基于单片机的太阳能热水器控制的毕业设计论文
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。
太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。
然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。
该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。
通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。
系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。
本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。
在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。
在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。
本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。
本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。
本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。
二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。
在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。
毕业设计---基于单片机的全自动太阳能热水器的控制
毕业设计(论文)基于单片机的全自动太阳能热水器的控制器的设计学生姓名：叶沈霖学号：0815012221所在系部：电气信息系专业班级: 电气工程及其自动化指导教师：石刚讲师日期：二○一二年五月摘要随着人们生活水平的不断提高，全球人口和经济规模的不断增长,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人们所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。
太阳能具有储量的“无限性”、存在的普遍性，并且几乎不产生任何污染。
鉴于此,人们在大力的发展太阳能产业。
太阳能热水器顺应时代发展的要求,满足人们对环保绿色产品的需求。
在人类文明程度日益提高的今天，它是现代文明社会的最佳选择。
本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。
本设计采用MSC-51系列单片机AT89S52作为中央处理器，采用DS1302实时时钟,12864点阵式液晶显示屏等模块，完成时间温度水位的显示,以及时间和温度的设定等功能。
关键字：太阳能热水器；单片机；实时时钟；液晶显示屏AbstractWith the continuous improvement of people's living standard, As the global population and economic growth, energy use of environmental problems and causes gradually recognized, "low—carbon economy," the concept became part of the people of vision. Solar energy has reserves of the limitless ”, the universality of existing，and almost does not produce any pollution. In view of this, people in the development of solar energy industry. Solar water heaters，in conformity with the requirements of the times, are meeting the demand for green products。
毕业设计(论文)-基于单片机的太阳能供热工程智能控制系统设计
摘要目前, 太阳能热水器技术上比较成熟，但热水控制器的功能还有可开发的潜力,市面在售的控制器绝大部分只具备温度和水位显示功能，不具备温度水位的自动控制功能。
虽然有的控制器配有电加热辅助装置，但都不是全智能型的，给用户使用带来许多不便。
太阳能单片机控制系统是对其水温与水位的不同进行检测和控制。
本次设计对太阳能控制系统做出全面的了解,对其结构及原理了解详尽。
对于水温与水位的检测和控制进行了重点介绍.本次设计有驱动电路能够防水管冻裂，还能够在必要时手动控制。
系统设计包括硬件设计和软件设计两部分。
该控制系统是以AT89C51单片机为基础，实现了检测、控制与显示等功能。
文中详细地描述了控制电路的设计过程，包括：键盘与LED显示电路、驱动电路、水温、水位控制电路等。
对于软件设计采用模块化结构，包括主程序、键盘中断子程序、DS12887更新周期结束中断子程序、LED显示子程序和提前加热时间计算子程序等。
关键词：单片机，太阳能热水器，水位检测，温控系统ABSTRACTAt present，Solar energy water heater technology more mature, but hot water controller function and its development potential，most of the market in the sale of the controller only has the temperature and water level display，do not have the temperature of the water level control function。
Although some of the controller is equipped with electric heating system，but not all of the intelligent type, and caused much inconvenience to users。
毕业设计基于单片机的太阳能热水器智能水位水温控制仪的设计
摘要本文设计了一个太阳能热水器智能控制系统。
它以89C52单片机为核心，配合电阻型4档水位传感器、负温度系数NTC热敏电阻温度传感器、8255A扩展键盘和显示器件、驱动电路（电磁阀、电加热、报警）等外围器件，完成对太阳能热水器容器内的水位、水温测量、显示；时间显示；缺水时自动上水，水溢报警；手动上水、参数设置；定时水温过低智能电加热等功能。
其中本文第一章主要说明了太阳能热水器智能控制系统的研究现状和本课题的主要任务，第二章对系统的整体结构作了简单介绍，第三章重点介绍了水位水温测量电路，第四章介绍了时钟电路，第五章介绍了显示和键盘电路，第六章对其他电路作了介绍，第七章是对水位测量电路的硬件调试。
本系统对于水位传感器、水温传感器的电阻数据的处理均采用独特的RC充放电的方法。
它与使用A/D转换器相比，电路简单、制造成本低。
特别适用于对水位、水温要求不精确的场合。
关键词：太阳能，热水器，控制器，89C52，RC充放电IAbstractThis article has designed a intelligence control system for solar-powered water heater. It take the 89C52 microcontroller integrated circuit as the core, the coordinate 4 grades of waters level resistance sensor, the negative temperature coefficient NTC thermistor temperature sensor,the 8255A expansion keyboard and the demonstration component, the actuate circuit (solenoid valve, electric heating, warning) and other periphery component, completes to the water level and temperature measure and demonstrate; the time demonstrate; lack of water automatically upstream, the water overflow warn; fixed time intelligencely electric heat.The first chapter of this article mainly explained the research situation of the solar-powered water heater intelligence control system and the primary mission of this topic. The second chapter has made the simple introduction to the overall construction of the system .The third chapter introduced with emphasis on the water level and water temperature metering circuit.The fourth chapter introduced the clock circuit .The fifth chapter introduced the demonstration and the keyboard circuit,.The sixth chapter has made the introduction to other circuits. The seventh chapter is the hardware debugging of the water level measuring circuit.Regarding the process of the water level sensor and water temperature sensor resistance data this system uses the method of the unique RC electric sufficient and discharging. Compared to using the A/D converter, the electric circuit is simple, the production cost is low. Specially it is suitable for the water level and the water temperature measuring requested unprecise situation.Key word: Solar energy, water heater, controller, 89C52, RC electric sufficient and dischargeII目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................... I I 目录 ....................................................................................................................... I II 第一章引言 . (1)1.1 课题的背景意义 (1)1.2 太阳能热水器和其控制器的发展现状 (1)1.3课题的研究内容 (3)第二章太阳能热水器智能水位控制系统整体结构介绍 (4)第三章水位和水温测量电路硬件设计 (5)3.1 水位测量电路 (5)3.1.1 方案比较选择 (5)3.1.2水位测量电路的具体设计及优化 (8)3.2水温测量电路 (15)3.2.1方案比较选择 (15)3.2.2 水温测量电路的设计及温度计算方法 (16)3.3 水位、水温测量电路的整体设计 (20)第四章显示电路 (21)4.1 方案选择 (21)4.1.1 8255A芯片介绍 (21)4.1.2 8255A在太阳能热水器控制电路中的作用 (24)4.2 显示电路工作原理 (25)4.2.1 8255A显示电路的硬件结构。
基于单片机的太阳能热水器控制器
分类号: 编号：毕业论文（设计）太阳能热水器控制器设计The design of controller for solar water heater申请学位：工学学士院系：光电信息科学技术学院专业：姓名：学号：指导老师：太阳能热水器控制器设计姓名：导师：年05月日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：光电信息科学技术学院[摘要]该太阳能热水器控制器是基于C51单片机设计和实施的，它以AT89C51单片机作为检测和控制中心，由主控芯片模块、DS18B20 温度检测及显示模块、水位检测及显示模块、时钟模块、报警模块和电磁阀控制模块、辅助加热模块等模块组成。
它通过DS18B20温度检测及显示模块实时检测和显示水温，通过水位检测及显示模块实时检测和显示水位，通过时钟模块实时显示时钟并在设定的时间给主控芯片特定的信号，通过电磁阀控制模块实现热水器的自动及手动上水，通过辅助加热模块实现太阳能热水器自动及手动加热，当水位过低且水温过高时通过报警模块报警，而主控芯片则负责协调其他各模块的工作。
[关键词] 太阳能热水器控制器；AT89C51单片机；DS18B20[Abstract] The designing of this solar water heater controller is based on C51 single-chip microcomputer, The AT89C51 MCU is used as it’s detection and control center, It consists of a main control chip module, DS18B20 temperature detection and display module, the water level detection and display module, clock module, alarm module and the electromagnetic valve control module, auxiliary heating module and etc. It is through the DS18B20 temperature detection and display module Detect and display the water temperature in time. It is through the water level detection and display module Detect and display the water level in time. It is through the clock module display time and at the given time, it will give the main control chip module a specific signal. It is through the electromagnetic valve control module to realize the automatic and manual water heater. It is through the auxiliary heating module to heat water automatically and manually. when the water level is too low and the temperature is too high the alarm module will give an alarm, the responsibility of the main control chip is to Coordinate the work of other modules.[Key words] The Solar water heater controller ; AT89C51 MCU ; DS18B20目录1 绪论 (1)1.1 太阳能热水器应用的意义 (1)1.2 我国太阳能发展现状 (1)2 系统设计及仿真软件 (2)2.1 系统的总体结构设计 (2)2.2 设计功能要求 (2)2.3 设计思路 (2)2.4 仿真软件(proteus)简介 (3)3 AT89C51简介 (4)3.1 主要特性 (4)3.2 中断向量 (4)3.3 管脚说明 (4)3.4 内部结构 (6)4 控制器各模块电路设计 (7)4.1 主控芯片模块 (7)4.1.1 时钟电路 (7)4.1.2 复位电路 (8)4.1.3 单片机管脚分配 (9)4.2 DS18B20 温度检测及显示模块 (9)4.2.1 DS18B20芯片简介 (10)4.2.2 74LS245简介 (12)4.2.3 LED数码管显示 (13)4.3 水位测量及显示模块 (14)4.4 报警模块 (15)4.5 辅助加热模块 (16)4.5.1 继电器工作原理 (16)4.5.2 辅助加热模块工作原理 (17)4.6 电磁阀控制模块 (17)4.6.1 电磁阀工作原理 (18)4.6.2 电磁阀控制模块工作原理 (18)4.7 时钟模块 (18)4.7.1 电子表发声原理及控制器定时工作原理 (19)5 控制器软件程序设计 (20)5.1 软件设计分析 (20)5.2 主程序模块 (20)5.3 子程序模块 (21)5.3.1 DS18B20温度检测子程序设计 (21)5.3.2 DS18B20温度转化及显示子程序 (22)5.3.3 加热子程序设计 (23)5.3.4 上水子程序设计 (24)5.4 中断子程序设计 (25)5.4.1 外部中断0（设定温度+）子程序设计 (25)5.4.2 外部中断1（设定温度-）子程序设计 (26)6 调试与总结 (27)6.1 调试方法 (27)6.2 遇到的问题及解决办法 (27)6.3 总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)1 绪论1.1 太阳能热水器应用的意义迈入21世纪以来，随着经济的急速发展，对自然资源的需求缺口越来越大，人口基数过大使得将在很长一段时间保持人口数量的增长，而经济的高发展速度也将持续对资源的供应提出考验。
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计在当今能源紧张和环保意识日益增强的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其应用范围越来越广泛。
太阳能热水器便是其中一种常见且实用的设备。
为了提高太阳能热水器的性能和使用效率，设计一个基于单片机的智能控制系统具有重要的意义。
一、太阳能热水器的工作原理太阳能热水器主要由集热器、水箱和管道等部分组成。
集热器通常安装在屋顶或其他阳光充足的地方，其内部有吸热管，能够吸收太阳能并将其转化为热能。
被加热的水通过管道输送到水箱中储存起来，以供用户使用。
然而，传统的太阳能热水器存在一些不足之处。
例如，在阳光不足或天气变化时，无法保证稳定的热水供应；水温难以精确控制，可能会出现过热或过冷的情况。
为了解决这些问题，我们需要引入单片机控制系统。
二、单片机控制系统的总体设计本控制系统以单片机为核心，结合传感器、执行器和通信模块等组成一个完整的系统。
传感器部分包括温度传感器和水位传感器。
温度传感器用于实时监测水箱内的水温，水位传感器则用于检测水箱内的水位高度。
这些传感器将采集到的信息传输给单片机。
单片机作为控制中心，对传感器传来的数据进行处理和分析，并根据预设的控制策略发出相应的控制指令。
执行器主要包括电加热装置和水泵。
当水温过低时，单片机控制电加热装置启动，对水进行加热；当水位过低时，单片机控制水泵启动，向水箱内注水。
通信模块用于实现系统与用户之间的交互。
用户可以通过手机或其他终端设备远程查看热水器的工作状态，并进行相应的操作。
三、硬件设计1、单片机选型选择一款性能稳定、功能强大且成本适中的单片机，如 STM32 系列。
STM32 具有丰富的外设资源和较高的运算速度，能够满足系统的控制需求。
2、传感器电路设计温度传感器可选用 DS18B20 数字温度传感器，其具有精度高、接口简单等优点。
水位传感器可采用压力式水位传感器，通过测量水压来确定水位高度。
传感器的输出信号需要经过调理电路进行放大、滤波等处理，然后输入到单片机的 ADC 端口。
基于80C51单片机的太阳能热水器智能控制系统设计
基于80C51单片机的太阳能热水器智能控制系统设计摘要本文介绍了基于80C51单片机的太阳能热水器智能控制系统的设计。
该系统采用了多种传感器，包括温度传感器、光强传感器和水流传感器，以实时监测太阳能热水器的工作情况。
设计了一个基于PID算法的控制器，可以根据监测到的数据来自动调整热水器的工作状态，提高能源利用效率。
在实际测试中，该系统表现出良好的控制性能和可靠性，可以满足太阳能热水器的实际应用需求。
关键词：80C51单片机、太阳能热水器、智能控制系统、传感器、PID算法AbstractThis paper introduces the design of an intelligentcontrol system for solar water heaters based on the 80C51 microcontroller. The system uses multiple sensors, including temperature sensors, light intensity sensors, and flow sensors, to monitor the operation of solar water heaters in real time. A controller based on the PID algorithm isdesigned to automatically adjust the working state of thewater heater according to the monitored data to improveenergy utilization efficiency. In actual tests, the system showed good control performance and reliability, and can meet the actual application needs of solar water heaters.Keywords: 80C51 microcontroller, solar water heater, intelligent control system, sensors, PID algorithm1. 引言太阳能热水器是一种利用太阳能热能将水加热的设备，具有使用方便、能耗低等优点，在全球范围内得到广泛的应用。
基于单片机的太阳能热水器控制的设计毕业设计论文
Solar water heater due to the use of solar energy, pollution-free, easy to use, long-term use of low input costs and has been favored people. Introduced the design of a single-chip microcomputer 89C52 as the core consisting of solar water heater intelligent controller design method, given the system hardware design and software implementation. The design of single-chip microcomputer as the core 89C52, will come the temperature and water level detection sensor signal conditioning, A / D transformed into single-chip, on the one hand through the LED displays the current value of temperature and water level, while on the one hand, and the temperature and compare the water level settings, computing, according to results issued by the Shang Shui, heating instructions, of the water heater to control temperature and water level.
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基于单片机的太阳能热水器控制的设计毕业论文目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1太阳能热水器的概述 (1)1.2太阳能热水器的背景 (2)1.3太阳能热水器的研究现状 (2)1.4本设计的主要任务及容 (3)1.5系统的主要功能 (3)2 系统总体方案的设计 (4)2.1系统总体结构框图的设计 (4)2.2温度检测电路设计 (4)2.3模拟/数字转换电路 (7)2.3.1 ADC0809的部结构 (8)2.3.2 信号引脚 (9)2.3.3 ADC0809与单片机的接口设计 (9)2.4单片机的控制系统 (10)2.4.1 AT89C52的主要特性 (11)2.4.2 AT89C52的引脚说明 (12)2.4.3 振荡特性 (15)2.4.4 最小系统应用电路 (15)2.5键盘控制电路 (17)2.5.1 键盘设计的分类及其特点 (17)2.5.2 按键的确认 (17)2.5.3 重键与连击的处理 (17)2.5.4 按键防抖技术 (18)2.5.5 少量功能键的接口技术 (19)2.5.6 矩阵键盘的接口技术 (20)2.5.7 本设计键盘的硬件连接 (21)2.6LED显示电路 (21)2.6.1 8255的介绍 (21)2.6.2 LED显示原理 (23)2.6.3 并行接口动态显示 (26)2.7继电器控制电路设计 (27)3 软件部分设计 (30)3.1程序流程图设计 (30)3.1.1 主程序流程图 (30)3.1.2 显示程序流程图设计 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (33)3.1.4 A/D转换程序流程图 (33)3.2软件程序设计 (34)4 分析和总结 (42)致谢 (43)参考文献 (44)附I 图总电路图 (45)附II 仿真电路图 (46)1 绪论1.1太阳能热水器的概述随着社会的发展,对能源的需求在快速增长，使不可再生能源的贮量不断减少，同时燃用不可再生能源而带来的全球性污染和生态环境的破坏日益严重，开发利用新型清洁能源的问题越来越受到世界各国的重视。
太阳能作为一种取之不尽的清洁能源，经过了几起几落的开发、研究之后，现在又进入了一个新的开发利用阶段，各种太阳能转换设备层出不穷，其中太阳能热水器就是其中的一种主要的转化设备，其核心部分是集热器，目前，太阳能热水器上使用的集热器有平板型、真空集热管和热管真空管三种类型。
平板型集热器的价格相对较低，普通平板集热器的热效率受工质温度和环境温度的影响比较大，冬季不能正常使用。
真空集热管的热工性能非常优良,其热效率受工质和环境温度的影响比较小,可在高温工质和低温环境下正常使用。
真空集热管中的玻璃金属真空管的耐高温、承压、耐热冲击等性能均好于全玻璃真空管,但玻璃与金属封接技术成功率低,价位相对较高。
全玻璃真空管的价格相对较低,其生产量和市场的需求量都在不断增加,但在直接加热水时,存在着炸管、结垢严重等问题。
长期使用热效率会有所降低。
热管真空管的价格高于全玻璃真空管，但其具有单向导热和等温传热的特性，通过热管向周围散失的热量非常少。
同时,管封存的少量防冻工作液长期循环工作，管不结垢、不冻结、不炸管、启动快、集热效率高，在置换破损的真空管时不影响系统正常运行，是目前值得积极研究推广使用的产品。
集热器的性能和造价在一定程度上决定了太阳能热水器的推广和使用，决定了太阳能热水供应系统的形式。
最早出现的强迫循环方式是定时循环方式，即每隔一定时间启动循环水泵进行一次冷热水循环来采集太阳能，该方式能够加快太阳能的采集速度，但是每隔一定时间进行循环并不能准确跟踪太阳能的变化，当可利用的太阳能很少甚至没有时还会启动循环水泵,致使水泵做无用功,加大系统功耗。
随后出现了定温循环方式，即在集热器的出口水温达到一设定值时进行循环来采集太阳能。
随着计算机在各种智能控制系统应用中的不断深入与蓬勃发展，单片机更以其小巧的外形、较高的性价比、灵活的控制方式广泛地应用在这一领域。
本设计所介绍的太阳能热水器自动控制系统，将低价位的单片机引太阳能热水器中，以单片机作为核心部件，实时采集温度和水位数据,进行温差跟踪循环充分利用太阳能进行加热，同时考虑到太阳能的间歇性自动进行能源转换，有效地启动一种辅助能源进行加热，通过智能控制达到全天候不间断提供热水。
目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题，很多控制器只具有温度和水位显示功能，不具有温度控制功能。
即使热水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能.鉴于此，本文以AT89C52单片机为检测控制核心，设计了一种太阳能热水器微控制器，不仅实现了时间、温度和水位参数的实时显示，而且具有时间设定、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。
1.2太阳能热水器的背景国外对太阳能热水器的研究始于20世纪50年代初，美国、瑞典、澳大利亚、日本等发达国家纷纷投入了大量人力、物力对太阳能热泵进行深入研究与开发，在各地实施了多项太阳能热泵示工程，如宾馆、住宅、学校、医院、图书馆以及游泳馆等，取得了一定的经济效益和良好的社会效益。
目前，太阳能热水器的应用已比较普遍，在国外，许多国家通过政府补贴的式鼓励居民应用太阳能热水器，欧洲还采用了“工程项目法”等措施来加强太阳能热水器的推广。
我国在没有政府补贴的情况下，太阳能热水器的销售和普及的速度也十分迅速，据统计，1999年我国销售的太阳能热水器的面积近300万平方米,其数量居世界首位,并且销售的产品都是国产产品，销售的区域主要在经济比较发达地区，而这些区域很多并非是太阳能资源丰富的地区。
若能在全国围推广使用太阳能热水器,其节能潜力和环保效益将是十分巨大的。
随着技术的不断更新，将会有越来越多、越来越完善的太阳能热水器产品出现，太阳能热水供应系统也会越来越完善。
太阳能技术的推广使用，节约了能源改善了环境、提高了人们的生活质量，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。
1.3太阳能热水器的研究现状近年，我国部分地区严重的能源短缺推动了太阳能热水器的广泛使用，这项环保而节能的新型产品在市场上迅速得到发展，到2002年底，我国太阳能热水器的总产量已达到1000万平方米总产值110多亿元，总保有量高达4000万平方米。
有关专家预测，在未来的10年中，太阳能热水器将以15%每年的速度增长，到2010年将达到1亿平方米。
目前中国太阳能热水器品牌基本上分为三类：一是拥有全国销售网络的企业，如皇明等一两家；二是正处在由地方网络向全国过渡的企业，有华阳与清华阳光等几家；第三类是数量庞大的地方小太阳能热水器企业。
有数字显示，这样的小太阳能热水器生产企业全国有3000多家。
基本上每个省份都有近百家这样的小企业。
这些间接导致了我国太阳能热水器行业整体技术水平的落后，在国际市场上缺乏竞争力。
据权威部门统计，100亿的产业规模，年出口量仅1000万美元左右，不及总量的1%。
总体来看，我国太阳能热泵热水技术还处于发展阶段，太阳能热水器装置在我国尚难实现商品化，仍有许多问题需要解决。
1.4本设计的主要任务及容太阳能热水器因利用太阳能、无污染、使用方便、长期使用投入费用低等特点而备受人们青睐。
本设计以单片机AT89C52为核心，将来自温度和水位检测传感器的信号经过调理、A/D转化后送入单片机，一方面通过LED显示当前温度和水位值，另外一方面与温度和水位设定值进行比较、运算，根据结果发出相应的上水、加热指令，对热水器的温度和水位进行控制。
本次设计的主要容：（a）温度、水位检测传感器的选择（b） A/D转换器与传感器及AT89C52的接口设计（c）时钟控制、键盘及显示部分的设计（d）软件设计（e）总体设计1.5系统的主要功能太阳能热水器自动控制系统具有以下功能：(1) 使用电源为220VAC,功耗小于5W。
(2) 水温显示：水温用串行动态数码管显示,测温围0—99℃；精度±2℃。
(3) 水位显示：本系统利用水位检测电路可以检测5个水位,包括4个正常水位20％、50％、80％、100％,和一个底水位；用5个发光二极管来显示当前水位,当水位超过该水位点,相应发光二极管发亮。
(4) 水位设置：可设置加水水位20％、50％、80％、100％。
按“水位”键,数码管显示当前水位,如显示50,表示50％,这时“水位”键旁的发光二极管亮,通过按“∧”或“∨”键可以调整水位设置。
(5) 手动上水：在手动控制状态,可以通过设在面板上的按“上水”键随时进行手动加水,若水位低于预置水位,可上水至预置水位；若水位已达到预置水位,则在原水位基础上再加一档；若水位已加满,则停止手动加水。
(6) 手动加热：若日晒水温达不到设定值,则电加热自动补温,加热到预置温度后自动停止加热。
在加热状态,为保证使用安全,此时应禁止用水,加热状态时红色发光二级管显示加热正在进行,待加热停止后方可用水。
2 系统总体方案的设计2.1 系统总体结构框图的设计太阳能热水器控制器主要由温度水位数据采集模块、单片机控系统和键盘显示电路及电机控制部分组成。
本次设计选用的是AT89C52单片机作为核心控制器，组成热水器微控制系统。
传感器采用的是单片集成两端感温电流源AD590温度传感器，用于检测水温，并负责将检测到的水压转换成0～5V 的模拟信号，然后通过ADC0809模数转换器把检测到的温度电压信号转换成数字信号，一方面由单片机AT89C52完成最终完成太阳能热水器控制器的控制功能，另一方面通过LED 显示当前温度和水位值，另外一方面与温度和水位设定值进行比较、运算，根据结果发出相应的上水、加热指令，对热水器的温度和水位进行控。
系统框图如图2-1所示：AT89C52A/D 转换温度水位检测继电器控制加热电磁阀控制上水8255显示电路键盘控制温度设定水量设定图2-1 太阳能热水器控制器系统框图2.2 温度检测电路设计温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节,只有准确地检测出温度,才能通过软件实现辅助加热。
其性能的好坏直接影响系统的性能，对于温度检测,目前比较理想的是集成温度传感器AD590，因此温度传感器采用是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源AD590。
AD590温度传感器是一种已经IC 化的温度感测器，它会将温度转换为电流，在单片机的各种课本中经常看到。
其规格如下：（a ） 温度每增加1℃,它会增加1μA 输出电流 （b ） 可测量围-55℃至150℃ （c ） 供电电压围+4V 至+30VAD590的管脚图及元件符号如2-2所示：图2-2 AD590的管脚图及元件符号AD590的输出电流值说明如下：其输出电流是以绝对温度零度（-273℃）为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流,因此在室温25℃时，其输出电流Iout=（273+25）=298μA。