太陽能熱水器水位控制系統設計畢業論文(完整版)

　　

【正文】 ，同時電磁閥打開，水位不斷升高，當達到最高水位時便給單片機發出中斷請求，此 時電磁閥關閉，停止工作。 CPU 對這些引腳進行判斷后 ，送去顯示相應的水位值。 表 31 輸出電阻值表 短接方式 無短接 2 3 4 5 輸出電阻值（ kΩ） 極大 25 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第三章 水位測量電路硬件設計 7 儲水箱公共 水位4 25 kR 圖 33 太陽能水位傳感器原理 它的工作原理是，水面每接觸一個鋼針就會多并聯一個電阻，電阻隨水位變化而規律的變化。電 壓跟隨器的顯著特點就是，輸入阻抗高，而輸出阻抗低，一般來說，輸入阻抗要達到幾兆歐姆是很容易做到的。另外 LM393 的同相輸入端輸入和反相輸入端輸入之間有相互嵌位作用， +5V電源和分壓電阻提供的 +3v 參考帶電平對反相輸入端輸入有嵌位作用，如果不接LM358 電源跟隨器而與電容直接相連，顯然會影響電容電壓的變化，這就是要加電壓跟隨器進行隔離的原因。 TCS=其它 禁止涓流充電； DS=10 選擇兩個二極管 。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 8 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : C : \ D o c u m e n t s a n d S e t t i n gs \ p c \桌面 \ M y D e s i g n .d dbD r a w n B y:V C C 21X12X23GND4V C C 18S C L K7I / O6R S T5J P 1D S 13 0 2+5Y23 2. 7 68E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16I N T 012I N T 113T014T115P 10 / T1P 11 / T2P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D10U18 9C 5 2BT+ 5VC73 0p FC83 0p F 圖 43 單片機與 DS1302 的連接圖 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第四章 時鐘電路和電源電路 13 電源電路的設計 對于太陽能用戶來講，最常用、最方便的電源當然是 220V 的工頻交流電源，但太陽能熱水器控制系統需要的是穩定的 +5V 和 +12V 電源，所以要為控制系統設計直流電源電路。鍵盤和顯示電路共需 18 個 I/O 口， 89C52 單片機共有 4 8 個 I/O 口，而又有 8 個口有特殊功能，也就是常用的共有 3 8 個 I/O 口，該系統的其他設置也還要占用大量 I/O 口，顯然這樣太浪費資源。 在 8255A 中，除了這三個端口外，還有一個控制寄存器，用于控制 8255A 的工作方式。 8255A在太陽能熱水器控制電路中的作用 單片機與 8255A 的連接如圖 53 所示，如圖所示分別將 8255A 的 讀、寫、復位端口與單片機的讀、寫、復位端口相連。 PB 口輸出的段選信號，通過 74LS245 芯片接 LED 段碼引腳，因為 8255A 的輸出電流一般是微安級的，而 LED 一般則要求 5 到幾十毫安的電流，不能直接驅動 LED，而 74LS245 的高電平輸出電流在 15 毫安左右，可以驅動 LED 顯示。 當 、 都輸出低電平時， A0=0， A1=0 時， WR =0，單片機輸出寫信號，訪問端口 A，將位選碼送出，選中要顯示的位，向該地址寫入位選碼即可。這是基本原理，在具體實現時還要考慮鍵盤的延時去抖，去抖的原理是，當檢測到有鍵按下時，單片機先不動作，延時 10 毫秒以后，單片機再次檢測按鍵是否按下，如果還是按下，就說明此鍵確實是按下狀態，單片機執行相應操作。0X0F)!=0X0F) //若有鍵按下 { delay(2)。當水位在正常范圍內時 ,水泵加水 ,綠燈亮 ,。 上水控制電路 由單片機 口的輸出來控制上水電磁閥。有 口控制報警電路，當水位超標時 口輸出高電平報警，不報警時將 口置低電平。 電加熱控制電路 電加熱的繼電器采用雙開關繼電器，一個開關控制電加熱器的火線，另一個控制零線。 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第七章 其他硬件電路設計 26 第七章 其他硬件電路設計 上水、電加熱、報警電路屬于大功率驅動電路，需用開關控制外部電源的關斷。// 返回鍵值 } } return(0)。當第一次按 S2 鍵時，進入水位設置狀態，然后每按一次 S1 為設置水位加一，循環工作。鍵盤與 8255 的連接如圖 54 所示。共陰極七段 LED 顯示器的管腳如圖 55 所示 圖 55 共陰極 LED 顯示器的原理和管腳圖 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第五章 鍵盤和顯示電路 20 表 52 共陰極 LED 顯示器七段碼 顯示字符 共陰極七段碼 顯示字符 共陰極七段碼 0 3FH 9 6F 1 06 A 77 2 5B B 7C 3 4F C 39 4 66 D 5E 5 6D E 79 6 7D F 71 7 07 P 73 8 7F U 3E 8255A實現顯示方法 8255A 的 PA、 PB 口作為輸出口驅動數碼管顯示； PC 口用作輸入口監測鍵盤輸入，所以這里須用工作方式 0—— 基本輸入輸出口工作方式。 圖 53 單片機與 8255A 連接圖 顯示電路工作原理 8255A 顯示電路的硬件結構。當向 A1= A0=1 的端口寄存器（即控制寄存器）發送 D7=1的控制字時，其作用為方式控制字，各個位的含義如圖 52 所示。它有三個數據端口 A、 B、 C，每個端口為 8 位，并均可設成輸入 和輸出方式，但各個端口仍有差異： 端口 A（ PA0～ PA7）： 8 位數據輸出鎖存 /緩沖器， 8 位數據輸入鎖存器； 端口 B（ PB0～ PB7）： 8 位數據 I/O 鎖存 /緩沖器， 8 位數據輸入緩沖器； 端口 C（ PC0～ PC7）： 8 位輸出鎖存 /緩沖器， 8 位輸入緩沖器（輸入時沒有鎖存）。本章設計了較為合理的鍵盤和顯示電路完成這些功能。 DS1302 為串行時鐘芯片，每次傳送一位數據，通過 給 DS1302 發同步脈沖實現數據傳輸的同步。 2． 管腳功能描述 圖 42 為 DS13028 腳封裝管腳圖。將參考電壓接同相輸入端，比較電壓接反相輸入端，從而實現電容電壓在上升到參考電壓時比較器產生下降沿信號，作為單片機的外部中斷信號。 （ 3）占用較少的 I/O 口，僅需兩個 I/O 口就能完成水位檢測任務，極大地節約了單片機的 I/O 口資源。 公 共 水 位 防 凍溫 度NTC 圖 32 太陽能水位水溫傳感器外形圖 從圖 32 中我們可以清楚的地看到傳感器外形非常簡單，一共只有 4 個端口 ，其中一個是防凍接口，沒有使用，使用的只有 3 個端口，在可用的三個端口上分別標有公共、水位、水溫標志，由此可知測量水位、水溫都只用了一個端口。 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第三章 水位測量電路硬件設計 5 第三章 水位測量電路硬件設計 水位測量是太陽能熱水器控制系統的重要部分，是實現其他功能的基礎，此部分性能好壞將關系到整個系統的優良程度，所以設計一個性能良好的水位測量系統是本設計的重點。 設計一種太陽能熱水器智能控制系統。結果簡單的 PLC 控制成為首選。 。 目前太陽能控制器的控制器基本實現數字化，以單片機為控制核心的控制系統占領太陽能熱水器的主要市場。 山東賽佳公司從事生產研究已多年，在傳感器技術的研究上 于 ２０００年３月份終于研制成功諧振及硅壓力兩大系列水位傳感器。太陽能熱水器水位控制中的傳感器技術，數字電子技術與自動控制技術在生產過程，科學研究，現實生活應用及其他領域的應用十分廣泛。河南城建學院本科畢業設計（論文） 摘要 1 畢業論文 太陽能熱水器水位控制系統設計 河南城建學院本科畢業設計（論文） 摘要 2 摘 要 本設計主要設計了一個基于單片機的太陽能熱水器水位控制系統。這種專用感應控制水位裝置的設計可以提高專業知識的運用能力，促 進科技向生活的轉化及環保事業的發展，對于提高生活質量有重要作用。這兩個系列傳感器由于沒有采用導電和浮子式的投入式工作方式，傳感器的工作環境大大改善，同時這樣也從根本上解決了電極的電解和浮子的結垢問題 。在市場調查中發現，太陽能控制單片機的型號較多，其中應用最多的是 51系列和 PIC系列單片機。 ，再通過鍵盤電路控制水位的功能實現。由于控制電路簡單，檢測電路要求也不高，所以必然造成接口資源和內部資源的浪費，顯然不夠經濟。該系統原理框圖如下圖所示。 水位 測量電路 方案比較選擇 1．排阻分檔鍵盤式水位傳感器 在許多資料中都介紹了一種類似鍵盤電路的分檔水位傳感器，其原理圖如圖31 所示。觀察傳感器可知水位傳感器有 5 個與水接觸點，我們從上到下依次命名它們為 1— 5觸點。 綜上比較可見選用第二種方案較為 優越。 根據 LM393 的特性本設計電源電路提供的電壓，選用 +5v 給其供電。 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 2 7 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : F : \ T D D O W N L O A D \ M y D e s i g n. d db D ra w n B y:V C C 21X12X23GND4V C C 1 8S C L K 7I/ O 6R S T 5D S 13 0 2 圖 42 DS13028 腳封裝管腳圖 管腳描述： X1 、 X2 晶振管腳； GND 地； RST 復位腳； I/O 數據輸入 /輸出引腳； SCLK 串行時鐘； Vcc1,Vcc2 電源供電管腳； 比較選擇 DS12B887 的計時功能基本相同，它們的最大區別是 DS1302 時串行 I/O 方式，而 DS12B887 是并行 I/O 口方式， DS12B887 編程實現要 容易些，而 DS1302 要占用較少的 I/O 資源。 口與 DS1302 I/O 引腳相連，將要讀取值的控制字串行寫入到 DS1302 中，每寫一位，發送一個同步脈沖，控制字為 8 位，讀出的時、分數據也是 8 位，寫完 8 位控制字， DS1302隨后就通過 I/O 引腳將該值送給單片機。 方案選擇 太陽能熱水器系統需要用數碼管顯示時間和溫度，時間精確到分， 24 或 12小時制，這就需要 4 位顯示；而溫度顯示范圍為 0— 99 度，這又需要 2 位顯示。 河南城建學院本科畢業設計（論文） 第五章 鍵盤和顯示電路 15 圖 51 8255A 輸入輸出口和編程模型 表 51 8255A 引腳定義 引腳名 功能 連接去向 D0~D7 數據總線（雙向） CPU RESET 復位輸入 CPU CS 片選信號 譯碼電路 RD 讀信號 CPU WR 寫信號 CPU