【正文】 ................................................... 6 設(shè)計(jì)要求 ...................................................... 7 設(shè)計(jì)思路 ...................................................... 7 設(shè)計(jì)方案 ...................................................... 7 第二章 太陽(yáng)能控制系統(tǒng)的組成及工作原理 .............................. 8 太陽(yáng)能控制系統(tǒng)的組成 .......................................... 8 太陽(yáng)能熱水器的控制功能 ........................................ 9 早晨水溫控制： ............................................ 9 循環(huán)水集熱過程： .......................................... 9 冷水集熱控制： ........................................... 10 水箱加熱控制： ........................................... 10 太 陽(yáng)能控制裝置的工作原理： ................................... 11 第三章 硬件電路設(shè)計(jì) ................................................ 11 檢測(cè)電路設(shè)計(jì) ................................................. 11 水溫檢測(cè)電路設(shè)計(jì) .......................................... 11 水位檢測(cè)電路設(shè)計(jì) .......................................... 12 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ................................................. 13 鍵盤電路和顯示電路的設(shè)計(jì) ..................................... 14 鍵盤電路的設(shè)計(jì) ........................................... 14 顯示電路的設(shè)計(jì) ........................................... 15 51 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 ........................................... 17 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 主要特性及測(cè)溫原理 ..................... 18 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ............................................... 19 第五章 結(jié)束語(yǔ) ...................................................... 22 第六章 謝辭 ........................................................ 23 參考文獻(xiàn) ........................................................... 23 附錄： ............................................................. 24 6 引言 太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用及前景太陽(yáng)能熱水器應(yīng)用較 好的國(guó)家有西班牙、以色列、意大利、希臘、德國(guó)、荷蘭、澳大利亞、日本、美國(guó)等國(guó)家。 控制系統(tǒng)具有手動(dòng)和自動(dòng)切換功能； 具有水溫和水位顯示功能； 具有進(jìn)水超水位和水溫報(bào)警指示； 用水時(shí)若水溫達(dá)不到設(shè)置時(shí)，可手動(dòng)起動(dòng)加熱裝置，這樣可在很大程度上節(jié)約電能； 用水時(shí)可自由調(diào)節(jié)水溫； 控制系統(tǒng)具有管道排空功能，這樣防止冬天時(shí)因水管內(nèi)有積水而在夜間凍裂水管。 89C51 電源控制 溫度測(cè)量 LED 顯示 鍵盤和水量檔位 9 太陽(yáng)能熱水器的控制功能 太陽(yáng)能熱水器利用微機(jī)控制主要有以下幾種控制功能 :晨水加熱控制、溫水循環(huán)控制 、 冷水 集熱控制、水箱加熱控制 。 綜上所述，太陽(yáng)能供熱控制系統(tǒng)不及節(jié)約而且高度只能化，方便省事，不論 11 日常家居，還是對(duì)賓館 、學(xué)校等都是最佳選擇。 設(shè)定水位上限：控制器可以檢測(cè) 6 個(gè)水位，上限水位可以由用戶設(shè)置，水位上限設(shè)置范圍為位置 6。 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，需要用開關(guān)量去控制和驅(qū)動(dòng)一些執(zhí)行元件，如發(fā)光二極管、繼電器、電磁閥、晶閘管等。 溫度傳感器采用負(fù)溫度型通用熱敏電阻，整個(gè) 控制器的硬件及對(duì)資源的要求降到最低。 圖 8 LED 顯示電路圖 17 51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)種類繁多，而且還在不斷推出新的更高性能的單片機(jī)品種。 16位 4179。一旦檢測(cè)到系統(tǒng)漏電，進(jìn)行聲音和顯示警報(bào)，將所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)斷電；若系統(tǒng)不漏電則根據(jù)存儲(chǔ)的鍵盤狀態(tài)和檢測(cè)的水溫、水位等狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)得處理并等待中斷服務(wù)程序的執(zhí)行。從某種意義上可以說， 今日的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）其實(shí) 很早就 已經(jīng)開始了。在此，我真誠(chéng)的向你們道一聲：“謝謝！”。當(dāng)檢測(cè)到了水位超過第二檔時(shí)，將檢測(cè)的實(shí)際水溫與設(shè)置水溫進(jìn)行比較，若實(shí)際水溫低于設(shè)置水溫，則加熱體通電進(jìn)行輔助電加熱；若實(shí)際水溫高于設(shè)置水溫時(shí)，切斷加熱體電源 ；若檢測(cè)到水位低于第二檔，不管設(shè)置溫度高低，總是停止加熱，以防加熱體干燒。它具有體積小，分辨率高，轉(zhuǎn)換快等優(yōu)點(diǎn)。 MCS51 型單片機(jī)系列共有十幾種芯片。 圖 7 時(shí)鐘顯示圖 本系統(tǒng)中，有四個(gè)功能按鍵：定時(shí)加水、恒溫控制、手動(dòng)加水和手動(dòng)加熱；三個(gè)七段碼顯示與四個(gè) LED 燈指示。 一般情況下，需要加驅(qū)動(dòng)接口電路，且用低電平驅(qū)動(dòng)。若設(shè)定時(shí)間為 00或大于等于 24，則取消自動(dòng)定時(shí)上水。 在系統(tǒng)處于 手動(dòng)狀態(tài)下，可自由上水或停止進(jìn)水（上水時(shí)水箱水位必須未滿），若水位達(dá)到最高則自動(dòng)停止進(jìn)水；若需要啟動(dòng)加熱器 則必須先設(shè)定加熱溫度，然后按下加熱鍵進(jìn)行加熱；若需洗浴時(shí)，則需打開手動(dòng)閥 YV4，系統(tǒng)自動(dòng)打開電磁水閥 YV2，可通過 YV5 自由調(diào)節(jié)水溫；當(dāng)電磁水閥 YV1 和 YV2 損壞或停電時(shí)，可通過打開 YV5 和 YV6 進(jìn)行上下水解決燃眉之急；此系統(tǒng)設(shè)置 YV3 是為了防止冬天氣溫過低引起水管因內(nèi)有積水而凍裂（即手動(dòng)打開此閥放完水管中的積水） 第 三 章 硬件電路設(shè) 計(jì) 檢測(cè)電路設(shè)計(jì) 水溫檢測(cè)電 路設(shè)計(jì) 圖 3 水溫檢測(cè)電路圖 12 本設(shè)計(jì)溫度傳感器選用 AD590。為了提供溫度不低于 30 攝氏度的水，熱水器在清晨 47點(diǎn)之間對(duì)水箱進(jìn)行電加熱，具有控制過程如下： 首先，關(guān)閉冷水閥門 F2 和循環(huán)水閥門 F1，然后微機(jī)開始進(jìn)行水箱的溫度采集，同時(shí)進(jìn)行溫度的比較，當(dāng)水箱的溫度小于 30攝氏度時(shí)，電熱器 D 接通進(jìn)行加熱，同時(shí)微機(jī)繼續(xù)對(duì)熱水箱的溫度進(jìn)行采集。 水溫由四個(gè) LED 數(shù)碼管顯示，前三個(gè)數(shù)碼管顯示的為溫度最后一個(gè)數(shù)碼管我們只用到了四個(gè)四段碼顯示為溫度的符合 ℃ ，水溫有效值最多可顯示為 ℃ 。 目前太陽(yáng)能熱水器已在我國(guó)城鄉(xiāng)開始推廣使用，主要供應(yīng)生活和洗浴熱水，我國(guó)已成為世界上最大的太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)國(guó)和應(yīng)用國(guó)。太陽(yáng)能熱水器節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)能源替代，效果顯著。新農(nóng)村建設(shè)與建筑節(jié)能也為太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用推廣帶來(lái)機(jī)遇。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，單片微處理器功能日益增強(qiáng)，價(jià)格低廉，在各方面得到廣泛應(yīng)用。微機(jī)控制系統(tǒng)