综合实践总结报告封皮(A4纸).doc

综合实践总结报告封皮(A4纸).doc控制系统综合实训
总结报告
学院计算机与控制工程学院
专业班级自动化121
学生姓名滕大江
学号 2012022024
成绩
评语
基于AT89C51单片机的太阳能热水器控制器设计
摘要
随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及。与之相配套的控制仪也相继问世。然而,目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。消费者需要真正的“自动”控制,以实现使用的最简单化。就像家用电视机、电冰箱一样,接通电源、设定完毕就不用再操心了。
本次毕业设计运用AT89C51单片机设计了一种自动控制电路,该电路用于太阳热水器,能实现在用水时,若日晒水温达不到设定值,则电加热自动补温。从而实现了热水器的自动及节能。本文详细介绍了基于单片机的太阳能热水器自动控制系统组成、硬件设计。实现了温度和水位参数的实时显示,而且具有温度设定、水位设定与控制功能,停电后再来电时也不用重新设定,具有故障报警和故障自处理功能,良好的稳定性和抗干扰性能。
关键词:单片机;太阳能热水器;控制器
前言
目前,中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国,年产量约为世界各国之和,已有一百多家太阳能热水器生产厂。但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。这种控制器只具有温度和液位显示功能, 而且为分段显示,温度显示误差为10%,水位显示误差为25%。这种显示器(还称不上控制器)不具有温度控制功能,当由于天气原因而光强不足时,就会给热水器用户带来不便;即使热水器具有辅助加热功能,由于加热时间不能控制而产生过烧,从而浪费大量的电能。本文设计的太阳能热水器控制器以80C51单片机为检测控制核心,采用DS12887 实时时钟,不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示和FUZZY控制功能,而且具有时间设定、温度设定与控制功能。
此款热水器包括主、从两大系统:主系统的特点是在晴好的天气利用太阳光能为热水器加热;从系统相当于电热水器,它在无光照的情况下利用电辅助加热。它充分利用太阳能的丰富的免费的资源的优势,同时考虑到在阴天及夜间无法利用太阳能的缺点,充分发挥太阳能热水器和电热水器的各自优势,这是世面上大部分热水器所不能比拟的。
正文
1 方案设计
设计的太阳能热水器控制系统以89C52单片机为检测控制中心单元,采用DSl2887实时时钟,不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示功能,而且具有时间设定、温度设定与控制功能。控制系统可以根据天气情况利用辅助加热装置(电加热器)使蓄水箱内的水温达到预先设定的温度,从而达到24小时供应热水的目的。实际应用结果表明,该控制器和以往显示仪相比具有性价比高、温度控制与显示精度高、使用方便和性能稳定等优点
2 各单元模块功能介绍及电路设计物
单片机系统设计
单片机系统由AT89C52和一定功能的外围电路组成,包括为单片机提供复位电压的复位电路,提供系统频率的晶振。这部分电路主要负责程序的存储和运行。上图中MCS-51内部时钟方式电路外接晶体以及电容C5和C6构成并联谐振电路,接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求,但电容的大小会影响振荡器频率的高低、谐振器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。~12MHz之间任选,电容C5和C6的典型值在20pF~100pF之间选择,但在60pF~70pF时振荡器具有较高的频率稳定性。典型值通常选择为30pF左右,但本电路采用33pF。在设计印刷电路板时,晶体或陶瓷振荡器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近,以减少寄生电容,更好的保证振荡器稳定和可靠的工作。为了提高温度稳定性,应采用温度稳定性能好的NPO高频电容。AT89C52的复位是由外部的复位电路来实现的。复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本设计中所用到的是上电按钮复位。
单片机系统

DS12887与单片机接口电路
为实现热水器24小时供应热水的目的,控制器必须有一个实时时钟来为系统提供准确的基准时间;在软件设计上则要实时地读出当前时间,同设定时间比较,以决定系统工作状态。本系统采用美国DALLAS半导体公司最新推出的时钟芯片DS12887,该芯片采用CMOS 技术,把时钟芯片所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部,并与MC146818管脚完全兼容。DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高,工作稳定可靠等优点。它与89C52单片机的接口电路见上图。

蓄水箱水位和温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节,只有准确地检测出水位和温度,才能通过软件计算提前开始辅助加热的预加热时间。要实现辅助加热提前时间的精确计算,最好是采用连续液位传感器,但