【正文】 省時意識的日益加強(qiáng)，本人經(jīng)多次實踐和論證，積極開發(fā)研制出了太陽能熱水器全自動定時上水控制系統(tǒng)。 能 實現(xiàn)了節(jié)約用水，防止真空管暴裂的目的 。在提高生活質(zhì)量和環(huán)保事業(yè)中充分發(fā)揮了它的作用。隨著技術(shù)的不 斷進(jìn)步，有理由相信未來的單片機(jī)技術(shù)與數(shù)字技術(shù)使用會更加普及發(fā)展會更加迅速。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 2．配套齊全，功能完善 ，適用性強(qiáng) 3．易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 4．系統(tǒng)的設(shè)計，工作量小，維護(hù)方便，容易改造 利用 PLC 實現(xiàn)需深刻了解其梯形圖及指令，目前市場較常用。它是滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝的要求和電氣控制系統(tǒng)本身的 制造、使用以及維修的需要。所以此方法對于本課題不適合。因此，單片機(jī)具有如下特點 。 2．抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高 單片機(jī)集成度高，體積小，內(nèi)容采用總線結(jié)構(gòu)，減少了芯片內(nèi)部之間的連線，大大提高了單片機(jī)的可靠性和抗干擾能力，適宜于惡劣環(huán)境工作下工作。 5．低功耗、低電壓 一般單片機(jī)的功耗僅為 20 到 100mW,電壓為 2 到 6V（不同型號的數(shù)值完全不一樣），便于成產(chǎn)便攜產(chǎn)品。很多單片機(jī)廠家逐年擴(kuò)大適應(yīng)各種需要，有針對性地推出一系列型號產(chǎn)品，使系統(tǒng)開發(fā)工程師有很大的選擇余地。 7． 使用壽命長。 AT89C51 單片微型計 算機(jī)為核心并根據(jù)頻率的特性來構(gòu)成本方案的基本設(shè)計思想，這是由于單片機(jī)具有體積小，重量輕，價格便宜，功耗低，控制功能強(qiáng)以及運算速度快等特點，且在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，軍事以及家用電器等各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。除此之外單片機(jī)的外圍電路也非常的簡單 ,系統(tǒng)緊湊 ,對于這種小規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng) ,單片機(jī)具備了最佳的價格和最簡單的電路 .而且更容易讓更多的人控制使用 . 單片機(jī)與 PLC 的比 較 PLC 是一種可編程的控制器，相當(dāng)于一種控制設(shè)備，主要用于工業(yè)自動化等領(lǐng)域，大都采用梯形圖編程，也可以用組態(tài)軟件。 所以此方法對于本課題不適合。 應(yīng)該說這兩者有很大的區(qū)別，由于目前它們的應(yīng)用需求都不少，前景都是不錯的。 AT89C51 單片微型計 算機(jī)為核心并根據(jù)頻率的特性來構(gòu)成本方案的基本設(shè)計思想，這 是由于單片機(jī)具有體積小，重量輕，價格便宜，功耗低，控制功能強(qiáng)以及運算速度快等特點，且在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，軍事以及家用電器等各個領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。除此之外單片機(jī)的外圍電路也非常的簡單 ,系統(tǒng)緊湊 ,對于這種小規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng) ,單片機(jī)具備了最佳的價格和最簡單的電路 .而且更容易讓更多的人控制使用 . 因此 ,我采用單片機(jī)結(jié)構(gòu)這種 方案 ,來用于我的設(shè)計 !、 第 三 章 設(shè)計所用材料及其工作原理 傳感器的介紹及應(yīng)用 傳感器的介紹 傳感器的定義 ：傳感器是指能感受規(guī)定的被測量，并按照一定的歸來轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。 傳感器技術(shù)對現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù) 、 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)及工業(yè)自動化的發(fā)展起到基礎(chǔ)和支柱的作用，在世界各國已成為一種重要產(chǎn)業(yè)。沒有傳感器也就沒有人類現(xiàn)代化的生活環(huán)境和條件。 傳感器的應(yīng)用 傳感器不僅充當(dāng)著計算機(jī) 、 機(jī)器人 、 自動化設(shè)備的“感覺器官”及機(jī)電結(jié)合的接口，而且已滲透到軍事和人類生命 、 生活 、 生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，從太空到海洋，從各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)到人們?nèi)粘Ｉ畹囊率匙⌒校家呀?jīng)離不開各種各樣的傳感器。 （ 2）傳感器在汽車中的應(yīng)用 在汽車上， 溫度 、 壓力 、 流量 、 濕度 、 氣體 、 位置 、 速度 、 加速度 、 轉(zhuǎn)矩等各種各樣的傳感器已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。 （ 3）傳感器在智能建筑中的應(yīng)用 采用新材料、新信息機(jī)通信技術(shù)的智能建筑是現(xiàn)代樓宇建設(shè)的發(fā)展趨勢。 （ 4）傳感器在家電中的應(yīng)用 現(xiàn)代家庭中，家電廚具、空調(diào)器、電冰箱、洗 衣機(jī)、電熱水器、安全報警器、吸塵器、電熨斗、照相機(jī)、音像設(shè)備等都用到了傳感器。安全防范技術(shù)在世界各國已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)。熱電、 壓電、氣體、紅外、超聲波、微波及圖像等傳感器。傳感器占機(jī)器人成本的二分之一以上。 （ 8）傳感器在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 為保護(hù)環(huán)境，研制用以檢測大氣，水質(zhì)及噪聲污染的傳感器，已為世界各國所重視。 （ 10）傳感器在搖桿技術(shù)中的應(yīng)用 在飛機(jī)及衛(wèi)星等飛行器上利用紫外、紅外光電傳感器及微波傳感器探測氣象、地質(zhì)等；在船舶上利用超聲波傳感器進(jìn)行水下探測。再如，用壓電陶瓷制成的壓電引信稱為彈丸起爆裝置，具有瞬發(fā)度高、安全可靠、不可配置電源等特點，常用在破甲彈上。 需對水位進(jìn)行控制，因此綜上選擇水位傳感器。 通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含計算機(jī)的基本功能部件：中央處理器 CPU、存儲器和 I/O 接口電路等。 單片機(jī)是微型機(jī)的一個主要分支，它的結(jié)構(gòu)上的最大優(yōu)點是把 CPU、存儲器、定時器和多種輸入 /輸出接口集成在一塊超大規(guī)模的集成電路芯片上。 1 單片機(jī)的組成 單片機(jī) 的核心部分是中央處理器 CPU，它是單片機(jī)的大腦，由它統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)各部分的工作。程序存儲器和數(shù)據(jù)庫存儲器分別用于存放單片機(jī)工作的用戶軟件和存儲臨時數(shù)據(jù)。定時 /輸出接口（ I/O 接口）是計算機(jī)與輸入 /輸出設(shè)備之間的接口。 2 單片機(jī)的特點 由于單片機(jī)是把微型計算機(jī)主要部件都集成在一塊芯片上，即一塊芯片就是一個微型計算機(jī)。 a 控制功能強(qiáng)。 b 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性好。 C 性能價格比高。 D 易擴(kuò)展。 E 低功 耗、低電壓。 3 單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 單片機(jī)由于體積小、集成度高、成本低、抗干擾能力和控制能力強(qiáng)等優(yōu)點，因而廣泛應(yīng)用于以下的各個領(lǐng)域中。 在以控制為主，以數(shù)據(jù)為輔的系統(tǒng)中，使用單片機(jī)可以獲得良好的效果。商用產(chǎn)品等，可選用四位單片機(jī)；對于 工業(yè)控制、智能儀表等，可選用八位單片機(jī)；對于要求很高的實時控制及復(fù)雜的過程控制，如機(jī)器人、信號處理等，則最好選用 16 位單片機(jī)。為滿足不同用戶要求，各公司相繼推出了能滿足不同需要的產(chǎn)品。但其位數(shù)不一定會繼續(xù)增加，盡管現(xiàn)在已經(jīng)有了 32 位單片機(jī)，但使用 的并不多。 最小系統(tǒng)的應(yīng)用 單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展是以基本的最小系統(tǒng)為基礎(chǔ)的，故應(yīng)首先熟悉最小應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。對于目前國內(nèi)較多的內(nèi)部無程序存儲器的芯片 8031 來說，則要用外接程序存儲器的方法才能構(gòu)成一個最小應(yīng)用系片內(nèi)帶程序存儲器的 8031， 8751 本身即可構(gòu)成一片最小系統(tǒng)，只要 將單片機(jī)接上時鐘電路和復(fù)位電路即可，同時 /EA 接高電平， ALE,/PSEN 信號不用，系統(tǒng)就可以工作。 (2)內(nèi)部存儲器的容量有限，只有 128B 的 RAM 和 4KB 的程序存儲器。 8051 的應(yīng)用軟件必須依靠廠家用掩膜技術(shù)置入，故一般只適用于可作大批量生產(chǎn)的應(yīng)用系統(tǒng)。 與選擇 電磁閥的分類 ： 直動式電磁閥： 原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。 分布直動式電磁閥： 原理：它是一種直動和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒 有壓差時，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。 特點： 在零壓差或真空、高壓時亦能可 *動作，但功率較大，要求必須水平安裝。 特點： 流體壓力范圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。 電磁閥在選型時的注意事項 一：適用性 管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標(biāo)定的介質(zhì)一致。 電磁閥 允許液體粘度一般在 20CST 以下，大于 20CST 應(yīng)注明。 流體清潔度不高時應(yīng)在電磁閥前安裝過濾器，一般電磁閥對介質(zhì)要求清潔度要好。 注意環(huán)境溫度對電磁閥的影響 電源電流和消耗功率應(yīng)根據(jù)輸出容量選取，電源電壓一般允許177。 二、可靠性 電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關(guān)閉；但在開啟時間很長關(guān)閉時很短時要選用常開型了。 動作時間很短頻率較高時一般選取直動式，大口徑選用快速系列。 電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會 縮短或產(chǎn)生其它意外情況。 爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品。 電磁閥的選型 電磁閥選型首先應(yīng)該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟(jì)性四大原則，其次是根據(jù)六個方面的