【正文】 ................................................... 6 設(shè)計要求 ...................................................... 7 設(shè)計思路 ...................................................... 7 設(shè)計方案 ...................................................... 7 第二章 太陽能控制系統(tǒng)的組成及工作原理 .............................. 8 太陽能控制系統(tǒng)的組成 .......................................... 8 太陽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 陽能控制裝置的工作原理： ................................... 11 第三章 硬件電路設(shè)計 ................................................ 11 檢測電路設(shè)計 ................................................. 11 水溫檢測電路設(shè)計 .......................................... 11 水位檢測電路設(shè)計 .......................................... 12 驅(qū)動電路設(shè)計 ................................................. 13 鍵盤電路和顯示電路的設(shè)計 ..................................... 14 鍵盤電路的設(shè)計 ........................................... 14 顯示電路的設(shè)計 ........................................... 15 51 系列單片機簡介 ........................................... 17 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 主要特性及測溫原理 ..................... 18 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................... 19 第五章 結(jié)束語 ...................................................... 22 第六章 謝辭 ........................................................ 23 參考文獻 ........................................................... 23 附錄： ............................................................. 24 6 引言 太陽能熱水器的應(yīng)用及前景太陽能熱水器應(yīng)用較 好的國家有西班牙、以色列、意大利、希臘、德國、荷蘭、澳大利亞、日本、美國等國家。 控制系統(tǒng)具有手動和自動切換功能； 具有水溫和水位顯示功能； 具有進水超水位和水溫報警指示； 用水時若水溫達不到設(shè)置時，可手動起動加熱裝置，這樣可在很大程度上節(jié)約電能； 用水時可自由調(diào)節(jié)水溫； 控制系統(tǒng)具有管道排空功能，這樣防止冬天時因水管內(nèi)有積水而在夜間凍裂水管。 89C51 電源控制 溫度測量 LED 顯示 鍵盤和水量檔位 9 太陽能熱水器的控制功能 太陽能熱水器利用微機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 6 個水位，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)動電路設(shè)計 在單片機控制系統(tǒng)中，需要用開關(guān)量去控制和驅(qū)動一些執(zhí)行元件，如發(fā)光二極管、繼電器、電磁閥、晶閘管等。 溫度傳感器采用負溫度型通用熱敏電阻，整個 控制器的硬件及對資源的要求降到最低。 圖 8 LED 顯示電路圖 17 51系列單片機簡介 單片機種類繁多，而且還在不斷推出新的更高性能的單片機品種。 16位 4179。一旦檢測到系統(tǒng)漏電，進行聲音和顯示警報，將所有執(zhí)行機構(gòu)斷電；若系統(tǒng)不漏電則根據(jù)存儲的鍵盤狀態(tài)和檢測的水溫、水位等狀態(tài)信號進行相應(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）其實 很早就 已經(jīng)開始了。在此，我真誠的向你們道一聲：“謝謝！”。當(dāng)檢測到了水位超過第二檔時，將檢測的實際水溫與設(shè)置水溫進行比較，若實際水溫低于設(shè)置水溫，則加熱體通電進行輔助電加熱；若實際水溫高于設(shè)置水溫時，切斷加熱體電源 ；若檢測到水位低于第二檔，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。 MCS51 型單片機系列共有十幾種芯片。 圖 7 時鐘顯示圖 本系統(tǒng)中，有四個功能按鍵：定時加水、恒溫控制、手動加水和手動加熱；三個七段碼顯示與四個 LED 燈指示。 一般情況下，需要加驅(qū)動接口電路，且用低電平驅(qū)動。若設(shè)定時間為 00或大于等于 24，則取消自動定時上水。 在系統(tǒng)處于 手動狀態(tài)下，可自由上水或停止進水（上水時水箱水位必須未滿），若水位達到最高則自動停止進水；若需要啟動加熱器 則必須先設(shè)定加熱溫度，然后按下加熱鍵進行加熱；若需洗浴時，則需打開手動閥 YV4，系統(tǒng)自動打開電磁水閥 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，可通過打開 YV5 和 YV6 進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（即手動打開此閥放完水管中的積水） 第 三 章 硬件電路設(shè) 計 檢測電路設(shè)計 水溫檢測電 路設(shè)計 圖 3 水溫檢測電路圖 12 本設(shè)計溫度傳感器選用 AD590。為了提供溫度不低于 30 攝氏度的水，熱水器在清晨 47點之間對水箱進行電加熱，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，然后微機開始進行水箱的溫度采集，同時進行溫度的比較，當(dāng)水箱的溫度小于 30攝氏度時，電熱器 D 接通進行加熱，同時微機繼續(xù)對熱水箱的溫度進行采集。 水溫由四個 LED 數(shù)碼管顯示，前三個數(shù)碼管顯示的為溫度最后一個數(shù)碼管我們只用到了四個四段碼顯示為溫度的符合 ℃ ，水溫有效值最多可顯示為 ℃ 。 目前太陽能熱水器已在我國城鄉(xiāng)開始推廣使用，主要供應(yīng)生活和洗浴熱水，我國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國和應(yīng)用國。太陽能熱水器節(jié)能減排，實現(xiàn)能源替代，效果顯著。新農(nóng)村建設(shè)與建筑節(jié)能也為太陽能熱水器的應(yīng)用推廣帶來機遇。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，單片微處理器功能日益增強，價格低廉，在各方面得到廣泛應(yīng)用。微機控制系統(tǒng)