【正文】 高等教育出版社， 1998 [7] 何立民 .單片機(jī)高級(jí)教程（第一版）北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 2021 [8] 胡潤(rùn)青 . 蓬勃發(fā)展的太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè) . 可再生能源 . [9] 范延濱 .王正彥 . 太陽(yáng)能熱水器控制器中測(cè)量模型 . 電子測(cè)量技術(shù)， 2021， 3. [10] 唐德禮 .鮑連升 . 太陽(yáng)能熱水器水溫水位控制器 . 十堰職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2021， 15（ 4） . [11] 孫東勝 . 新型電熱水器控制器的研制 ： [碩士學(xué)位論文 ]. 上海： 上海交通大學(xué) ， 20211001. [12] Sandrine CLAQUIN, Alain CARRIERE, Franqois ROCARIES. Modelling and Application of Adaptive Control to a Gas Heater. The 3rd IEEE Conference on Control Applications(CCA39。 電子工業(yè)出版社， 2021 [5] 劉力群 .171。 北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [2] 李廣弟 .171。 指導(dǎo)老師 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、深厚的專業(yè)知識(shí)、敏銳的學(xué)術(shù)洞察力活躍并富有哲理的思維方式、豁達(dá)開朗的性格以及平易近人的風(fēng)格深深感染著我、激勵(lì)著我。如機(jī)型和元器件的選擇，要以性價(jià)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(shè)計(jì)中應(yīng)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(duì)溫度傳感 器的穩(wěn)定性，線性等諸多方面有著嚴(yán)格的要求，但是傳感器的性能越好，相對(duì)而言其價(jià)格也就越高 。 27 水位顯示 子 程序 見附錄 1 太陽(yáng)能控制系統(tǒng)顯示程序 ， 水位顯示 子 程序 流程圖 如 圖71所示 圖 71水位顯示 子 程序 流程圖 水溫控制顯示 ： 通過溫度傳感器 AD590 測(cè)得水箱中的水溫，當(dāng)水溫不夠時(shí)啟動(dòng)電加熱控制，將最后加熱的信息經(jīng)過 ADC0804 轉(zhuǎn)換器傳入 P0 口，數(shù)據(jù)處理后通過74LS47 譯碼器 傳輸給 LED 顯示。 ① P2 低四位置 0, 置 1 可以關(guān)閉電磁閥停止上水，滿水位的顯示。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器功能 本設(shè)計(jì)中將溫度傳感器所測(cè)出的溫度值的個(gè)位放入內(nèi)部 RAM 20H 中，將十位放入內(nèi)部 RAM 21H 中，將計(jì)數(shù)器 T0 讀取的計(jì)數(shù)值放入 50H 中，在測(cè)水位時(shí)，將 T1 計(jì)數(shù)器讀取的計(jì)數(shù)值存入 51H中，所得的水 溫 值放入 23H中。 ～ 作為顯示端口，通過 74LS47 譯碼到達(dá) LED 顯示溫度。它的具體功能如下：按 “上水 ”鍵，若水位低于預(yù)置水位，可上水至預(yù)置水位；若水位已達(dá)到預(yù)置水位，若水位已加滿，則停止手動(dòng)加水 。而 S S6 為復(fù)用鍵。方法為 :在單片機(jī)第一次檢測(cè)到有鍵按下時(shí) ,執(zhí)行一段延時(shí) 10～ 20ms 的子程序后再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平 ,如果保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正有鍵按下 ,如果未保持閉合狀態(tài) ,則認(rèn)為沒有鍵按下 ,從而消除了抖動(dòng)的影響。如若中斷允許則將產(chǎn)生一中斷。 24 單片機(jī)最小系統(tǒng) 圖 51單片機(jī)最小系統(tǒng) 25 第六章 中斷控制 按鍵中斷（ KBI） 鍵盤中斷功能主要是使得連至 AT89C51 特殊腳的鍵盤上任一鍵被 按下時(shí)能產(chǎn)生一個(gè)中斷。 振蒎電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接 1 19 腳。 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開的形式，即哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，另一種是采用通用計(jì)算機(jī)廣泛使用的程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合二為一的結(jié)構(gòu)，即普林斯頓 (Princeton)結(jié)構(gòu)。 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(duì)外部數(shù)據(jù)的傳輸。 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個(gè)單片機(jī)的核心部件，是 8 位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負(fù)責(zé)控制、指揮和調(diào)度整個(gè)單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。等待 A/D 結(jié)束信號(hào) CLR 。 ADC0804 完成一次 A/D 采集的應(yīng)用程序如下 : 21 AD0804: MOV P1, 0FFH 。此時(shí) )(?INV 端應(yīng)接至等于 minV 的恒定電壓上，而輸入電壓 INV 仍加到 )(?INV端上。在 CS和 RD共同控制下可以讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)。 CS=0 時(shí)，允許進(jìn)行 DA 轉(zhuǎn)換。 CS是片選端， WR是控制芯片啟動(dòng)的輸入端； INTR 是轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端，輸出電平高跳到低表示本次轉(zhuǎn)換已經(jīng)完成，可作為中斷或查詢信號(hào)。當(dāng) CCV 電源準(zhǔn)確 、 穩(wěn)定時(shí)，也可作 19 參考基準(zhǔn)。電源電壓為單一 +5V。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(shí)間約為 100181。 根據(jù)上式不難看出，要想改變 ΔU BE，可以在調(diào)整 R5 后再調(diào)整 R6，而增大 R5 的效果和減小 R6是一樣的，其結(jié)果都會(huì)使 ΔU BE減小，不過，改變 R5 對(duì) ΔU BE的影響更為顯著，因?yàn)樗懊娴南禂?shù)較大。而C1 和 R4 則可用來防止寄生振蕩。 T T12 和T10 為啟動(dòng)電路，其中 T5 為恒定偏置二極管。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(zhǔn)溫度下可得到 1μA ／ K的 I值。其中 T T2 起恒流作用，可用于使左右兩支路的集電極電流 I1和 I2相等； T T4 是感溫 用的晶體管，兩個(gè)管的材質(zhì)和工藝完全相同，但 T3實(shí)質(zhì)上是由 n個(gè)晶體管并聯(lián)而成，因而其結(jié)面積是 T4 的 n 倍。集成溫度傳感器的電路符號(hào)如圖42所示。即使電源在 5～ 15V 之間變化，其電流只是在 1μA 以下作微小變化。 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(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器。 當(dāng) c hd 時(shí)，傳感器電阻阻值 為 R，對(duì)應(yīng) CRRRT ???? )(544 ，系統(tǒng)處于 80%水位。 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。這樣用兩個(gè) 8 位 I/O 接口就能控制 8位 LED 顯示器。目前通常所用的各種型號(hào)的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)或?qū)嶒?yàn)裝置普遍采用軟件譯碼。 LED 顯示器有兩種顯示方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。各代碼位的對(duì)應(yīng)關(guān)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(cè)量范圍為 0~99 0C，當(dāng)溫度超出范圍時(shí)，顯示器均顯示 F。 12 圖 33 LED結(jié)構(gòu) 通過控制 7 個(gè)段的發(fā)光二極管的亮暗的不同組合，可以顯示多種數(shù)字、字母以及其他符號(hào)。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。 （ 3） 顯示模塊： ① LED 結(jié)構(gòu)和顯示原理。通過連通器與太陽(yáng)能容器 內(nèi)水位相連接控制干簧管。如并行接口電路不要求數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換功能，來自總線的并 行數(shù)據(jù)就可直接傳送到并行外設(shè)中；而串行 11 通信接口電路就必須具備將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)和將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)的功能。接口電路并不局限在中央處理器與存儲(chǔ)器或外設(shè)之間，如直接存儲(chǔ)器存取 DMA 接口電路就是控制存儲(chǔ)器與外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送的電路。這里我們?nèi)? AAII a 2)( m a x ???? 公式 (35) 因此，變壓器二次繞組的額定電流（交流有效值） 應(yīng)按 2A 設(shè)計(jì)。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(chǎng)上有各種規(guī)格的整流橋堆出售，它有兩個(gè)交流輸入端和兩個(gè)直流輸出端。 （ 4） 穩(wěn)壓電路 要求輸出恒定的直流電壓，且要達(dá)到提出的要求， 方案實(shí)現(xiàn) （ 1）計(jì)算 u2 和 C2 查閱集成三端穩(wěn)壓器的知了可知，對(duì)輸出電壓在 5v～ 12v之間的穩(wěn)壓器，其輸入端的電壓一般要比輸出端電壓高 5v。 （ 2） 整流電路 它的任務(wù)是將正弦波變換成直流電壓。如果 u2 的值太大，會(huì)造成集成三端穩(wěn)壓器 7805 的功耗太大，溫度升高，且浪費(fèi)電能。另外 配有鍵盤，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)上水、手動(dòng)電加熱、水位、設(shè)置溫度等能夠?qū)崿F(xiàn)太陽(yáng)能熱水器的完整功能 。通過 “ 上水 ” 鍵，若水位低于 滿 水位，可上水至 滿 水位；若水位已加滿，則停止加水 ，手動(dòng)上水失效 。 方案二： 51 系列單片機(jī) 以 AT89C51單片機(jī)為核心配合傳感器、顯示器件、電磁閥、電加熱器、報(bào)警器等外圍器件，采集熱水器儲(chǔ)水箱中的水位、水溫信號(hào)，通過控制電動(dòng)機(jī)進(jìn)行水位和水溫的調(diào)節(jié)。 c) 按下手動(dòng)加熱鈕時(shí) ,加熱 LED 變亮 ,加熱至 65℃ ,如水量少于 1檔 ,則先加水到1檔 ,再按一次取消加熱。通用寄存器 F0EH、 F0FH 用作定時(shí)暫存。 OPTION 的 RTE 位用于選擇外部計(jì)數(shù)脈沖的觸發(fā)沿 ,當(dāng) RTE為 1時(shí)下降沿觸發(fā) ,“ 0“時(shí)為上升沿觸發(fā)。 PIC16C5X 內(nèi)帶一個(gè) 8位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 RTCC,在進(jìn)行 24小時(shí)定時(shí)加水時(shí)采用了該定時(shí)器。三個(gè)七段碼顯示與四個(gè) LED 燈指示。 方案一： PIC 系列單片機(jī) 根據(jù)熱水控制器的功能要求 ,并結(jié)合對(duì) PIC16C5X 系列單片機(jī)的資源分析 ,采用此系列中的主流型號(hào) PIC16C57作為電路系統(tǒng)的控制核心。進(jìn)行缺水上水；若熱水未用完，不上水，以保證熱水充分利用 ；如果要上水可以手動(dòng)控制一鍵上水 ；在上水的過程中，水位過低或停水， 太陽(yáng)能控制系統(tǒng) 會(huì)自動(dòng)進(jìn)入低水位上水模式，低水位 時(shí) 聲光報(bào)警 啟動(dòng)提醒用戶注意。 太陽(yáng)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(cè)水溫和水位，并加以顯示。2 0C。另外配有鍵盤，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)上水、手動(dòng)電加熱、設(shè)置水位、設(shè)置溫度等功能 。 進(jìn)步源于競(jìng)爭(zhēng)，在我國(guó)太陽(yáng)能擁有廣闊的市場(chǎng)，當(dāng)然也有更大的競(jìng)爭(zhēng)，各大商家為了使自己的產(chǎn)品在市場(chǎng)上立足并長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，不斷提高太陽(yáng)能熱水器的性能，其中太陽(yáng)能熱水器控制器以其靈活、貼近客戶成為商家競(jìng)爭(zhēng)的熱點(diǎn)。目前，我國(guó)既是世界上最大的太陽(yáng)能熱水器生產(chǎn)國(guó)，同時(shí)也擁有世界上最大的太陽(yáng)能熱水器市場(chǎng)。本系統(tǒng)完全跟隨太陽(yáng)能熱水器本身智能化程度和成本的要求，為太陽(yáng)能熱水器提供了一套智能化程度高、性能良好、使用方便、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的配套控制系統(tǒng)。在太陽(yáng)能熱利用中，為了得到中高溫?zé)崮?，必須使集熱器從日出到日落跟蹤太?yáng)，而在太陽(yáng)能光電中，相同條件下，自動(dòng)跟蹤發(fā)電設(shè)備要比固定發(fā)電設(shè)備的發(fā)電量提高 35%，成本下降 25%。使用太陽(yáng)能熱水器時(shí)存在的問題 ： 不可缺水，空曬情況下 上水會(huì)爆炸；春、秋天 ， 水溫升高蒸發(fā)，造成熱能損失；冬天水溫不夠 ， 須用電等等。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 r