1、常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）報告系另lj: 電子與電氣專 業(yè)：電子信息、班 號： 電子103學(xué)生姓名：楊德迪學(xué)生學(xué)號：1006013321設(shè)計（論文）題目：智能太陽能熱水器控制器指導(dǎo)教師：王迅設(shè)計地 點：常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院起迄日期： 2012.11畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè) 電子信息 班級 電子103 姓名 楊德迪實踐單位名稱：常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院實踐崗位名稱： 專接本崗位職責(zé)：專接本崗位能力要求：專接本一、 課題名稱：智能太陽能熱水器控制器二、主要技術(shù)指標(biāo)（或基本要求）:本課題設(shè)計一個太陽能熱水器的智能控制系統(tǒng)設(shè)計方案，利用單片機實現(xiàn)控制中心單元和時鐘電路，完成對太陽能熱水器的

2、水位、加熱、時間等設(shè)定 和控制，不僅實現(xiàn)了時間、溫度和水位三種參數(shù)實時顯示功能，而且具有時間設(shè)定、溫度設(shè) 定與控制功能。三、主要工作內(nèi)容：目前，中國已經(jīng)成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國，但是與之相配套的太陽能熱水器控制系統(tǒng)卻一直處在研究與開發(fā)階段。市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大 多存在功能單一、控制不方便等問題，很多控制器只具有溫度和水位顯示功能，不具有溫度 控制功能。即使熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而 浪費電能。四、主要參考文獻(xiàn)：李念強，單片機原理及應(yīng)用M.北京：機械工業(yè)出版社，2007孫育才，MCS-51系列單片機微型計算機及其應(yīng)用M.4版。南京：東南

3、大學(xué)出版社，1997周潤景，袁偉亭，景曉松，Proteus在 MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應(yīng)用百例M.電子工業(yè)出 版社，2006張振榮，晉明武，王投平，MCS-51單片機原理及實用技術(shù)M.北京：人民郵電出版社， 2000： 64-120郭廷瑋 太陽能利用和前景科學(xué)普及出版社1986王俊杰，基于89C51單片機的太陽能熱水器只能控制器的設(shè)計J.鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報： 自 然 科 學(xué) 版， 2005（8）：67-68年月日年月日年月日年月日學(xué)生（簽名）指導(dǎo)教師（簽名）教研室主任（簽名）系主任（簽名）畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告設(shè)計（論文）題目 智能太陽能熱水器控制器一、選題的背景和意義：在世界范圍內(nèi)，

4、太陽能熱水器技術(shù)已很成熟，并已形成行業(yè)，正在以優(yōu)良的性能 不斷地沖擊電熱水器市場和燃?xì)鉄崴魇袌觥?000年太陽能熱水器取代47000套家 用電熱水器；2000年日本太陽能熱水器的擁有量將翻一番；以色列更是明文規(guī)定， 所有新建房屋必須配備太陽能熱水器。目前，我國是世界上太陽能熱水器生產(chǎn)量和銷 售量最大的國家。然而，目前市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復(fù)雜、控制不方 便等問題，很多控制器具有溫度和水位顯示功能，卻不具有溫度控制功能，致使熱水 器陰天的時候不能方便使用。即使熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于加熱時間不 能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費電能。選擇太陽能熱水器這個課題，可以

5、讓我更好的認(rèn)知可持續(xù)發(fā)展問題，看清目前 的能源現(xiàn)狀，以及各國在節(jié)約能源上的措施，在太陽能革新上運用的新技術(shù)。此外， 太陽能熱水器已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶，控制系統(tǒng)是太陽能的核心，可以盡可能做到節(jié)能環(huán) 保，作這樣一個設(shè)計，不僅可以考察自己大學(xué)專業(yè)課的理論與動手實踐能力，產(chǎn)品也具 有一定的市場前景。二、課題研究的主要內(nèi)容：太陽能熱水器控制系統(tǒng)的主體部分為51系列單片機芯片，其外圍電路由鍵盤輸入模 塊、顯示模塊、熱電偶溫度采集模塊、水位采集模塊、1302時鐘模塊、電加熱模塊、 以及電熱溫度參數(shù)設(shè)置模塊構(gòu)成。單片機部分主要用于控制和處理各功能模塊的工 作，實現(xiàn)時間設(shè)定、水位顯示、加熱等功能。太陽能熱水器控制系

6、統(tǒng)的最大特點是所有功能模塊均由軟件控制以完成各自功能。本 系統(tǒng)軟件包括主程序模塊、鍵盤掃描模塊、顯示模塊、溫度水位采集、時鐘模塊、電 加熱模塊等模塊.顯示模塊由12864液晶屏顯示，鍵盤處理子程序包括溫度的設(shè)置和 控制加熱以及時間的設(shè)置等.三、主要研究（設(shè)計）方法論述：設(shè)計以MSC-51系列單片機AT89C51作為中央處理器，采用由4x4行列鍵盤輸入加熱 時間、水溫設(shè)置等要求，利用溫度采集模塊和水位采集模塊進(jìn)行對熱水器中的水位和 水溫的信息采集，這些信息經(jīng)由數(shù)據(jù)處理模塊處理后，一旦水溫達(dá)不到預(yù)設(shè)的水溫要 求，便會啟用電加熱模塊，對水進(jìn)行加熱，并將水溫顯示在顯示模塊上，而當(dāng)水溫達(dá) 到設(shè)置要求時，

7、便會觸發(fā)報警模塊，并同時停止加熱。而如果在這個過程中水位沒有 達(dá)到預(yù)設(shè)時的要求，加熱器也會進(jìn)行注水，直至預(yù)設(shè)時的水位后停止注水。四、設(shè)計（論文）進(jìn)度安排：時間（迄止日期）工 作 內(nèi) 容2012.11查閱相關(guān)資料，寫開題報告進(jìn)一步總結(jié)整理材料，進(jìn)行分析歸納，開展實驗研究，撰寫畢業(yè)論文。學(xué)生在教師指導(dǎo)下修改、完善畢業(yè)論文（設(shè)計），并將定稿后的論文（設(shè)計）正文按統(tǒng)一格式打印2013.5論文完成，準(zhǔn)備答辯五、指導(dǎo)教師意見：指導(dǎo)教師簽名：年 月 日六、系部意見：系主任簽名：年 月 日目錄摘要目錄第一章前言（緒論） TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark30 o Curren

8、t Document 1.1太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析1 HYPERLINK l bookmark33 o Current Document 1.2太陽能熱水器的應(yīng)用及意1 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 第二章：太陽能熱水器的組成及工作原理2 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2 HYPERLINK l bookmark48 o Current Document 2.2太陽能熱水器組成及原理3 HYPERLINK l bookmark55 o Current

9、Document 2.3主要芯片的結(jié)構(gòu)與特點5第三章.硬件設(shè)計 9 HYPERLINK l bookmark75 o Current Document AT89S51單片機的最小系統(tǒng)9 HYPERLINK l bookmark97 o Current Document AT89S51單片機時鐘電路9 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 3.3AT89S51單片機復(fù)位電路10 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document 3.4控制器實時時鐘接口電路10 HYPERLINK l bookmark106 o

10、Current Document 3.5水位檢測電路的硬件設(shè)計10 HYPERLINK l bookmark109 o Current Document 3.6水溫檢測電路的硬件設(shè)計11 HYPERLINK l bookmark112 o Current Document 3.7看門狗和復(fù)位接口電路的設(shè)計12 HYPERLINK l bookmark115 o Current Document 3.8顯示電路的硬件設(shè)計 12 HYPERLINK l bookmark118 o Current Document 3.9鍵盤電路的硬件設(shè)計 13 HYPERLINK l bookmark121 o

11、Current Document 3.10驅(qū)動電路的硬件設(shè)計13 HYPERLINK l bookmark124 o Current Document 3.11光電隔離與輔助加熱電路設(shè)計14第四章.軟件設(shè)計 16 HYPERLINK l bookmark133 o Current Document 4.1主程序設(shè)計 16 HYPERLINK l bookmark136 o Current Document 4.2顯示子程序 18第五章.系統(tǒng) 205.1軟件調(diào)試 20 HYPERLINK l bookmark146 o Current Document 5.2系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能 20 HYPERL

12、INK l bookmark149 o Current Document 5.3系統(tǒng)功能測試 20 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 5.4系統(tǒng)功能分析 20 HYPERLINK l bookmark155 o Current Document 結(jié)束語 22 HYPERLINK l bookmark158 o Current Document 參考文獻(xiàn) 23摘要太陽能熱水器以其諸多的優(yōu)點受到人們的歡迎。本文結(jié)合實際太陽能熱水器 的具體應(yīng)用，在介紹太陽能熱水器、傳感器、單片機的特點基礎(chǔ)上，詳細(xì)描述了 太陽能熱水器的工作原理和設(shè)計方案。這里根據(jù)太

13、陽能熱水器對控制器的要求與 特點，提出了一種基于AT89C51和DS12887的太陽能熱水器智能控制器的設(shè)計 方法，本設(shè)計給出了系統(tǒng)的硬件設(shè)計及軟件實現(xiàn)方法。關(guān)鍵詞：太陽能熱水器;傳感器；模糊控制；實時時鐘;單片機AbstractSolar Water Heater is popular with its pretty benefits, Based on authors real experience on Solar Water Heater design, this article describes the working theory of this solar water hear

14、er after introducing the characters of solar、sensor、Single Chip Microcomputer(SCM).According to the request and characteristic of Solar Water heater for the controller. Providing a design of Intelligent Controller for Solar Water heater based on DS12887. The Sum up a design way of the systems hardwa

15、re and software.Keywords： Solar Water Heater、Sensor、Vague control、Real clock、Single Chi p Microcomputer(SCM).第一章緒論1.1太陽能熱水器的發(fā)展概況及市場競爭分析當(dāng)今社會發(fā)展日新月異，人們衣食住行也在不斷的提高?，F(xiàn)有電熱型熱水器 費用昂貴及燃?xì)庑偷牟话踩?，且排放二氧化碳污染大氣，北方用煤氣取暖造?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。太陽能熱水器 克服了上述缺點，他是綠色環(huán)保產(chǎn)品。它使用簡單、方便。本文設(shè)計的太陽能熱 水器控制器以80C51單片機為檢測控制核心，采

16、用DS12887實時時鐘，不僅實 現(xiàn)了時間、溫度和水位三種參數(shù)實時顯示和FUZZY控制功能，而且具有時間設(shè)定、 溫度設(shè)定與控制功能。溫度控制采用模糊控制，控制器可以根據(jù)天氣情況利用 輔助加熱裝置使蓄水箱內(nèi)的水溫在設(shè)定時間達(dá)到預(yù)先設(shè)定的溫度，從而達(dá)到24 小時供應(yīng)熱水的目的。此款熱水器包括主、從兩大系統(tǒng)：主系統(tǒng)的特點是在晴好 的天氣利用太陽光能為熱水器加熱；從系統(tǒng)相當(dāng)于電熱水器，它在無光照的情況 下利用電輔助加熱。它充分利用太陽能的豐富的免費的資源的優(yōu)勢，同時考慮到 在陰天及夜間無法利用太陽能的缺點，充分發(fā)揮太陽能熱水器和電熱水器的各自 優(yōu)勢，這是世面上大部分熱水器所不能比擬的。1.2太陽能熱水

17、器的應(yīng)用及意義在太陽能利用技術(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(hù)環(huán)境、絕對安全的熱水而受到人們的歡迎。 目前，我國是世界上太陽能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國家。然而，目前市場 上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復(fù)雜、控制不方便等問題， 很多控制器具有溫度和水位顯示功能，卻不具有溫度控制功能，致使熱水器陰天 的時候不能方便使用。即使熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于加熱時間不能 控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費電能。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。

18、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?？蓮V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。 具有良好的市場前景。第二章：太陽能熱水器的組成及工作原理2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2上排氣口自來水7淋浴噴頭9調(diào)節(jié)閥圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1不銹鋼保溫水箱：儲存熱水的容器。通過集熱管采集的熱水必須通過保溫 水箱儲存，防止熱量損失2上排氣口：保持系統(tǒng)氣壓穩(wěn)定。3真空集熱管：系統(tǒng)中的集熱元件。太陽能透過外玻璃照射到內(nèi)管外表面吸 熱體上轉(zhuǎn)換為熱能，然后加熱內(nèi)玻璃管內(nèi)的傳熱流體，由于夾層之間被抽真空， 有效降低了向周圍環(huán)境散失的熱損失，使集熱效率得以提高。4支撐架：支撐集熱器與保溫水

19、箱的架子。結(jié)構(gòu)牢固，穩(wěn)定性高，抗風(fēng)雪， 耐老化，不生銹。材質(zhì)一般為不銹鋼、鋁合金或鋼材噴塑。5進(jìn)出水口：上冷水自動止水下熱水。6溢流管：為了保持一定液位而設(shè)置的管口，當(dāng)液位超過時，多余的液體能 迅速溢流排出。7淋浴噴頭：將有壓的水噴灑成細(xì)小水滴。8保溫水管：在規(guī)定溫度下，恒溫保持一定時間。9調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)水流大小。10地腳：增加受力面積。2.2太陽能熱水器組成及原理系統(tǒng)組成：如圖2-2所示，本系統(tǒng)主要由控制器、自動控制閥、手動控制閥、 水位檢測電極、水溫檢測傳感器、電阻加熱絲、儲水箱等組成。太陽能熱水器利用微機控制主要有以下幾種控制功能：晨水加熱控制、溫水 循環(huán)控制、冷水集熱控制、水箱加熱控制。

20、（1）早晨水溫控制由于清晨太陽光較弱，所以太陽能熱水器從系統(tǒng)發(fā)揮作用。為了提供溫度不 低于30攝氏度的水，熱水器在清晨4-7點之間對水箱進(jìn)行電加熱，具體控制過 程如下：首先，關(guān)閉冷水閥門F2和循環(huán)水閥門F1，然后微機開始進(jìn)行水箱的溫度采 集，同時進(jìn)行溫度的比較，當(dāng)水箱的溫度小于30攝氏度時，電熱器D接通進(jìn)行 加熱，同時微機繼續(xù)對熱水箱的溫度進(jìn)行采集。當(dāng)溫度加熱到大于30攝氏度時 電熱器斷開，如此反復(fù)循環(huán)保證了溫度的穩(wěn)定。（2）循環(huán)水集熱過程早晨水溫控制之后（79點），設(shè)定當(dāng)日的水箱溫度N （由兩位BCD次齒 輪開關(guān)設(shè)定），輸入微機，再利用微機控制系統(tǒng)，通過太陽光能對熱水箱加熱以 達(dá)到理想溫度N

21、。具體控制過程如下：打開循環(huán)閥門F1，關(guān)閉冷水進(jìn)水閥門F2,熱水閥門F3處于空控狀態(tài)。然 后開始比較溫度，若（T3-T15攝氏度，T2T1）為止。如若T1=N，那么循環(huán) 水集熱過程結(jié)束，進(jìn)入冷水集熱控制過程。（3）冷水集熱控制此時熱水箱溫度已達(dá)到了N,冷水要進(jìn)入太陽能集熱器，這時溫度為T3， 和當(dāng)日的設(shè)定溫度值相比較，若T3N則將已加熱的水送入熱水箱，每天的控制 時段大概為9點20點。具體控制過程如下：關(guān)閉循環(huán)水閥門F2,打開冷水閥門F2,熱水閥門F3處于可控狀態(tài)。若T3N， 打開熱水閥門F3并將保持一段時間，若T3N 閥門F3繼續(xù)保持打開狀態(tài)，否則關(guān)閉F3?？梢?，次過程充分利用太陽光能轉(zhuǎn)化

22、為熱能，方便快捷。（4）水箱加熱控制此時，也許你會問如果沒有日照或者日照較弱時，到了晚上我們是否還能洗 上熱水澡嗎？答案是肯定的，不要忘了這款熱水器還有一個從系統(tǒng)，這時它就要 發(fā)揮作用了。熱水箱溫度為T1，將它和設(shè)定值N相比較，從而控制是否打開電 加熱，控制時段為下午，具體過程如下：若T1N，電加熱接通；否則，電加熱斷開，而且，15點20點中的每個 小時有下表的關(guān)系：表溫度比較時間(時)溫度比較加熱值(度)15T135N3516T140N4017T145N4518T150N5019T155N5520T160R/WP2.4r-CS MOTAT89S51DS12887方波輸出+5V1K圖3-3 D

23、S12887與單片機接口電路3.5水位檢測電路的硬件設(shè)計實驗證明，純凈水幾乎是不導(dǎo)電的，但自 然界存在的以及人們?nèi)粘Ｊ褂玫乃紩幸?定的Mg2+、Ca2+等離子，它們的存在使水導(dǎo) 電。本控制裝置就是利用水的導(dǎo)電性來完成的。 當(dāng)水位未達(dá)到a時，即ha時、這時傳感器的W5總阻值 為4R，對應(yīng)，系統(tǒng)處于缺水狀態(tài)。當(dāng)a hb時，傳感器電阻阻值當(dāng)b hc時，傳感器電阻阻值當(dāng)c hd時，傳感器電阻阻值-Tnu12F3.2F3.3F3. 4F3. 5AT8SS51圖3-4水位檢測電路為3R，對應(yīng)，系統(tǒng)處于20%水位。為2R，對應(yīng)，系統(tǒng)處于50%水位。為R，對應(yīng)，系統(tǒng)處于80%水位。當(dāng)h=d時，傳感器電阻

24、阻值 為0，對應(yīng)，系統(tǒng)處于100%水位。其中，環(huán)形振蕩器產(chǎn)生的方波周期T （或f）可通過單片機P87LPC744BN的兩個 定時/計數(shù)器（T0、T1）來確定，T1用來計數(shù)，T0用來定時。3.6水溫檢測電路的硬件設(shè)計圖3-5為溫度檢測和A/D轉(zhuǎn)換電路圖 本設(shè)計溫度傳感器選用AD590AD590 屬于半導(dǎo)體集成電路溫度傳感器，測溫范圍-55C-+150C，在其二端加上一定的 工作電壓，其輸出電流與溫度變化成線性關(guān)系，1uA/ K，誤差有幾種等級:1、 0.5、0.3C，本設(shè)計中選取土0.5C品種。OP07為高精度運算放大器，AD590 電流流經(jīng)R1、RP1轉(zhuǎn)換為電壓信號，R2、RP2為運算負(fù)反饋電

25、阻，成反相比例 放大器，將溫度信號轉(zhuǎn)換成0-5V的電壓信號，ADC0832再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號， 輸入CPU。R36+5V O-CZ15KL y %30IcU-12ViiJ-.jyiJl yTO?圖3-5水溫檢測電路3.7看門狗和復(fù)位接口電路的設(shè)計控制器的看門狗電路由兩級74LS123芯片組成。用P1.7作為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 的定時脈沖發(fā)生端，當(dāng)P1.7 口線超過一定時間不對74L S123發(fā)正脈沖時，系統(tǒng) 將自動復(fù)位（附錄）。3.8顯示電路的硬件設(shè)計圖3-6時鐘顯示3.9鍵盤電路的硬件設(shè)計P1.0- P1.7 口作為按鍵的信號輸入端，鍵按下，就執(zhí)行該鍵的功能。其電路 如圖3-7所示。SNPRP1

26、3-7鍵盤電路最小系統(tǒng).u1,2.34 月.6.7 - - - - - 1X - - - - PFFFFPFF3.10驅(qū)動電路的硬件設(shè)計在單片機控制系統(tǒng)中，需要用開關(guān)量去控制和驅(qū)動一些執(zhí)行元件，但 AT89S51單片機驅(qū)動能力有限。一般情況下，需要加驅(qū)動接口電路，且用低電平 驅(qū)動。如圖3-8所示圖3-8驅(qū)動電路3.11光電隔離與輔助加熱電路設(shè)計VCCP2.1GNDVCCR5n圖3-9輔助加熱電路圖上圖為太陽能熱水器光電隔離與輔助加熱電路設(shè)計。當(dāng)室外光強不足（陰天、 下雨）時，對水箱的水提前加熱是很必要的，這一電路恰好能完成這一功能。第四章：控制器的軟件設(shè)計4.1主程序設(shè)計熱水器不論在什么樣的天

27、氣里，都能夠在設(shè)定的時間向用戶提供設(shè)定溫度的 熱水，從而給用戶帶來便利。當(dāng)控制器在設(shè)定的時間使水溫達(dá)到設(shè)定溫度時，將 通過聲光報警提醒用戶。根據(jù)這一要求，控制器軟件設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、鍵盤中斷子 程序、DS12887更新周期結(jié)束中斷子程序、LED顯示子程序和提前加熱時間計 算子程序等。系統(tǒng)主程序主要完成溫度和水位的檢測以及進(jìn)行輔助加熱時間預(yù)算 和一些初始化功能。在主程序中采用了查表方法進(jìn)行輔助加熱提前量預(yù)算。系統(tǒng) 主程序流程圖如圖4-1所示。圖4-1系統(tǒng)程序流程圖對于溫度和時間設(shè)定，每次設(shè)定結(jié)束后，就將設(shè)定值存入DS12887的非 易失性RAM中，下次開機時進(jìn)行讀取。這樣作至少有兩

28、個優(yōu)點：一是系統(tǒng)在不 進(jìn)行設(shè)定時，就認(rèn)定該設(shè)定值和先前一次一樣，解決了每次開機總要從頭設(shè)定的 問題，另一個是若系統(tǒng)在運行中間停電而再次來電時，可以不用重新設(shè)定，就 能按原設(shè)定值對溫度進(jìn)行控制，增強了控制器適應(yīng)外界變化的能力。對提前加熱 時間的計算，則是系統(tǒng)能否實現(xiàn)預(yù)定功能的重要一環(huán)。因為系統(tǒng)采用分段式水位 檢測，若采用能量守恒的方法對提前加熱時間進(jìn)行預(yù)算，也同樣得不到精確的結(jié) 果。為了避開繁瑣的計算過程，本系統(tǒng)中采用了模糊控制思想，使用了如下一些 控制語句：IF水位高AND溫度差大THEN加熱時間長IF水位適中AND溫度差適中THEN加熱時間適中IF水位低AND溫度差低THEN加熱時間少采用這

29、種思想后，可以用實驗方法獲得各種情況下需要加熱的時間，編制 成表格。使用時，只要查表獲得提前加熱時間就行了。顯然，表格分得越細(xì)，控 制就越準(zhǔn)確。本控制器采用溫差每等于5C為一格，就能滿足控制要求了。為 了減小誤差，試驗表明，可以采用如圖4-2的方法。蓄水箱圖4-2水位監(jiān)測處理示意圖實驗中，用水位達(dá)到B1時的結(jié)果代替水位達(dá)到A1時的結(jié)果，B2代替A2, B3代替A3, B4代替A4。這樣，CPU讀入的A1水位查表后得到的預(yù)加熱時 間是實驗中水位在B1處的時間。經(jīng)過這種處理，會把由于分段檢測而產(chǎn)生的計 算誤差減小一半，由原來的h變成了 h/2（h為分段水位檢測間隙）。如果水箱水深 為40cm，分8

30、段檢測，此種處理方法的計算將使水位誤差由原來的5cm變成了 2.5cm。這種誤差對于民用的熱水器來說，已完全能夠滿足要求了。4. 2顯示子程序分析表明，移位寄存器74LS164僅有串入并出作用沒有譯碼功能。因此， 在編寫顯示驅(qū)動程序之前，首先需要計算列寫出與本電路對應(yīng)的LED段選碼， 然后由89C52的P3.0 口送入74LS164的串行輸入端，再并行輸出到LED的段 選端。需要指出的是，上面顯示電路采用TOS28106BHK型號的共陽極LED顯 示器，根據(jù)PCB印制線路板的連線方便，其LED的8個段端與74LS164的并行 輸出口即8根段選線的連接沒有遵照通常的規(guī)律，而是如圖3-5所示的段排

31、列為 7、6、4、2、1、9、10、5,相應(yīng)的段選碼也要重新計算，如顯示字符0的段選 碼為11H。電路中設(shè)計了 4位LED顯示器，其功能為：左首位為百位數(shù)或標(biāo)志 位，左二位為十位數(shù)，左三位為個位數(shù)，左四位為小數(shù)點后的十分位數(shù)。據(jù)此， 給出如圖4-3所示的顯示子程序框圖。圖4-3顯示子程序框圖第五章.系統(tǒng)5. 1軟件調(diào)試軟件的調(diào)試主要通過Keil uVision3軟件進(jìn)行操作，對程序編寫過程中的錯誤 進(jìn)行查找，找出錯誤，進(jìn)行修改，然后再進(jìn)行編譯直至編譯成功，生成HEX文 件，才能下載到單片機里，繼而實現(xiàn)相應(yīng)功能。5. 2系統(tǒng)能實現(xiàn)的功能本系統(tǒng)通過單片機控制各個電路模塊以實現(xiàn)對溫度，水位的檢測，以

32、及對整 個熱水器的智能化控制。5. 3系統(tǒng)功能測試設(shè)計前期通過KEIL軟件和PROTEUS仿真軟件的聯(lián)調(diào)，對設(shè)計功能進(jìn)行 仿真，均達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計效果，設(shè)計后期，硬件制作完畢后，將仿真成功后的 程序通過單片機下載程序，寫入單片機，再根據(jù)顯示模塊的各個端口連接方式， 正確地將單片機跟顯示模塊連接，最后都實現(xiàn)了設(shè)計的功能。5.4系統(tǒng)功能分析該控制器和以往顯示儀相比具有性能價格比高、溫度控制與顯示精度高、使 用方便和性能穩(wěn)定等優(yōu)點。單片機控制系統(tǒng)具有低價、智能的優(yōu)勢，能夠根據(jù)需 求的不同而作相應(yīng)的調(diào)整，更加個性化。同時，使用單片機控制系統(tǒng)能夠節(jié)約能 源，保護(hù)設(shè)備，延長設(shè)備的使用時間。該熱水器具備以下

33、特點：1結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、操作維護(hù)簡便。2熱源取之不盡用之不竭，不需要運輸，節(jié)省燃料。3無污染，不會對周圍環(huán)境造成任何影響。4熱水產(chǎn)量受季節(jié)、地區(qū)緯度、采熱面積、采熱器類型、環(huán)境溫度、供水溫 度、風(fēng)速、日照實際等因素影響較大。5該系統(tǒng)加裝減壓閥后可與鍋爐配套使用，解決冬季用水。6不用考慮玻璃蓋的防凍裝置。7該系統(tǒng)加裝減壓閥后可與鍋爐配套使用，解決冬季用水。8不用考慮玻璃蓋的防凍裝置。9該熱水器裝置置于浴室屋訂占地面積較大，同時增加了建筑物的載荷。在試制和安裝過程中我們體會到只有注意以下幾個方面才能保證熱水器的正常 運行，第一是循環(huán)管道水流方向不允許有反坡現(xiàn)象，拐彎要和緩，管道內(nèi)要清潔 無阻塞

34、。第二是冷水箱、熱水箱、集熱器及熱水保溫的相對位置及標(biāo)高合理，符 合水流規(guī)律，第三是補充給熱水箱的水流不允許沖擊，第四是電磁閥的選擇及安 裝位置要合理，保證動作靈敏可靠。總之，無論從市場或技術(shù)抑或價格的角度來說，此款熱水器具有很大的優(yōu)勢。它市場前景廣闊、技術(shù)先進(jìn)、價格合理、高度智能化，方便省事，是當(dāng)前市面上 熱水器的升級產(chǎn)品。它不但適合于城鄉(xiāng)民宅需求，還適用于寫字樓、餐飲、娛樂、 商業(yè)服務(wù)浴室、理發(fā)店、旅館、招待所、托兒所、敬老院及外貿(mào)出口等各種需求。結(jié)束語畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，我在同學(xué)和老師的幫助下完成了基于單片機的太陽能 熱水器智能控制器的設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計作為綜合性的設(shè)計，它不同于以前教學(xué)中的

35、實驗、課程設(shè)計等實踐 環(huán)節(jié)。以前的所做的一些設(shè)計主要是根據(jù)相關(guān)的課本及老師所給資料去完成的， 有一定的參照性，所以相對而言比較簡單，不能完全達(dá)到鍛煉自己動手能力的目 的。而畢業(yè)設(shè)計則是對我們大學(xué)所學(xué)知識的一個綜合的訓(xùn)練及考核，是對所學(xué)知 識的應(yīng)用能力和大學(xué)所學(xué)理論知識對實踐技能相結(jié)合的全面的檢驗。并對我們?nèi)?何根據(jù)要做的課題對現(xiàn)有的資料進(jìn)行理解和運用的能力的考核。真正做到了理論 聯(lián)系實際，把以前所學(xué)的知識綜合貫通進(jìn)行實踐，并在實踐中不斷學(xué)習(xí)和自我完 善。從剛確定畢業(yè)設(shè)計課題以來，我首先是查找一些相關(guān)的書籍及資料，然后分 析設(shè)計，并根據(jù)實際情況擬定設(shè)計方案，從而達(dá)到優(yōu)化方案。在研究設(shè)計電路時，

36、我優(yōu)化了電路設(shè)計，這就省去了一部分時間，最難的是調(diào)試了，但在老師和同學(xué) 的幫助下，完成的設(shè)計達(dá)到了預(yù)定的要求。同時，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我們在各 個方面都有了很大的提高，特別是在理論和實踐結(jié)合方面使我們受益匪淺，使大 學(xué)里學(xué)習(xí)的理論知識在根本上得到一次最完整的實踐和提高。也為我即將面臨的 工作奠定了很好的基礎(chǔ)。同時，在本次畢業(yè)設(shè)計中深深認(rèn)識到自己的各個方面的不足之處，本著提高 動手能力以及檢測所學(xué)知識的目的，我嚴(yán)格要求自己，每一環(huán)節(jié)都認(rèn)真對待，定 期向知道老師報告進(jìn)展情況和請教不懂的地方，得以完成任務(wù)。在以后的工作中，我們必須進(jìn)一步深化在實踐中去豐富理論，完善知識結(jié)構(gòu)。 由于環(huán)境條件的影響，理論

37、與實踐還是有一定的差距，這也要求我們在實踐中注 意檢驗的積累參考文獻(xiàn)李念強，單片機原理及應(yīng)用M.北京：機械工業(yè)出版社，2007孫育才，MCS-51系列單片機微型計算機及其應(yīng)用M.4版。南京：東南大 學(xué)出版社，1997張濤，王金崗，單片機原理與接口技術(shù)M.北京：冶金工業(yè)出版社，2007閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2006周潤景，袁偉亭，景曉松，Proteus在MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應(yīng)用百例M. 電子工業(yè)出版社，2006王長胤，文軍，單片機原理及應(yīng)用M.武漢：武漢大學(xué)出版社，1993殷為民，太陽能水溫水位儀J.家用電子，1999（1）： 37-38徐龍坤，輔助加熱式太陽

38、能熱水器J.家用電器，1997（2）： 9-10王俊杰，基于89C51單片機的太陽能熱水器只能控制器的設(shè)計J.鄭州輕 工業(yè)學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2005（8）： 67-68張振榮，晉明武，王投平，MCS-51單片機原理及實用技術(shù)M.北京：人民 郵電出版社，2000： 64-120戴佳，戴衛(wèi)恒，51單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講M.北京：電子工 業(yè)出版社，2006李廣第，單片機基礎(chǔ)M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2001郭廷瑋太陽能利用和前景科學(xué)普及出版社1986萬福君、潘松峰單片機原理系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社200115潘永雄、沙河、劉向河 電子線路CAD實用教程 西安電子科技出版

39、社2001附錄一主程序：ORG 000HJMP STARTSTART： Curtemp EQU 10H； Curtemp 存儲地址Pretemp EQU 11H； Pretemp 存儲地址MOV TMOD， #53HLCALL InitDS12887；初始化 DS12887 時鐘芯片SETB EA；開 CPU 中斷LCALL ReadTempandTime ；讀溫度時間設(shè)定值LCALL ReadWaterandPosition；讀水位高度CLRC； C清零SUBCurtemp，pretempJCOffheatHeatcontinue：LCALL FUZZY；預(yù)算提前加熱時間LCALLDELAY

40、LCALLHeatSJMP$OffHeat： CLRP2.1RETIHeat: SETBP2.1LCALLDELAYCLRCLCALLReadTempMOVA， CurtempADDA， #2HSUBA， PretempJNCKeepTempJMPHeatcontinueLCALLKeeptempCONRETIInitDS12887：SETBP2。1MOVDPTR， #0BH；初始化DS12887B寄存器MOVA， #22H；置DS12887 24小時模式MOVXDPTR， A；允許報警中斷禁止其它中斷MOVDPTR， #0AH；初始化DS12887入寄存器MOVXA，#20H；時鐘頻率52.

41、628KHZ，禁止SQWMOVDPTR， #00H；初始化時鐘MOVA，#00HMOVXDPTR， A；秒MOVDPTR， #02H；分MOVDPTR， AMOVDPTR， #04H；時MOVA，#12HMOVDPTR， ARETIReadTempandTime：LCALLReadTempLCALLReadTimeRETIORG 0013HJMP KeyBoardINTKeyBoardINT：LED顯示子程序:DISI:SETBP1.7;滅顯示MOVR0, #SBCDMOVA, R0;取出要顯示的數(shù)ADDA, #2DH;加上偏移量MOVCA , A+PC;查表取出段選碼MOVSBUF, A;送

42、出顯示DL1:JNBTI, DL1;輸出完否？CLRTI;完，清中斷標(biāo)志INCR0MOVA, R0ADDA, #21HMOVCA, A + PCANLA, #OEFH;個位加小數(shù)點MOVSBUF, ADL2:JNBTI, DL2CLRTIINCR0MOVA, R0ADDA, #13HMOVCA, A+PCMOVSBUF, ADL3:JNBTI, DL3CLRTIMOVA, #0FFHMOVSBUF, ADL4:JNBTI, DL4CLRTICLRP1.7； 亮顯示RETSEGTAB:DB11H,0D7H,32HDB92H,0D4H,98HDB18H,0D3H,10H,0D0H鍵盤輸入主程序：MOV P1, #0FH；鍵盤初始化,P1.0P1.3置輸入方式,P1.4P1.7為0狀態(tài)MOV IE, #84H；開CPU中斷，開INT1中斷SJMP $；中斷等待中斷服務(wù)程序：ORG 0013LJMP IO51K16；INT1中斷入口地址；從中斷入口轉(zhuǎn)移鍵盤處理程序IO51K16IO51K16:CALL D10MSLCALL KEYINJNZ LKOUTRETI；延時10秒；調(diào)鍵輸入檢查子程序；有鍵輸入，轉(zhuǎn)查鍵號；無鍵輸