【正文】 6個字節(jié)是每個器件的編碼，最后1個字節(jié)是CRC 校驗碼. 溫度告警觸發(fā)器TH和TL 存儲用戶通過軟件寫入的報警上下限值，高速便箋存儲器由9個字節(jié)組成，其中有2個字節(jié)RAM單元用來存放溫度值前1個字節(jié)為溫度值的補碼低8位，后1個字節(jié)為符號位和溫度值的補碼高3位。數(shù)字化溫度傳感器DS1820測溫范圍為 55～+125 ℃， ℃(9位溫度讀數(shù))，它主要由4個數(shù)據(jù)部件部分組成：64位ROM。3）DS18B20 的測溫范圍為: 55℃～+125℃,在10℃～+ 85℃時, 其精度為+ 015℃。DS18B20 在I/O處理器連接時,僅需要一個I/O 口即可實現(xiàn)微處理器同DS18B20的雙向通訊。溫度實時測控集裝箱的設(shè)計, 在實現(xiàn)測控系統(tǒng)的溫度檢測方面就較好地利用了DS18B20 的獨到特點,使系統(tǒng)得到了極大的簡化。它具有體積小,分辨率高,轉(zhuǎn)換快等優(yōu)點。目前，溫濕度信號的測量方式較多，但在測溫方面主要有：① 金屬熱電阻：溫度/熱改變電阻阻值② 熱電偶：溫度/熱量使導(dǎo)體產(chǎn)生溫差電動勢③ 半導(dǎo)體熱敏電阻：溫度/熱量改變電阻阻值④ 紅外釋熱測溫：溫度改變紅外熱輻射⑤ 色溫法：溫度改變金屬顏色變化（煉鋼）⑥ 石英：溫度改變石英震蕩頻率⑦ 形變：溫度使雙金屬片彎曲而以上傳感器不能滿足外部電路簡單，數(shù)字量輸出的要求，而DS1302及能滿足系統(tǒng)的要求而且價格便宜，穩(wěn)定性好。溫濕度傳感器是溫濕度測系統(tǒng)中重要的組成部分，其基本功能是將庫房的溫度和濕度這樣一些物理量(非電量)轉(zhuǎn)換成為便于測量的電量。7 加水電路及加熱電路：對于家用太用能熱水器加水加熱都沒有精確的水位溫度要求，在此電路可以直接選擇開關(guān)量的器件控制加熱加水，但其控制的電壓電流值比較大，所以在設(shè)計上要綜合考慮。其顯示信息數(shù)量較為簡單，所以可以選擇數(shù)碼管顯示。6 提示電路及信息顯示電路：此電路主要完成當水溫度值、水位超過設(shè)定值或最大值時，發(fā)出提示信號，其中包括聲響信號和光信號。5 時間讀取電路：此電路主要為此系統(tǒng)提供較為準確的時間，使整個系統(tǒng)能正確的判斷出白天與夜晚和何時是用水高峰等，是其能達到智能控制的關(guān)鍵。當然最主要的是他的軟件要正常運行。 3 按鍵信息輸入電路：此電路主要完成加熱溫度設(shè)定、加熱時間設(shè)定、預(yù)約加熱時間設(shè)定、改變顯示數(shù)據(jù)等等功能，屬于人機交流部分，使整個系統(tǒng)更加合理，人性化。因為太陽能熱水器的測溫點距加熱控制器有一定的距離，因而在選擇溫度傳感器時最好選用數(shù)字量的器件。水位監(jiān)測電路顯示電路顯示電路提示電路單片機處理電路溫度檢測電路顯示電路加水電路加熱電路按鍵檢測電路顯示電路時間讀取電路顯示電路圖2—1 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)硬件原理圖其各部分電路具體功能如下： 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計總體方案設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)功能要求，需要一下電路：單片機控制電路，水位監(jiān)測電路，溫度檢測電路、按鍵檢測電路，溫度、水位、計時顯示電路，加水控制電路，加熱控制電路，時間讀取電路等等。第三章：介紹以單片機AT89S52為信息處理核心的太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計電路，詳細分析各單元的硬件電路，并給出相關(guān)電路原理圖。 論文的結(jié)構(gòu)組成本論文分為四部分:緒論：太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析。自動上水時會有燈光常亮，和一聲提示音。提示方式：通過按鍵可以設(shè)定水溫、加熱時間、預(yù)約加熱時間等。：數(shù)碼管顯示；⑥⑤檢測精度：10%100%； ：℃； ③：0℃99℃； ② ①檢測溫度、水位； ②可廣泛應(yīng)用于家庭生活對太陽能熱水器的水位顯示與水溫控制。 本設(shè)計的目的和意義本設(shè)計具有很強的實用性,用成本低廉的電阻式傳感器以及電極配以單片機技術(shù)對生產(chǎn)實際中的太陽能熱水器的水溫的控制以及水位的顯示。在農(nóng)村地區(qū)和中小城市，太陽能熱水器已經(jīng)成為提高人民生活質(zhì)量、全面建設(shè)小康社會的重要手段。推廣期限暫定為2012年6月1日至2013年5月31日，旨在通過采取財政補貼的方式，支持太陽能熱水器的推廣使用，拉動新能源產(chǎn)品的消費。隨著太陽能熱利用行業(yè)競爭態(tài)勢的日趨激烈，有長遠發(fā)展眼光的太陽能企業(yè)開始將創(chuàng)新放在各項工作的重中之重，無論是在核心技術(shù)還是外觀形象，無論是集熱技術(shù)、保溫技術(shù)還是高能效技術(shù)、太陽能與建筑一體化技術(shù)，都取得了飛速的發(fā)展與進步。1992年，我國太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)年生產(chǎn)量只有50萬平方米，而到2011年，我國太陽能熱水器總產(chǎn)量達到5700萬平方米。做到智能的、功能完善的、操作簡便的太陽能輔助加熱系統(tǒng)。本系統(tǒng)采用51單片機為核心，采用溫度傳感器進行溫度檢測，并通過數(shù)碼管顯示，功能鍵盤可以實現(xiàn)輔助電加熱溫度控制。目前,太陽能熱水器控制器還一直處于研究與開發(fā)階段,市面在售的控制器絕大部分只具備溫度和水位顯示功能,不具備溫度水位的自動控制功能。新建商住樓安裝熱水器，已是房屋開發(fā)公司計劃之內(nèi)的事，配套熱水器的商品房銷勢更好。在人類文明程度日益提高的今天，它是現(xiàn)代文明社會的最佳選擇。它使用簡單、方便?，F(xiàn)有電熱型熱水器費用昂貴及燃氣型的不安全性，且排放二氧化碳污染大氣，北方用煤氣取暖造成城市空氣環(huán)境污染，這些都是太陽能熱水器良好的外部生存環(huán)境。因而尚未被人們大規(guī)模的使用。山東職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計題目： 太陽能熱水器智能控制器的設(shè)計系別：電氣工程系 專業(yè)：電氣自動化技術(shù) 班級：電氣自動化技術(shù)1033班學(xué)生姓名：閆珊珊 指導(dǎo)老師：杜洋 完成時間：2013120 摘 要太陽是距地球最近、與地球關(guān)系最密切的一顆恒星能量的天然來源，太陽能是取之不盡，用之不竭，沒有污染的巨大能源。但由于太陽能的分散性、季節(jié)性和地區(qū)性又給太陽能利用帶來重重困難，有些技術(shù)難點尚未突破，產(chǎn)品造價偏高（如光電池）。當今社會發(fā)展日新月異，人們衣食住行也在不斷的提高。太陽能熱水器克服了上述缺點，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。太陽能熱水器順呼時代發(fā)展的要求，滿足人們對環(huán)保綠色產(chǎn)品的需求。應(yīng)該注意到，集體單位對太陽能熱水器的用量很大。在太陽能熱利用技術(shù)中，太陽能熱水器是技術(shù)上比較成熟、造價比較低廉的產(chǎn)品，同時給人民提供不耗能源、保護環(huán)境、絕對安全的熱水而受到人們的歡迎。雖然有的控制器配有電加熱輔助裝置,但都不是全智能型的,給用戶使用帶來許多不便。其主要功能包括熱水器溫度顯示，液位顯示，輔助電加熱溫度控制，輔助電加熱時間控制、預(yù)約控制等。關(guān)鍵詞：單片機、太陽能熱水器、溫控系目 錄摘 要 2（緒論） 4 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析 4 4 本設(shè)計的目的和意義 4 設(shè)計過程及工藝要求 5 論文的結(jié)構(gòu)組成 5 太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計總體方案設(shè)計 6 6 溫濕度傳感器的選擇以及傳感器相關(guān)參數(shù) 7 單片機型號選擇 9 AT89S52單片機參數(shù)等相關(guān)信息 10 14 17 21 21 22 系統(tǒng)溫度采集電路硬件設(shè)計方案 22 系統(tǒng)時間采集電路硬件設(shè)計方案 23 系統(tǒng)水位采集電路硬件設(shè)計方案 24 系統(tǒng)單片機及按鍵電路硬件設(shè)計方案 25 系統(tǒng)數(shù)碼管顯示電路硬件設(shè)計方案 26 系統(tǒng)報警及水位水溫控制電路硬件設(shè)計方案 27 27 系統(tǒng)單片機讀取按鍵信息軟件方案 27 系統(tǒng)單片機讀取處理芯片信息軟件方案 29 系統(tǒng)LED顯示以及其他部分軟件方案 30總 結(jié) 31結(jié)束語 32致謝 32參 考 文 獻 32附件一 電路圖 33附件二 源程序 34（緒論） 太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析自20世紀90年代以來，我國太陽能熱水器行業(yè)保持了20年左右的快速增長。目前我國已成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國和太陽能熱水器市場，該產(chǎn)業(yè)也成為我國唯一在生產(chǎn)能力和利用規(guī)模上處于世界領(lǐng)先水平的可再生能源產(chǎn)業(yè)。2012年6月，國家財政部、發(fā)改委、工業(yè)和信息化部聯(lián)合發(fā)起的《高效節(jié)能太陽能熱水器惠民工程推廣實施細則》正式出臺。　　目前，我國城鄉(xiāng)居民對洗浴熱水的需求增長迅猛。隨著中高溫太陽能熱水器的開發(fā)以及太陽能與建筑一體化技術(shù)的日益完善，太陽能熱水器的應(yīng)用領(lǐng)域不再局限于提供熱水，正逐步向取暖、制冷、烘干和工業(yè)應(yīng)用方向拓展，中國太陽能熱水器市場潛力巨大。本裝置電路簡單、實用性強、性價比高、水溫控制靈活，水位顯示直觀醒目。具有良好的市場前景 設(shè)計過程及工藝要求 （1）基本功能； ①顯示溫度、水位； （2）主要技術(shù)參數(shù)溫度檢測范圍測量精度水位檢測范圍④：20%； 顯示方式信息輸入方式 ⑦：在溫度達到設(shè)定溫度、加熱時間到、預(yù)約加熱時間到、水位到達極限時會有聲光提示。⑧上水方式：自動上水時是在設(shè)定加熱水位小于25%時，當水位上升至75%時自動上水停止，用戶可以手動上水，也可以通過水管的并聯(lián)使用手動開關(guān)上水。第二章：主要介紹太陽能熱水器輔助加熱系統(tǒng)設(shè)計的目的和意義及設(shè)計過程及工藝要求，介紹介紹本論文的結(jié)構(gòu)組成，介紹硬件原理框圖及軟件實現(xiàn)方案并通過比較硬件電路組成部分和軟件部分各種實現(xiàn)方案，最終確立最佳方案。第四章：根據(jù)儀器的硬件構(gòu)成和功能要求，給出相應(yīng)的軟件設(shè)計及主要程序流程圖 。由這幾個模塊電路組成整個系統(tǒng)，完成水溫水位自動智能控制。1 水位監(jiān)測電路：在家用太陽能熱水器中對水位要求的精確度不高，因而不需要購買價格昂貴的水位監(jiān)測儀器，可以根據(jù)實際需要搭建簡易電路檢測水位。2溫度檢測電路：根據(jù)實際需要，溫度檢測電路要有較好的穩(wěn)定性，外部電路越簡單其工作的穩(wěn)定性就越好。對于整個系統(tǒng)的完善，有至關(guān)重要的作用。4 單片機信息處理電路：不言而喻，這部分電路對于整個系統(tǒng)而言相當人的大腦，其主要包括了整個單片機（51系列）的最小系統(tǒng)，各個模塊電路連接等。顯示電路是人機交互平臺的重要組成部分，主要可以完成顯示實時的溫度值、設(shè)定值、水位值及計時的顯示的功能?？紤]到每個模塊都可以有多種實現(xiàn)方案，下面通過比較各種方案，來選擇最優(yōu)化的實現(xiàn)方案 溫濕度傳感器的選擇以及傳感器相關(guān)參數(shù)傳感器又稱為換能器、變換器等。溫濕度傳感器的精度、靈敏度、抗干擾能力及安裝方式?jīng)Q定了溫濕度傳感器測量精度，因此其選型對整個設(shè)計具有決定性的作用。以下介紹它的相關(guān)信息：一線式數(shù)字溫度傳感器DS18B20是DS1820的更新?lián)Q代產(chǎn)品(由美國DA IIAS公司生產(chǎn))。由于每片DS18B20 含有唯一的硅串行數(shù), 所以在一條總線上可以掛接多達248≈ 2181014只DS18B20,再加上DS18B20 獨特的單線總線結(jié)構(gòu),決定了DS18B20 特別適合于大型的多路溫度實時測控系統(tǒng)的溫度檢測。（1）DS18B20的特性1）獨特的單線接口方式。2）DS18B20支持組網(wǎng)功能,多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的單線上,實現(xiàn)多點測溫。4）DS18B20的測溫結(jié)果的數(shù)字量位數(shù)從9～12位,可編程進行選擇。溫度傳感器。（2）DS18B20 測溫原理DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖,如圖34所示。而當?shù)竭_某一設(shè)置高溫時, 振蕩器的脈沖無法通過門電路。同時, 計數(shù)器復(fù)位在當前的溫度值時, 電路對振蕩器的溫度系數(shù)進行補償, 計數(shù)器重新開始計數(shù)直到回零。（3）DS18B20的操作協(xié)議DS18B20單純通信功能是分時完成的。它們有嚴格的時隙概念。對它的操作協(xié)議是： 初始化DS18B20發(fā)復(fù)位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→處理數(shù)據(jù)→發(fā)存儲器命令處理數(shù)據(jù)。DS18B20在使用時，一般都采用單片機來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。DS18B20傳感器精度高、互換性好。DS18B20 可以廣泛用于工廠工業(yè)過程、大型糧倉、釀酒廠，食品加工廠的溫度檢測以及賓館、儀器儀表室等處的溫度檢測和控制。 ② EMC單片機：是臺灣義隆公司的產(chǎn)品,有很大一部分與PIC 8位單片機兼容,且相兼容產(chǎn)品的資源相對比PIC的多,價格便宜,有很多系列可選,但抗干擾較差。AT90系列單片機是增強RISC結(jié)構(gòu)、全靜態(tài)工作方式、內(nèi)載在線可編程Flash的單片機,也叫AVR單片機。⑤ HOLTEK單片機：臺灣盛揚半導(dǎo)體的單片機,價格便宜,種類較多,但抗干擾較差,適用于消費類產(chǎn)品。MSP430系列單片機是一種超低功耗、功能集成度較高的16位低功耗單片機,特別適用于要求功耗低的場合。 AT89S52單片機參數(shù)等相關(guān)信息①AT89S52主要性能 與MCS51單片機產(chǎn)品兼容；8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲器；1000次擦寫周期；全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz；三級加密程序存儲器；32個可編程I/O口線；三個16位定時器/計數(shù)器；八個中斷源；全雙工UART串行通