基于单片机的太阳能热水器设计.doc

毕业论文(设计)

论文题目:基于单片机的太阳能热水器设计
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摘要
本文以89C52单片机为核心,设计了一种数字化且智能化的太阳能热水器控制系统。重点研究了配合RC充放电式水位测量及其优化,该系统与传统的太阳能热水器控制系统相比较,具有结构简单、使用方便、价格低廉、抗干扰能力强等特点。
关键词:太阳能热水器,89C52,RC充放电,8255A
Abstract
This paper which takes the 89C52 microcontroller as the core, design a control system of solar water heater which is digital and intelligent. Focus on the RC with the charging and discharging type water level measurement and optimization,
pared to the solar water heater control system of this system with the traditional, it has the characteristics of simple structure, convenient use, low price, strong antiinterference ability.
Keywords: Solar water heater, 89C52, RC charge and discharge, 8255A
目录
1 引言 2
太阳能热水器的发展现状 2
课题的研究内容 2
2 太阳能热水器控制系统整体结构 2
太阳能热水器整体结构 2
方案选择 2
3 电路硬件设计 4
水位测量电路 4
水温测量电路 7
水位、水温测量电路的整体设计 8
时钟电路 8
DS1302串行时钟芯片 9
DS1302与单片机的连接及时间读取方法 10
键盘和显示电路 10
8255A芯片介绍 10
8255A在太阳能热水器控制电路中的作用 12
显示电路工作原理 12
键盘电路原理 14
驱动电路 14
电源电路 14
4 软件设计 15
5 结束语 16
致谢 17
参考文献 17
附录系统整体电路图 18
1 引言
太阳能热水器的发展现状
随着全球气候变暖的加快,节能减排日趋严峻,世界各国都在寻求新的能源替代战略,以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。近年来各种环保、节能的热水器纷纷涌入市场,但太阳能热水器以节能、环保、安全、可资源再生、零资源消耗成为市场的主流产品。源于竞争,各大商家为了使自己的产品在市场上立足并长远发展,不断提高太阳能热水器的性能,其中太阳能热水器控制器以其灵活、贴近客户成为商家竞争的热点。目前,各大商家纷纷提高太阳能热水器的智能化程度来满足消费者的需求。
课题的研究内容
本课题以89C52单片机为核心配合传感器、显示器件、电磁阀、电加热器、报警器等外围器件,采集热水器储水箱中的水位、水温信号,通过控制电动机的运转、电加热器加热来控制储水器的水位、温度,并完成水位、水温显示,时间显示,水溢报警等功能。另外配有键盘,可以实现手动上水、手动电加热、设置水位、设置温度等功能。
2 太阳能热水器控制系统整体结构
太阳能热水器整体结构
太阳能热水器整体结构大致可以分为四大部分:
(1)水位、水温测量电路。这部分用于采集水位、水温信号给单片机,是太阳能热水器控制器最关键的部位。
(2)时间、水位、温度显示和键盘电路。键盘部分用于系统和人的信息交互,通过键盘可使系统显示所需要查看的信息。时间、水位、温度信息通过数码管显示给用户。
(3)时钟电路。给系统提供实时时间或参考时间,以便于对电加热时间进行调整。
(4)驱动电路。包括电加热、上水电磁阀、报警电路,是整个系统的执行部分。
系统的整体结构图如图1所示。
方案选择
水位测量和水温测量:水位测量和水温测量是太阳能热水器控制系统的最重要部分,因此传感器的选择是本设计的关键。
水位传感器的选择:位测量可以有多种方法,我们从性能和成本两方面进行考虑,选择RC充放电式水位传感器,而没有选用大众式的排阻分档键盘式水位传感器。因为RC充放电式水位传感器明显优于排阻分档键盘式水位传感器