【正文】 上限、熱水溫度、上水定時(shí)、加熱定時(shí)。設(shè)定參數(shù)用EEPROM保存，停電后參數(shù)無(wú)需重新設(shè)定。系統(tǒng)具有故障自檢功能，電磁閥、加壓泵在停水時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷，水位傳感器有故障時(shí)禁止上水，以免上水時(shí)溢出?！　∫何粋鞲衅鞑捎肁TS173型霍爾元件，若干霍爾元件固定在一個(gè)垂直導(dǎo)槽上，浮子帶動(dòng)磁鋼沿導(dǎo)槽移動(dòng)，霍爾元件的輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)電阻網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換成不同的電壓，經(jīng)ADC通道送入MCU。這樣，僅用一個(gè)ADC通道可以實(shí)現(xiàn)多路數(shù)字信號(hào)的輸入。溫度傳感器采用負(fù)溫度(NTC)型通用熱敏電阻，信號(hào)經(jīng)另一路ADC輸入MCU。保存設(shè)定參數(shù)的EEPROM采用HT93LC46，采用串行方式與MCU接口，整個(gè)控制器的硬件及對(duì)MCU的資源要求降到最低。MCU根據(jù)檢測(cè)到的水位信號(hào)、水箱溫度信號(hào)，以及用戶的設(shè)定或操作，通過(guò)軟件進(jìn)行數(shù)值計(jì)算和邏輯運(yùn)算，以確定當(dāng)前應(yīng)該進(jìn)行的操作，并通過(guò)輸出口控制進(jìn)水閥、加壓泵、加熱泵的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)要求的控制功能。由于SN8P1706的I/O口驅(qū)動(dòng)能力可高達(dá)15mA，采用高亮度的LED顯示無(wú)須再使用驅(qū)動(dòng)器件，可以由SN8P1706的I/O口直接驅(qū)動(dòng)。附錄：2LED顯示子程序：DISI:SETB 。滅顯示MOV R0, SBCDMOV A, @R0 。取出要顯示的數(shù)ADD A, 2DH 。加上偏移量MOVC A , @A+PC 。查表取出段選碼MOV SBUF, A 。送出顯示DL1:JNB TI, DL1 。輸出完否?CLR TI 。完,清中斷標(biāo)志INC R0MOV A, @R0ADD A, 21HMOVC A, @A + PCANL A, OEFH 。個(gè)位加小數(shù)點(diǎn)MOV SBUF, ADL2: JNB TI, DL2CLR TIINC R0MOV A, @R0ADD A, 13HMOVC A, @A+PCMOV SBUF, ADL3: JNB TI, DL3CLR TIMOV A, 0FFHMOV SBUF, ADL4: JNB TI, DL4CLR TICLR ；亮顯示RETSEGTAB:DB 11H,0D7H,32HDB 92H,0D4H,98HDB 18H,0D3H,10H,0D0H本次設(shè)計(jì)主要利用C語(yǔ)言編寫(xiě)程序，根據(jù)功能的需要進(jìn)行編程，其中軟件設(shè)計(jì)所用的軟件主要是Keil uVision3軟件，PROTEUS ISIS軟件。熱水器不論在什么樣的天氣里，都能夠在設(shè)定的時(shí)間向用戶提供設(shè)定溫度的熱水，從而給用戶帶來(lái)便利。當(dāng)控制器在設(shè)定的時(shí)間使水溫達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，將通過(guò)聲光報(bào)警提醒用戶。根據(jù)這一要求，控制器軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、鍵盤(pán)中斷子程序、DS12887更新周期結(jié)束中斷子程序、LED顯示子程序和提前加熱時(shí)間計(jì)算子程序等。系統(tǒng)主程序主要完成溫度和水位的檢測(cè)以及進(jìn)行輔助加熱時(shí)間預(yù)算和一些初始化功能。在主程序中采用了查表方法進(jìn)行輔助加熱提前量預(yù)算。系統(tǒng)主程序流程圖如圖4所示。圖41 系統(tǒng)程序流程圖對(duì)于溫度和時(shí)間設(shè)定， 每次設(shè)定結(jié)束后， 就將設(shè)定值存入DS12887 的非易失性RAM中，下次開(kāi)機(jī)時(shí)進(jìn)行讀取。這樣作至少有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是系統(tǒng)在不進(jìn)行設(shè)定時(shí)，就認(rèn)定該設(shè)定值和先前一次一樣，解決了每次開(kāi)機(jī)總要從頭設(shè)定的問(wèn)題，另一個(gè)是若系統(tǒng)在運(yùn)行中間停電而再次來(lái)電時(shí)，可以不用重新設(shè)定， 就能按原設(shè)定值對(duì)溫度進(jìn)行控制，增強(qiáng)了控制器適應(yīng)外界變化的能力。對(duì)提前加熱時(shí)間的計(jì)算，則是系統(tǒng)能否實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的重要一環(huán)。因?yàn)橄到y(tǒng)采用分段式水位檢測(cè)，若采用能量守恒的方法對(duì)提前加熱時(shí)間進(jìn)行預(yù)算，也同樣得不到精確的結(jié)果。為了避開(kāi)繁瑣的計(jì)算過(guò)程，本系統(tǒng)中采用了模糊控制思想，使用了如下一些控制語(yǔ)句：IF 水位高AND 溫度差大THEN 加熱時(shí)間長(zhǎng)IF 水位適中AND 溫度差適中THEN 加熱時(shí)間適中IF 水位低AND 溫度差低THEN 加熱時(shí)間少采用這種思想后，可以用實(shí)驗(yàn)方法獲得各種情況下需要加熱的時(shí)間， 編制成表格。使用時(shí)，只要查表獲得提前加熱時(shí)間就行了。顯然，表格分得越細(xì)，控制就越準(zhǔn)確。本控制器采用溫差每等于5℃為一格， 就能滿足控制要求了。為了減小誤差，試驗(yàn)表明，可以采用如圖5 的方法。 圖42 水位監(jiān)測(cè)處理示意圖實(shí)驗(yàn)中，用水位達(dá)到B1時(shí)的結(jié)果代替水位達(dá)到A1時(shí)的結(jié)果，B2代替A2，B3 代替A3，B4代替A4。這樣，CPU 讀入的A1水位查表后得到的預(yù)加熱時(shí)間是實(shí)驗(yàn)中水位在B1 處的時(shí)間。經(jīng)過(guò)這種處理，會(huì)把由于分段檢測(cè)而產(chǎn)生的計(jì)算誤差減小一半，由原來(lái)的h變成了h/2(h為分段水位檢測(cè)間隙)。如果水箱水深為40cm，分8段檢測(cè)。這種誤差對(duì)于民用的熱水器來(lái)說(shuō)，已完全能夠滿足要求了。分析表明，移位寄存器74LS164僅有串入并出作用沒(méi)有譯碼功能。因此，在編寫(xiě)顯示驅(qū)動(dòng)程序之前，首先需要計(jì)算列寫(xiě)出與本電路對(duì)應(yīng)的LED段選碼 ，再并行輸出到LED 的段選端。需要指出的是，上面顯示電路采用TOS28106BHK型號(hào)的共陽(yáng)極LED顯示器，根據(jù)PCB印制線路板的連線方便，其LED的8個(gè)段選端與74LS164的并行輸出口即8根段選線的連接沒(méi)有遵照通常的規(guī)律，而是如圖35所示的段排列為5，相應(yīng)的段選碼也要重新計(jì)算，如顯示字符0的段選碼為11H。電路中設(shè)計(jì)了4位LED顯示器，其功能為：左首位為百位數(shù)或標(biāo)志位，左二位為十位數(shù)，左三位為個(gè)位數(shù)，左四位為小數(shù)點(diǎn)后的十分位數(shù)。據(jù)此，給出如圖43所示的顯示子程序框圖。 圖43 顯示子程序框圖 軟件的調(diào)試主要通過(guò)Keil uVision3軟件進(jìn)行操作，對(duì)程序編寫(xiě)過(guò)程中的錯(cuò)誤進(jìn)行查找，找出錯(cuò)誤，進(jìn)行修改，然后再進(jìn)行編譯直至編譯成功，生成HEX文件，才能下載到單片機(jī)里，繼而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。本系統(tǒng)通過(guò)單片機(jī)控制各個(gè)電路模塊以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度，水位的檢測(cè)，以及對(duì)整個(gè)熱水器的智能化控制。 設(shè)計(jì)前期通過(guò)KEIL軟件和PROTEUS仿真軟件的聯(lián)調(diào)，對(duì)設(shè)計(jì)功能進(jìn)行仿真，均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)后期，硬件制作完畢后，將仿真成功后的程序通過(guò)單片機(jī)下載程序，寫(xiě)入單片機(jī)，再根據(jù)顯示模塊的各個(gè)端口連接方式，正確地將單片機(jī)跟顯示模塊連接，最后都實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的功能。該控制器和以往顯示儀相比具有性能價(jià)格比高、溫度控制與顯示精度高、使用方便和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。單片機(jī)控制系統(tǒng)具有低價(jià)、智能的優(yōu)勢(shì)，能夠根據(jù)需求的不同而作相應(yīng)的調(diào)整，更加個(gè)性化。同時(shí)，使用單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠節(jié)約能源，保護(hù)設(shè)備，延長(zhǎng)設(shè)備的使用時(shí)間。該熱水器具備以下特點(diǎn)：1． 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、操作維護(hù)簡(jiǎn)便。2． 熱源取之不盡用之不竭，不需要運(yùn)輸，節(jié)省燃料。3． 無(wú)污染，不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境造成任何影響。4． 熱水產(chǎn)量受季節(jié)、地區(qū)緯度、采熱面積、采熱器類(lèi)型、環(huán)境溫度、供水溫度、風(fēng)速、日照實(shí)際等因素影響較大。5． 該系統(tǒng)加裝減壓閥后可與鍋爐配套使用，解決冬季用水。6． 不用考慮玻璃蓋的防凍裝置。7． 該系統(tǒng)加裝減壓閥后可與鍋爐配套使用，解決冬季用水。8． 不用考慮玻璃蓋的防凍裝置。該熱水器裝置置于浴室屋訂占地面積較大，同時(shí)增加了建筑物的載荷。在試制和安裝過(guò)程中我們體會(huì)到只有注意以下幾個(gè)方面才能保證熱水器的正常運(yùn)行，第一是循環(huán)管道水流方向不允許有反坡現(xiàn)象，拐彎要和緩，管道內(nèi)要清潔無(wú)阻塞。第二是冷水箱、熱水箱、集熱器及熱水保溫的相對(duì)位置及標(biāo)高合理，符合水流規(guī)律，第三是補(bǔ)充給熱水箱的水流不允許沖擊，第四是電磁閥的選擇及安裝位置要合理，保證動(dòng)作靈敏可靠?？傊?，無(wú)論從市場(chǎng)或技術(shù)抑或價(jià)格的角度來(lái)說(shuō)，此款熱水器具有很大的優(yōu)勢(shì)。它市場(chǎng)前景廣闊、技術(shù)先進(jìn)、價(jià)格合理、高度智能化，方便省事，是當(dāng)前市面上熱水器的升級(jí)產(chǎn)品。它不但適合于城鄉(xiāng)民宅需求，還適用于寫(xiě)字樓、餐飲、娛樂(lè)、商業(yè)服務(wù)浴室、理發(fā)店、旅館、招待所、托兒所、敬老院及外貿(mào)出口等各種需求。本次課程設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的一次綜合性運(yùn)用。其中包括對(duì)模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)、和數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)、單片機(jī)等知識(shí)的運(yùn)用。從而完成了本次設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自身知識(shí)的不足，也發(fā)現(xiàn)我們必須具備專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)以外，才能成功的設(shè)計(jì)出一件合格的東西。這次課程設(shè)計(jì)收獲很多，體會(huì)也很深刻，并且對(duì)我們所學(xué)的東西也產(chǎn)生了濃厚的興趣。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，也學(xué)會(huì)了很多新的東西，PROTEL軟件繪制電路原理圖和PCB圖，以及一些仿真軟件的應(yīng)用，最典型的就是PROTEUS軟件的應(yīng)用，以及與KEIL軟件的聯(lián)合使用功能。當(dāng)然最重要的是學(xué)到了關(guān)于基本電子設(shè)計(jì)的一些基本方法，同時(shí)也加深了對(duì)一些常用的電子元件的理解及其基本用法的掌握。除此之外，我覺(jué)得在這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)精神的重要性，很多時(shí)候一個(gè)人的力量是有限的，一個(gè)人不可能什么都會(huì)，什么都能自己解決，還是有需要他人幫助的時(shí)候，我覺(jué)得人與人之間的相互幫助很有必要，這樣不僅能幫助大家很快的解決問(wèn)題，還能提高我們每個(gè)人的實(shí)際水平，也培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神，這些能力對(duì)于我們今后的學(xué)習(xí)和工作都很有幫助。由于時(shí)間關(guān)系，本次設(shè)計(jì)中還有不盡完善之處。希望在以后的學(xué)習(xí)生涯中不斷的完善和改進(jìn)。在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到不少問(wèn)題，在舒欣梅老師和同學(xué)的幫助和配合下才順利的完成了本次課程設(shè)計(jì)。舒欣梅老師在我們做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，給予了我們極大的幫助，不僅從知識(shí)方面引導(dǎo)了我們的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)，在人生觀上也給了我們不少的啟示。在此，我對(duì)老師和同學(xué)表示深深的謝意。[1]劉福才、劉豐、劉立偉 AVR單片機(jī)在太陽(yáng)能熱水器智能控制器中的應(yīng)用。微計(jì)算機(jī)信息，1999，4。[2] 王長(zhǎng)胤、 文軍 單片單板機(jī)原理及應(yīng)用[M ] 武漢大學(xué)出版社， 1993。[3] 向奇汝 多功能溫度控制器[J ] 自動(dòng)化與儀器儀表，1999 [4] 何立民 單片機(jī)中、高級(jí)教程 北京航空航天出版社 1999[5] 郭廷瑋 太陽(yáng)能利用和前景 科學(xué)普及出版社 1986[6]萬(wàn)福君、潘松峰 單片機(jī)原理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用 科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 2001[7] 潘永雄、沙河、劉向河 電子線路CAD實(shí)用教程 西安電子科技出版社2001[8] 何克忠、李偉 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 清華大學(xué)出版社 1998[9] 周政新 電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化實(shí)踐與訓(xùn)練 中國(guó)民航出版社 1998[10]丁志剛、李剛民 單片微型計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用 1990[11]金偉正 單線數(shù)字溫度傳感器的原理及應(yīng)用 電子技術(shù)應(yīng)用，2000結(jié)束語(yǔ)致謝從論文選題到搜集資料，從提綱的完成到正文的反復(fù)修改，我經(jīng)歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在寫(xiě)作論文的過(guò)程中，心情是如此復(fù)雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復(fù)雜的心情煙消云散，自己甚至還有一點(diǎn)成就感。我要感謝我的導(dǎo)師※※※老師和※※※老師。他們?yōu)槿穗S和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。從選題、定題、撰寫(xiě)提綱，到論文的反復(fù)修改、潤(rùn)色直至定稿，兩位老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我深刻而細(xì)致地指導(dǎo)。正是有了老師們的無(wú)私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的畢業(yè)論文才得以順利完成。我還要感謝我的班主任※※※老師以及在大學(xué)四年中給我們授課的所有老師們，是他們讓我學(xué)到了很多很多知識(shí)，讓我看到了世界的精彩，讓我學(xué)會(huì)了做人做事。最后感謝四年里陪伴我的同學(xué)、朋友們，有了他們我的人生才豐富，有了他們我在奮斗的路上才不孤獨(dú)，謝謝他們。44 / 4