太陽能熱水器智能控制器的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ： 初始化DS18B20發(fā)復位脈沖)→發(fā)ROM功能命令→處理數據→發(fā)存儲器命令處理數據。各種操作都有相應的時序圖。DS18B20在使用時，一般都采用單片機來實現(xiàn)數據采集。只需將DS18B20 信號線與單片機1位I/O線相連，且單片機的1位I/O線可掛接多個DS18B20，就可實現(xiàn)單點或多點溫度檢測。DS18B20傳感器精度高、互換性好。它直接將溫度數據進行編碼，可以只使用一根電纜傳輸溫度數據，通信方便，傳輸距離遠且抗干擾性好：與用傳統(tǒng)溫度傳感器組成的多點測溫系統(tǒng)相比可節(jié)省大量電纜，而且系統(tǒng)得以簡化，系統(tǒng)擴充維護十分方便。DS18B20 可以廣泛用于工廠工業(yè)過程、大型糧倉、釀酒廠，食品加工廠的溫度檢測以及賓館、儀器儀表室等處的溫度檢測和控制。ADC0832引腳圖（圖35）:ADC0832 是美國國家半導體公司生產的一種8 位分辨率、雙通道A/D轉換芯片。由于它體積小，兼容性強，性價比高而深受單片機愛好者及企業(yè)歡迎，其目前已經有很高的普及率。學習并使用ADC0832 可是使我們了解A/D轉換器的原理，有助于我們單片機技術水平的提高。ADC0832 具有以下特點： 8位分辨率； 雙通道A/D轉換； 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容； 5V電源供電時輸入電壓在0~5V之間； 工作頻率為250KHZ，轉換時間為32μS； 一般功耗僅為15mW； 8P、14P—DIP（雙列直插）、PICC 多種封裝； 商用級芯片溫寬為0176。C to +70176。C，工業(yè)級芯片溫寬為?40176。C to +85176。C；芯片圖：圖35 ADC0832程序:程序占用資源有累加器A，工作寄存器R7,通用寄存器B 和特殊寄存器CY。通道功能寄存器和轉換值共用寄存器B。在使用轉換子程序之前必須確定通道功能寄存器B 的值，其賦值語句為“MOV B,data”（00H~03H）。運行轉換子程序后的轉換數據值被放入B 中。子程序退出后即可以對B 中數據處理。 （relay）的工作原理和特性 當輸入量(如電壓、電流、溫度等)達到規(guī)定值時，使被控制的輸出電路導通或斷開的電器。可分為電氣量(如電流、電壓、頻率、功率等)繼電器及非電量(如溫度、壓力、速度等)繼電器兩大類。具有動作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長、體積小等優(yōu)點。廣泛應用于電力保護、自動化、運動、遙控、測量和通信等裝置中。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節(jié)、安全保護、轉換電路等作用。電磁繼電器的工作原理和特性電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）吸合。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。熱敏干簧繼電器的工作原理和特性熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關。它由感溫磁環(huán)、恒磁環(huán)、干簧管、導熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵磁，而由恒磁環(huán)產生的磁力驅動開關動作。恒磁環(huán)能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環(huán)的溫控特性決定的。 固態(tài)繼電器（SSR）的工作原理和特性固態(tài)繼電器是一種兩個接線端為輸入端，另兩個接線端為輸出端的四端器件，中間采用隔離器件實現(xiàn)輸入輸出的電隔離。固態(tài)繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型，以光電隔離型為最多。 繼電器主要產品技術參數額定工作電壓是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。直流電阻是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。吸合電流是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。在正常使用時，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。釋放電流是指繼電器產生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態(tài)。這時的電流遠遠小于吸合電流 觸點切換電壓和電流是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點。繼電器的電符號和觸點形式 電磁閥是控制元件，主要用來控制氣缸。也有分析儀器或者別的噴槍用來直接控制氣體。電磁閥分為氣動、液壓兩種，工作方式都是一樣的，只是介質不一樣。工作原理就是在一個閥體上開幾個孔，然后用電磁感應控制閥桿的運動來控制堵哪個孔，或者讓哪個孔出氣。以此達到控制的目的晶閘管可控的導電開關，與二極管相比，不同之處是正向導通首控制極電流控制 OP07低噪聲單運放：OP07功能簡介:Op07芯片是一種低噪聲，非斬波穩(wěn)零的單運算放大器集成電路。由于OP07具有非常低的輸入失調電壓（對于OP07A最大為25μV），所以OP07在很多應用場合不需要額外的調零措施。OP07同時具有輸入偏置電流低（OP07A為177。2nA）和開環(huán)增益高（對于OP07A為300V/mV）的特點，這種低失調、高開環(huán)增益的特性使得OP07特別適用于高增益的測量設備和放大傳感器的微弱信號等方面。 OP07特點：超低偏移： 150μV最大 。 低輸入偏置電流： 。 低失調電壓漂移： ℃ 。 超穩(wěn)定，時間： 2μV/month最大 高電源電壓范圍： 177。3V至177。22V　晶振：為給單片機提供工作所需要的時鐘信號，本設計中采用了6MHZ的晶振。故系統(tǒng)中CPU執(zhí)行的每一個機器周期為2us. AT89S51單片機的最小系統(tǒng) ：4. 10K6M20pf+5V Vcc EA GNDAT89S51 RST XTAL1 XTAL220pf+5V圖36 AT89S51單片機最小系統(tǒng)所謂最小系統(tǒng)，即指使單片機能正常工作的所需的最少的電路，即應包含CPU及輔助電路、ROM、RAM及I/O端口等電路。由于AT89S51內部已經包含4KB的Flash Memory程序存儲器，所以無需再擴展片外程序存儲器。在AT89S51的基礎上，加復位電路、時鐘電路、EA引腳信號及電源即可。結合資料及所學過的內容，得到如圖24所示的單片機最小系統(tǒng)。圖36中，晶體振蕩器的頻率選6MHZ，復位電路采用上電復位，電路參數如圖中所示，以滿足系統(tǒng)復位時兩個機器周期的高電平的要求。由于CPU的內部已含有程序存儲器，所以EA引腳接高電平。圖37時鐘電路 AT89S51單片機時鐘電路該水位自動顯示控制器采用AT89C51單片機，機內有一高增益反相放大器，構成自激振蕩電路，振蕩頻率取6MHz,外接6MHz晶振，兩個電容CC2取20pF，以便于起振蕩的作用。 右圖中XTAL1為內部時鐘工作電路的輸入，XTAL2為來自反向振蕩器的輸出。 AT89S51單片機復位電路該水位自動顯示控制器采用上電復位電路，由R1C3構成復位電路，在上電瞬間，產生一個脈沖，AT89S51將復位。為保證可靠復位，脈沖寬度應大于兩個機器周期，這取決于R、C時間長數。取電容C=10uF，電阻R=10K。圖39水位檢測電路實驗證明，純凈水幾乎是不導電的，但自然界存在的以及人們日常使用的水都會含有一定的Mg2+、Ca2+等離子，它們的存在使水導電。本控制裝置就是利用水的導電性來完成的。我們把儲水箱大致分為四個等份，水位由潛入太陽能熱水器的儲水箱不同深度的水位電極和潛入儲水箱底部的公共電極（導線）進行檢測；由單片機依次使各水位電極呈現(xiàn)高電平，由公共電極所接的三極管進行電位轉換，水位到達的電極，轉換電位為低（0）；水位沒有到達的電極，轉換電位為高（1）；每檢測一位便得到一位數據，5個電極檢測一遍以后便得到了5個串行數據，然后把這5個數據轉化為字節(jié)一路送發(fā)光二極管；在這里我們可以用發(fā)光二極管亮的盞數來顯示水位的高低。（若沒有發(fā)光二極管亮則表示箱內沒有水或者只有少量的水，若有一個發(fā)光二極管燈亮則表示箱內有四分之一箱的水，以此類推，若有四個發(fā)光二極管亮，則表示水箱水是滿的。）當水位未達到a時，即ha時、這時傳感器的總阻值為4R，對應，系統(tǒng)處于缺水狀態(tài)。　　當ahb時，傳感器電阻阻值為3R，對應，系統(tǒng)處于20%水位。　　當bhc時，傳感器電阻阻值為2R，對應，系統(tǒng)處于50%水位。　　當chd時，傳感器電阻阻值為R，對應，系統(tǒng)處于80%水位。　　當h=d時，傳感器電阻阻值為0，對應，系統(tǒng)處于100%水位。　　其中，環(huán)形振蕩器產生的方波周期T（或f）可通過單片機P87LPC744BN的兩個定時/計數器（T0、T1）來確定，T1用來計數，T0用來定時。圖310 水溫檢測電路本設計溫度傳感器選用AD590。AD590屬于半導體集成電路溫度傳感器，測溫范圍55℃ +150℃，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系，1uA/176。K，誤差有幾種等級:177。177。、177。℃，本設計中選取177。℃品種。OP07為高精度運算放大器，AD590電流