太阳能热水器智能控制器设计【毕业作品】
毕业设计---基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计
毕业设计---基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于单片机的太阳能热水器测控系统的设计学生姓名：田文帅学号：0605106428专业：自动化班级：自2006-4班指导教师：贾玉瑛高级工程师2内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）基于单片机的太阳能热水器测控系统的设计摘要众所周知，世界上的能源危机越来越严重，迫切需要找到新的能源来代替传统能源。
而太阳能以其能源干净，安全可靠，源源不断的来源备受人们青睐，在对太阳能的利用当中，太阳能热水器无疑是技术最成熟的。
本文结合实际太阳能热水器的具体应用，设计了以AT89S51单片机为核心，AD590温度传感器，OP07高精度运放大器，ADC0832芯片等元器件为基础的太阳能热水器的智能控制器，详细描述了它的工作原理和设计方案。
根据太阳能热水器对控制器的要求，给出了系统硬件设计及软件的实现方法，从而实现了自动与手动上水，自动与手动加热，温度水位显示等实用功能。
全文分为3大部分，第一部分是绪论部分结介绍本设计的目的要求以及市场前景分析和设计的思路方法。
第二部分是硬件电路的设计部分，详细介绍了硬件的电路图和硬件的控制原理以及控制方法。
第三部分为设计的软件设计部分，描述了设计的软件程序。
关键词：单片机、太阳能热水器、温控系统I内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）A b s t r a c tThe solar energy water heater with the advantages of clean energy by the welcome of people. Based on the practical application of solar water heater, design with AT89S51 as the core, the temperature sensor AD590 to OP07,High precision operation amplifier, ADC0832 chips on the basis of components of the solar energy water heater only controller, a detailed description of its working principle and design scheme. According to the requirement of solar water heater of controller, system hardware design and software realization method, so as to realize the automatic and manual, automatic and manual heating water, water temperature display and practical function.The letter divides into three parts, the first part is introduced and the introduction section design requirement and market analysis and design method of thinking. The second part is part of the hardware circuit design, detailed introduces the hardware circuit and control principle of hardware and the control method. The third part is the design of the software design, describes the design of the software program.In winter, the demand for water heater is very big, the solar energy water heater is the main source of water, and so can namely is an energy and renewable energy, which is rich in resources, can use free, and no transport. No pollution to environment and solar water heater detection controller is muti _ function development orientation.Keywords: SCM, solar water heater, the temperature control systemII内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）目录摘要 (I)A b s t r a c t...............................................................I I 目录..................................................................I I I 第1章绪论 (1)1.1太阳能热水器的概况 (1)1.2太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (2)1.2.1太阳能热水器的节能和经济效益分析 (7)1.2.2太阳能热水器的环境效益分析 (7)第2章系统硬件设计 (10)2.1控制系统组成及工作原理 (10)2.1.1系统的组成 (10)2.1.2控制装置的工作原理 (12)2.2主要原器件选择及硬件电路的设计 (12)2.2.1A T89S51高性能8位单片机 (12)2.2.2数码管显示原理 (16)2.3A T89S51单片机的最小系统 (19)2.4A T89S51单片机时钟电路 (19)2.5A T89S51单片机复位电路 (20)2.6水位检测电路的硬件设计 (21)2.7水温检测电路的硬件设计 (21)2.8键盘电路的硬件设计 (28)2.9驱动电路的硬件设计 (29)2.10显示电路的硬件设计 (32)2.11控制系统原理图 (33)第3章软件设计 (34)3.1主程序流程图 (34)3.2水温控制上水程序 (35)3.3温度显示子程序 (36)3.4键盘处理程序 (37)结束语 (38)第四章参考文献 (39)第五章附录 (41)5.1主程序流程图 (41)5.2中断子程序 (42)5.3温控进水程序 (42)5.3.1温度检测程序 (42)5.3.2水温控制上水程序 (43)5.4温度显示子程序 (44)5.5键盘处理程序 (46)5.6基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计程序 (47)致谢 (58)III内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）第1章绪论1.1太阳能热水器的概况设计的目的及意义：本设计具有很强的实用性,用成本低廉的电阻式传感器以及电极配以单片机技术对生产实际中的太阳能热水器的水温的控制以及水位的显示。
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：太阳能热水器智能控制系统 精品
摘
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。
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.
关键词：太阳能，热水器，控制器，89C52，RC充放电
Abstract
This article has designed a intelligence control system for solar-powered water heater. It take the89C52 microcontroller integrated circuit as the core, the coordinate 4 grades of waters level resistance sensor, the negative temperature coefficient NTC thermistor temperature sensor,the8255Aexpansion 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.
基于单片机的太阳能热水器智能控制系统毕业设计
编号本科生毕业设计基于单片机的太阳能热水器智能控制系统设计Ｄesｉgn of Ｓolar Ｗater Heａｔer Iｎｔelligent Cｏntrol System Ｂasedｏn MＣU毕业设计(论文)原创承诺书1．本人承诺:所呈交的毕业设计（论文)《基于单片机的太阳能热水器智能控制系统设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计(论文)工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容,不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容．2．本人在毕业设计(论文)中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出,对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3．在毕业设计（论文)中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
4.本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计(论文)的规定，即:按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本;同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本,允许被查阅和借阅;学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）,可以公布其中的全部或部分内容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：年月日摘要本文将设计一种适合于家用、高性能的太阳能热水器控制装置,实现多种自动化功能，使用方便、人性化.这一设计将促进太阳能热水器更广泛的使用,从而推动低碳能源的利用,环保节能。
本文在介绍传感器、单片机、时钟芯片的特点基础上，详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。
根据太阳能热水器对控制器的要求，提出了以AＴｍeｇa１6单片机为检测控制核心,结合ＳD2200实时时钟，控制水温水位，并利用液晶显示屏实时显示时间、温度、水位等信息,五个按键可以实现对水温和水位的设定。
该设计绿色环保,符合国内低碳经济,具有可持续发展性。
关键词：太阳能热水器单片机温度传感器实时时钟ＡｂstractＷｉtｈthe develoｐmeｎt oｆhumａｎｒａｃe during ｔhe nｅw cｅntu ｒｙeｎｅrgｙconservatioｎand envｉronmentａl prｏｔectｉon becoｍｅs o ｎe oｆthｅｍost imｐortant things in２1st century. Cleａｎaｎd rｅnewabｌe eneｒgy sources aｒe sｔeppｉng on tｏtheｓｔage of the ｎｅｗceｎturｙ。
太阳能热水器的智能控制器-毕业设计
1 绪论 (1)1.1太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (1)1.2太阳能热水器的应用及意义 (2)2 系统组成及工作原理 (3)2。
1系统设计要求 (3)2。
2系统总体结构设计 (3)2.3太阳能热水器组成及原理 (5)2.4系统的组成框图 (6)3 硬件设计 (6)3.1最小系统板设计 (6)3。
2按键及显示电路 (7)3.3温度采集模块电路设计 (7)3。
5报警电路模块 (11)3。
6继电器控制加热电路 (11)3。
7水位检测接口电路 (12)3.8水位控制电路 (12)4 系统软件设计 (13)4.1软件设计分析 (13)4.2软件程序设计要求 (13)4。
3主程序模块 (14)4.4中断服务程序设计 (15)4。
5子程序模块 (15)5 系统调试 (20)6 结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录A 电路原理图 (23)附录B PCB图 (23)附录C 程序代码 (23)1。
1太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析目前，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。
温度控制采用模糊控制, 控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱内的水温在设定时间达到预先设定的温度，从而达到24小时供应热水的目的。
太阳能热水器温度控制系统-毕业设计
,a click to unlimited possibilities
汇报人：
目录
01 添 加 目 录 项 标 题
02 系 统 概 述
03 硬 件 设ห้องสมุดไป่ตู้计
04 软 件 设 计
05 系 统 测 试 与 优 化
06 结 论 与 展 望
Part One
单击添加章节标题
研究太阳能热水器 的温度控制与物联 网技术的结合
THANKS
汇报人：
测试环境：室内温度、光照 强度、水箱容量等
测试结果：系统稳定性、准 确性、响应速度等
优化方案：根据测试结果， 调整系统参数，提高系统性
能
优化方案与实施
优化目标：提高太阳能热水器的温度控制精度和稳定性 优化方案：采用PID控制算法，实现温度闭环控制 实施步骤：搭建测试平台，进行参数调整和优化 优化效果：提高温度控制精度，降低温度波动，提高系统稳定性
Part Five
系统测试与优化
测试环境与设备
测试环境：室内、室外、晴天、 阴天、雨天等不同环境
测试设备：温度传感器、控制 器、太阳能热水器、数据采集 器等
测试方法：模拟实际使用环境， 进行长时间连续测试
测试指标：温度控制精度、响 应时间、稳定性、安全性等
测试过程与结果
测试方法：模拟实际使用环 境，记录温度变化、系统响 应时间等
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
自动开关机：根据设定时间自动开 关热水器
远程控制：可以通过手机APP远程 控制热水器的运行状态
系统组成
太阳能集热器：收 集太阳能并将其转 化为热能
储水箱：储存热水， 保持水温稳定
太阳能热水器的智能控制器毕业设计
,a click to unlimited possibilities
01
02
03
04
05
太阳能热水器主要由集热器、保温水箱、支架、控制系统等部分组成。
控制系统用于控制集热器、保温水箱、支架等部分的工作状态，实现自动控制。
支架用于固定集热器和保温水箱，使其能够稳定地接受太阳辐射。
集热器吸收太阳辐射能，将太阳能转化为热能，加热水箱中的水。
优点：使用寿命长，维护成本低
自动控制：根据水温、水量等参数自动调节加热功率
定时控制：用户可以设定加热时间，控制器自动执行
安全保护：过热、过压、漏电等异常情况自动报警并切断电源
远程监控：用户可以通过手机APP实时查看热水器运行状态，远程控制加热过程
电源模块：选择合适的电源模块，如太阳能电池板、蓄电池等
安全性测试：测试智能控制器的安全性，如防雷、防电磁干扰等
智能控制：自动调节水温、水量，提高使用舒适度
节能环保：减少能源消耗，降低碳排放
安全可靠：自动检测故障，提高安全性能
远程控制：通过手机APP远程控制热水器，方便快捷
提高水温稳定性：智能控制器可以实时监测水温，自动调节加热功率，使水温保持稳定。
保温水箱用于储存热水，保持水温稳定。
家庭使用：安装在屋顶，提供热水
商业使用：酒店、学校、医院等场所的热水供应
工业使用：工厂、企业等场所的热水供应
农业使用：温室大棚、养殖场等场所的热水供应
优点：节能环保，可再生能源，无污染
缺点：受天气影响较大，阴雨天无法使用
缺点：安装成本较高，需要专业人员进行安装
编程语言：C++或Java等高级语言
功能模块：温度控制、水位控制、安全保护等
太阳能热水器自动控制系统毕业设计
太阳能热水器自动控制系统绪论太阳能热水器已经进入千家万户，太阳能热水器给人们的生活或工作提供了很大的便利，但是还存在着很大的不足。
比如夜间用水，太阳能即便有很强的保温设备，但收到外接温差的影响，内部温度还是会下降。
如何实现热水的实时供给，成为一个研究的方向。
本课题根据上述问题，提出解决方案，重在研究自动加热系统，完善太阳能热水器的功能，提高使用性。
本设计使用STC89C52系列单片机作为主节制模块,实现太阳能自动控制系统设计，该系统由八个基本模块组成，实现对太阳能水箱水位、温度的实时检测并报警，通过按键调整时间设置，切换夜间自动加热和手动加热等多种功能。
本设计进行了proteus仿真，验证可行之后，通过软件绘制电路原理图，然后根据电气路焊接实物，在实物上完成所有预期功能。
关键词：单片机太阳能自动控制软件仿真ABSTRACTThe design is designed based on STC89C52 microcontroller to control the smart car automatic tracing system is easy to use, which covers the design of modules and software of automatic tracing smart car hardware on the main part. The smart car automatic tracing system is based on C52 microcontroller based controller core, then the four road to pavement of injection tube of infrared detection system to detect the track, then the signal detected by the real-time feedback transmission for C52 mcu. C52 microcontroller receives the detection signal, compares the relative software according to internal procedures,obtained through the analysis results to control the drive motor running, driving direction which drives rotation control to control the wheels of the car car, allowing the car to travel to their own along the track laying. In this way, the automatic tracing smart car is basically can be completed along the self laying automatic tracing on the track to run.Keywords:STC89C52，Infrared system，Direct-current machine，Auto-tracking目录1概述 (4)1.1本课题的研究意义 (4)1.2本课题研究的应用前景与国内外进展 (4)1.2.1国内wai进展及应用前景 (4)1.2.2本论文的研究目标与研究内容 (4)2 系统总体设计 (4)2.1 系统设计规划 (4)2.2模块方案论证 (5)3 硬件设计 (6)3.1传感器检测模块 (6)3.1.1液位传感器原理与应用 (6)3.1.2水温传感器检测模块 (7)3.2液晶显示模块 (8)3.3单片机 (8)3.3.1单片机晶振模块 (9)3.3.2单片机复位模块 (9)3.3.3单片机P0口上拉电阻 (9)3.3.4最小系统原理图 (10)3.4时钟模块 (10)3.5光耦继电器模块 (11)3.6电源模块 (11)3.7按键模块 (12)4 软件设计 (13)4.1软件架构图 (13)4.2系统设计总流程图 (13)4.3水位检测软件设计 (14)4.4液晶显示软件设计 (15)4.5温度传感器软件设计 (16)4.6时钟模块软件设计 (17)4.7按键扫描软件设计 (18)5测试和分析 (19)5.1测试 (19)5.2性能分析 (20)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1概述1.1本课题的研究意义随着科技的进步，太阳能热水器逐步进入千家万户。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
BI YE SHE JI（20 届）基于AT89C52单片机太阳能热水器控制器设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月V摘要近些年来，太阳能的开发和利用已越来越受到人们的重视和青睐，因为节能、环保、使用方便等因素，太阳能热水器发展速度更是迅猛。
对太阳能热水器来说，最重要的配件就是太阳能热水器控制器。
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，不具有温度和水位控制功能。
虽然热水器具有辅助加热功能，但也可能因为加热时间无法控制而产生过烧，造成电能浪费。
所以研制多功能、低成本的太阳能控制器，对方便用户、安全高效具有一定意义。
本文在分析了解太阳能热水器及其控制器的发展和市场分布状况的基础上，描述了太阳能热水器控制器的组成及其工作原理。
论文完成了控制器的硬件设计和软件设计。
在硬件设计中，利用AT89C52单片机作为控制的中心环节，控制整个系统运作。
利用温度传感器DS18B20和分段式水位传感器作为水温水位测量环节，并将测量结果送单片机进行处理。
利用DS12887作为时钟芯片，以实现时间以及日期的显示。
选用液晶显示模块128*64显示水温水位时间及日期，显示部分是人机交换的重要媒介之一。
在软件设计部分采用模块化结构，完成了包括主程序，水位检测子程序、LCD显示等子程序的设计。
系统主程序主要完成一些初始化功能，温度的检测以及控制辅助加热系统，同时完成信号转换及显示功能；水位检测子程序完成水位测量及送数据功能；显示子程序完成水温水位及时间日期的显示功能；键盘扫描子程序实现功能转换及水温水位时间的设定。
论文通过对整体设计方案，硬件电路，软件程序的设计分析，实现了太阳能热水器的水温水位的检测与控制，具有实际的意义。
关键词：太阳能热水器；传感器；DS12887；单片机；VAbstractIn recent years, development and utilization of solar energy has been paid more and more attention and favor, because of energy saving, environmental protection, easy to use and other factors, the solar water heater development speed is swift and violent. The solar water heater, the most important parts is the solar water heater controller. Currently on the market for solar water heater control system mostly has single function, complex operation, control convenient, a lot of controller with temperature and water level display function, does not have the temperature and water level control function. Although water heater with auxiliary heating function, but also may cause the heating time can't control have been burned, resulting in the waste of electric energy. So the development of multi function, low cost solar controller, for convenient user, safety and high efficiency and has certain significance.In the analysis of the article about solar water heaters and control of the development and market condition on the basis of distribution, solar water heaters of the controller and the principle of work. The papers finish the control of the hardware and software design. In hardware design of AT89C52 monolithic integrated circuits to control center segments of the whole system. Use of the temperature sensors DS18B20 and sectional form sensors to measure the level as the water, and measurements taken for processing monolithic integrated circuits. Use DS12887 as the clock, to realize the time and date display. Use LCD modules 128*64 show that the level of time and date, the display is part of the exchange of one of the man-machine important vehicle. In software design of structure, use modular completed include the program, the level of the inspection or subroutines LCD display design and so on. The main program of the system performs some of the initialization, the temperature of the inspection and control the heating system and the auxiliary signal to show complete the exercise and function testing programs;the water, the measurement and send data to display the functions;a subroutine to complete the water and time functions of the date display;scan a subroutine into the function and the time set.VThis paper on the overall design, software, hardware circuit analysis of designs, make the measurement and control of the solar water heater into realize, which has played a significant role in the daily life.Keywords: solar water heater; sensor; DS12887;single-chip microcomputer;V目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 目录 . (IV)第一章绪论 (1)1.1太阳能热水器控制器的发展概况及市场分析 (1)1.1.1发展概况 (1)1.1.2市场分析 (1)1.2太阳能热水器控制器的应用及意义 (2)第二章控制器的组成及工作原理 (3)2.1太阳能热水器的结构及工作原理 (3)2.1.1 太阳能热水器的结构 (3)2.1.2控制器结构及工作原理 (5)2.2控制器的总体设计 (6)2.2.1设计思想及实现功能 (6)2.2.2方案论证 (6)第三章控制器硬件设计 (8)3.1控制器原理框图 (8)3.2单片机外围电路 (8)3.2.1晶振电路 (9)3.2.2上电复位电路 (9)3.3控制器时钟接口电路设计 (10)3.3.1DS12887时钟芯片简介 (11)3.3.2时钟电路 (17)3.4温度检测电路设计 (18)3.4.1数字温度传感器DS18B20主要特性 (19)3.4.2温度检测电路设计 (20)3.5水位检测及键盘电路设计 (20)V3.5.1水位检测电路设计 (21)3.5.2键盘电路的设计 (22)3.5.3总体电路设计 (22)3.6显示接口电路的设计 (22)3.6.1 FYD128*64-0402B模块简介 (23)3.6.2显示电路设计 (27)3.7光电隔离与辅助加热电路设计 (28)第四章控制器的软件设计 (30)4.1主程序设计 (30)4.2水位检测子程序设计 (32)4.3键盘扫描子程序设计 (32)4.4显示子程序设计 (32)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录电路图 (37)V第一章绪论1.1太阳能热水器控制器的发展概况及市场分析1.1.1发展概况当今社会发展日新月异，人们衣食住行也在不断的提高。
目前我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和太阳能热水器市场，该产业也成为我国唯一在生产能力和利用规模上处于世界领先水平的可再生能源产业。
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。