【正文】 太陽能熱水器智能水位控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)介紹 4第三章 水位和水溫測(cè)量電路硬件設(shè)計(jì) 5 水位測(cè)量電路 5 方案比較選擇 5 水位測(cè)量電路的具體設(shè)計(jì)及優(yōu)化 8 水溫測(cè)量電路 15 方案比較選擇 15 水溫測(cè)量電路的設(shè)計(jì)及溫度計(jì)算方法 16 水位、水溫測(cè)量電路的整體設(shè)計(jì) 20第四章 顯示電路 21 方案選擇 21 8255A芯片介紹 21 8255A在太陽能熱水器控制電路中的作用 24 顯示電路工作原理 25 8255A顯示電路的硬件結(jié)構(gòu)。其基本框圖如圖11所示。4．驅(qū)動(dòng)電路。表31 輸出電阻值表短接方式無短接2345輸出電阻值（kΩ）極大25圖33 桑樂太陽能水位傳感器原理它的工作原理是，水面每接觸一個(gè)鋼針就會(huì)多并聯(lián)一個(gè)電阻，電阻隨水位變化而規(guī)律的變化。輸出阻抗低，通?？梢缘綆讱W姆，甚至更低，也就是說電壓跟隨器有較好的隔離作用，使輸出對(duì)輸入影像較小，正好滿足我們的要求[6]。所以： （34）那么當(dāng)T=30ms,計(jì)數(shù)初值為0X8AD0=35536。void LvRead(){ if(buf[1]60) { WTLV=1。// 顯示4水位 L3=1。2．水溫計(jì)算方法NTC 熱敏電阻的阻值與溫度的準(zhǔn)確關(guān)系為: (37)式中R0 為溫度為T0 時(shí)的電阻值，T0 ， 即25 ℃。 val=buf[3]*256+buf[2]。它采用40腳的DIP封裝，其引腳定義如表51所示。提供8255的端口地址信號(hào)。、A1=0，A2=0時(shí)，=0，單片機(jī)輸出寫信號(hào)，訪問端口A，將位選碼送出，選中要顯示的位，即端口A地址為：0001 1111 1111 1111=0x1FFF，向該地址寫入位選碼即可。delay++)。三極管截至，幾乎沒有電流通過三極管的基極到射極、集電極到射極，即,所以此時(shí)流過繼電器的電流幾乎為0，繼電器打開。并為定時(shí)加熱提供了時(shí)間參考，從而完成自動(dòng)電加熱。/*定義P1口各管腳*/sbit L0=P2^0。void DS1302_Write(uchar reg,uchar dat)。//水位設(shè)定值uchar TMPSET。定時(shí)器工作于方式1 TH1=0X8A。//上水 } if(key==0x02) //設(shè)置水位 { if(WTLVSET==4) WTLVSET=0。 TR0=0。L1=1。L0=0。 DIGPORT=digit。a++) for(b=0。 for(i=8。i) { if(datamp。 Clr_DS1302_RST。 Set_DS1302_SCLK。 _nop_()。//打開寫保護(hù) }void ReadTime(void)//讀取時(shí)間 { uchar dat。//秒 second=dat。//時(shí) hour=dat。 //周 DS1302_Write(DS1302_HR_Reg,0x10)。 _nop_()。0x01) Set_DS1302_SDA。 } Clr_DS1302_RST。 _nop_()。 _nop_()。 digit=digit1。 for(i=2。 } else { WTLV=4。 else TMP=30int(val*5/10000)。//充放電變換 if(Hig)//充電開始時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器0 { TL0=TH0=0X00。}void key(void){ uchar key。 EA=1；//開外部中斷 IT0=1。/*定義調(diào)用存儲(chǔ)單元*//*顯示緩沖區(qū)（依次為高位低位）*/uchar BUFFER[3]={0,0,0}。/*聲明調(diào)用函數(shù)*/void inital(void)。uchar day=0x88。1． 完成了太陽能熱水器水位、水溫的測(cè)量和顯示電路的設(shè)計(jì)，并作了硬件調(diào)試，調(diào)試結(jié)果較為理想，得到了準(zhǔn)確的分檔水位測(cè)量，和誤差較小的溫度測(cè)量，驗(yàn)證了RC充放電測(cè)量電阻的可行性。本章對(duì)這些綜合介紹。 DIGPORT=digit。8255A的RESET引腳與單片機(jī)的RESET引腳直接相連，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位時(shí)，8255A同時(shí)復(fù)位。 特別注意，當(dāng)將C口的低4位設(shè)置成同一傳送方向時(shí)，則端口C可用作為獨(dú)立的端口，因此，8255A提供了3個(gè)獨(dú)立的8為端口[9]。鍵盤采用復(fù)用方式，仍需要至少4個(gè)I/O口。定時(shí)器0和1已經(jīng)被水位測(cè)量電路，和充電定時(shí)占用，所以這里需可以編程序?qū)崿F(xiàn)水位和水溫中斷輪流開關(guān)，來輪流使用定時(shí)器0,計(jì)算溫度傳感器的上升時(shí)間。另外與A/D轉(zhuǎn)換式溫度傳感器相比，其優(yōu)勢(shì)還是十分突出的：（1）僅需2個(gè)I/O口就能完成對(duì)溫度的檢測(cè)，節(jié)約了單片機(jī)的I/O，有利于降低成本。L2=1。由表32知R最大值為25KΩ，所以： (35)又由式38得： (36)這樣由公式336得到。又不影響單片機(jī)的其他工作。而當(dāng)將其置低電平時(shí)，P1口相當(dāng)于接地，將會(huì)出現(xiàn)相反的情況，其通過地一直給電容放電，電容電壓一直低電平。圖32 桑樂太陽能水位水溫傳感器外形圖從圖32中我們可以清楚的地看到傳感器外形非常簡(jiǎn)單，一共只有4個(gè)端口，其中一個(gè)是防凍接口，沒有使用，使用的只有3個(gè)端口，在可用的三個(gè)端口上分別標(biāo)有公共、水位、水溫標(biāo)志，由此可知測(cè)量水位、水溫都只用了一個(gè)端口。2．時(shí)間、水位、溫度顯示和鍵盤電路。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(fèi)者的需求。特別適用于對(duì)水位、水溫要求不精確的場(chǎng)合。 25 8255A實(shí)現(xiàn)顯示方法 27第五章 其他硬件電路設(shè)計(jì) 30 上水電磁閥、電加熱、報(bào)警等驅(qū)動(dòng)電路 30 上水控制電路 30 電加熱控制電路 30 報(bào)警控制電路 30 水位顯示電路 30 電源電路 31參考文獻(xiàn) 33致 謝 34附 錄 35.. . . ..第一章 引 言 課題的背景意義隨著太陽能熱水器的迅速推廣，廣大消費(fèi)者對(duì)太陽能熱水器特別是太陽能熱水器控制器的要求越來越高，太陽能熱水器商家為使自己的產(chǎn)品能在市場(chǎng)上生存和發(fā)展，在不斷提高太陽能熱水器熱水性能的同時(shí)，也不斷加大力度滿足消費(fèi)者對(duì)于太陽能使用方便的要求，于是太陽能熱水器的智能化程度越來越高。圖11 市場(chǎng)太陽能熱水器基本框圖[2]太陽能熱水器控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)水位顯示、水位控制、溫度顯示、防凍等多種功能，其中對(duì)水位的檢測(cè)、控制，實(shí)現(xiàn)水位顯示、自動(dòng)上水、超限報(bào)警是太陽能熱水器控制系統(tǒng)的核心。包括電加熱、上水電磁閥、報(bào)警電路，是整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行部分。利用單片機(jī)的一個(gè)口周期性的給電容電路充放電，然后用圖34 RC充放電式水位傳感器測(cè)量電路原理圖單片機(jī)監(jiān)測(cè)電容兩端電壓的變化，因?yàn)殡娙蓦妷旱纳仙蛳陆禃r(shí)間t=RC，所以用單片機(jī)記錄這個(gè)時(shí)間就能判別電阻的變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為水位的變化進(jìn)行顯示及其他動(dòng)作。LM358的輸出電壓幅度為0 ,而要跟隨的電壓范圍為0—5V，所以應(yīng)選用大于+，這里選用+12V單電源供電2．LM393的作用給比較器設(shè)置+3V的參考電壓，將電容電壓的指數(shù)曲線變成矩形波，波形圖如圖38所示。定時(shí)輸出30ms其程序如下：void main(){ initial()。 //顯示1水位 L3=0。L2=1。為材料系數(shù)。 if(val7549) TMP=97int(val*8/1000)。8255A為一可編程的通用接口芯片。單片機(jī)的P0口為8255A提供數(shù)據(jù)輸出輸入。=0，=1，即A1=0，A2=1，=0，單片機(jī)輸出寫信號(hào)，訪問端口B，將段選碼送出，保持幾毫秒的延時(shí)，使LED顯示。 digit=digit1。三極管9013導(dǎo)通，有較大的飽和電流流過繼電器，使其吸合、關(guān)閉，從而開啟電磁閥。5． 用鍵盤實(shí)現(xiàn)了手動(dòng)上水、電加熱、參數(shù)設(shè)置等功能。sbit L1=P2^1。uchar DS1302_Read(uchar reg)。//水溫設(shè)定值uchar buf[4]={0,0,0,0}。//定時(shí)器1賦初值 TL1=0XD0。 else WTLVSET+=WTLVSET。 buf[0]=TL0。L0=1。 }}void WtTmCr()//水位、水溫控制{ if(WTLV==4) P1_1=0。 WORDPORT=TABLE[disp]。b200。i0。0x01) Set_DS1302_SDA。 _nop_()。 _nop_()。 } Clr_DS1302_RST。 dat=DS1302_Read(DS1302_YEAR_Reg)。 }.. . . ..附錄2 太陽能熱水器水位水溫傳感器圖片寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁，也不能面壁。 dat=DS1302_Read(DS1302_HR_Reg)。 //日 DS1302_Write(DS1302_DAY_Reg,0x04)。 Set_DS1302_SCLK。i) { if(regamp。 dat=1。 _nop_()。 _nop_()。delay++)。 //定義數(shù)碼管顯示位 digit=0x0200。L0=1。 else if(val20000) TMP=50int(val/1000)。 Hig=!Hig。 } } else return(0)。//初始化外部驅(qū)動(dòng)口DS1302_Init()。void int1_int(void)。sbit DS1302_RST=P1^7。uchar date=0x88。圖62 系統(tǒng)直流電源總圖結(jié) 論本課題設(shè)計(jì)了一個(gè)以89C52單片機(jī)為核心配合其他外圍電路的太陽能熱水器智能控制系統(tǒng)，完成了對(duì)太陽能熱水器容器內(nèi)的水位、水溫測(cè)量、顯示；時(shí)間顯示；缺水時(shí)自動(dòng)上水，水溢報(bào)警；手動(dòng)上水、參數(shù)設(shè)定；定時(shí)水溫過低智能電加熱等功能模塊的設(shè)計(jì)。電源電路微單片機(jī)的主電路及部分驅(qū)動(dòng)開關(guān)提供電源。 else disp=BUFFER[i]%10。共陰極七段LED顯示器的管腳如圖55所示圖45 共陰極LED顯示器的原理和管腳圖表41 共陰極LED顯示器七段碼顯示字符共陰極七段碼顯示字符共陰極七段碼03FH96F106A7725BB7C34FC39466D5E56DE7967DF71707P7387FU3E 8255A實(shí)現(xiàn)顯示方法8255A 的PA、PB口作為輸出口驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示；PC口用作輸入口監(jiān)測(cè)鍵盤輸入，所以這里須用工作方式0——基本輸入輸出口工作方式，其方式控制字為100