度傳感器，因而對溫度傳感 器的穩(wěn)定性，線性等諸多方面有著嚴格的要求，但是傳感器的性能越好，相對而言其價格也就越高 。 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2] 李廣弟 .171。 高等教育出版社， 1998 [7] 何立民 .單片機高級教程（第一版）北京：北京航天航空大學出版社， 2021 [8] 胡潤青 . 蓬勃發(fā)展的太陽能熱水器產(chǎn)業(yè) . 可再生能源 . 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