市场。在市场调查中发现，太阳能控制单片机的型号较多，其中应用最多的是系列和系列单片机。太阳能热水器控制系统可以实现水位显示水位控制温度显示防冻等多种功能，其中对水位的检测控制，实现水位显示自动上水超限报警是太阳能热水器控制系统的核心。本文完成的的工作课题主要以单片机为核心配合传感器显示器件电磁阀报警器等外围器件，采集热水器储水箱中的水位信号并通过控制电动机的运转来控制储水器的水位。另外，本课题对时钟电路电源电路键盘输入电路传感器电路显示电路进行了设计，以及硬件选择和软件设计。从而最终使整个太阳能热水器水位控制系统可以实现水位的检测控制，水位显示自动上水超限报警等功能。本文主要完成了以下主要工作学习了时钟电路键盘电路显示电路等与设计有关电路的设计方法。熟悉了与设计有关的单片机的结构与功能。掌握了用单片机来控制太阳能热水器水位的基本方法。完成了通过显示电路显示的结果观察太阳能热水器水箱水位，再通过键盘电路控制水位的功能实现。二〇〇七年六月十八日星期第二章总体方案设计系统的设计要求设计的系统可以实现当前水位高度的显示，以及当水位下降到报警刻度时，系统可通过自动上水使水位保持在定的水位高度。而且还可以人工手动控制上水，每次上水的最大水位值也可根据环境需要由人工自由设置。系统设计方案与比较方案采用半导体逻辑器件构成的控制器，主要应用定时器构成。在此控制方案里，定时器和加减计数器共同构成水位显示器。由于水位的变化具有未知性，在水位检测电路里，这类控制电路过于庞大复杂，操作也不方便，成本也较高。方案二采用可编程逻辑器件。结果简单的控制成为首选。由于控制电路简单，检测电路要求也不高，所以必然造成接口资源和内部资源的浪费，显然不够经济。方案三采用单片机为核心控制器的电路。单片机电路结构简单成本低廉，可靠性高，便于实现各个控制功能。水位由设置在水箱内的传感器获得的电信号检测，然后通过单片机处理送达显示电路显示当前水位。本设计通过显示电路显示来观察水位状态值，再根据观察到的值，通过键盘对太阳能热水器显示电路控制，从而获得需要的合理水位值。从结构经济可操作性等方面来看，方案三都是最佳选择。方案三以单片机为核心控制器件，结合配合电阻型档水位传感器扩展键盘和显示器件以及电磁阀报警等外围器件，从而完成对太阳能热水器容器内的水位测量及控制时间显示缺水时自动上水水满报警手动上水等功能。设计种太阳能热水器智能控制系统。该系统原理框图如下图所示。其基本框图如图所示。二〇〇七年六月十八日星期显示接口温度与水量数据采集控制加热电平转换键盘输入继电器电磁阀蜂鸣器控制上水控制线位选控制线口口图太阳能热水器基本框图用户在使用太阳能热水器时，当水箱中水位下降到定刻度值时，可通过人工使用按键方法来控制电磁阀立即上水，水位达到的最高刻度也可以由按键设定。当水位下降到低于刻度线时，单片机接受此信号并开始执行指令，报警电路工作，同时电磁阀打开，水位不断升高，当达到最高水位时便给单片机发出中断请求，此时电磁阀关闭，停止工作。在上水过程中，显示器既可以显示水箱的水位值又可显示水箱内水的当前温度，不仅直观方便，而且精确度高，实用性强。此系统解决了热水器上水时需人工守候和过量溢水的问题，达到了省时环保节水的目的。加设的缺水报警系统和液晶显示部分，使整个系统更实用，更趋向数字化智能化。二〇〇七年六月十八日星期第三章水位测量电路硬件设计水位测量是太阳能热水器控制系统的重要部分，是实现其他功能的基础，此部分性能好坏将关系到整个系统的优良程度，所以设计个性能良好的水位测量系统是本设计的重点。水位测量电路方案比较选择排阻分档键盘式水位传感器在许多资料中都介绍了种类似键盘电路的分档水位传感器，其原理图如图所示。图排阻式水位测试电路示意图它的工作原理类似于键盘的工作原理，用根不锈钢针分别置于水箱内的四种不同高度的位置，当个钢针不接触水面时，其输出为高电平当其与水面接触时则输出低电平。它们的输出接至电子开关，经过反向并经驱动后分别接入的引脚。对这些引脚进行判断后，送去显示相应的水位值。显示共分档，每档为满水位的。这种方法简单，易实现，省去了传统的转换器，成本低，虽然不精确但可以满足使用要求。充放电式水位传感器测量电路二〇〇七年六月十八日星期这种电路资料较少，但我们在市场上购买的太阳能的水位和水温传感器就是基于这种原理，其基本形状如图所示。公共水位防冻温定义调用存储单元显示缓冲区依次为高位低位二〇〇七年六月十八日星期水位值水温值水位设定值水温设定值数码管显示编码,初始化中断定时器口键盘扫描键盘处理读取温度读取水位读取时间显示初始化外部驱动口开外部中断外部中断下降沿触发允许外部中断输出高电平定时器工作于方式定时器赋初值定时器开定时中断开启定时器初始化,送控制字，工作方式二〇〇七年六月十八日星期,若有键按下延时抖动,上水设置水位二〇〇七年六月十八日星期显示设置水位电加热设置温度增加十度显示设置水温重新给定时器赋值,充放电变换充电开始时启动定时器定时器赋初值启动定时器外部中断，测水位二〇〇七年六月十八日星期外部中断，测水温水温值处理二〇〇七年六月十八日星期水位水温控制显示缓冲区首址显示延时显示内容定义数码管显示位二〇〇七年六月十八日星期显示高位显示低位延时程序,时间程序,写入时间二〇〇七年六月十八日星期二〇〇七年六月十八日星期读取时间,二〇〇七年六月十八日星期初始化关闭写保护暂停涓流充电年月日周时分秒打开写保护读取时间年月二〇〇七年六月十八日星期日周时分秒二〇〇七年六月十八日星期毕业论文太阳能热水器水位控制系统设计二〇〇七年六月十八日星期摘要本设计主要设计了个基于单片机的太阳能热水器水位控制系统。设计以单片机为核心，配合电阻型档水位传感器扩展键盘和显示器件以及电磁阀报警等外围器件，从而完成对太阳能热水器容器内的水位测量及控制时间显示缺水时自动上水水满报警手动上水等功能。本文主要进行时钟电路电源电路键盘输入电路传感器电路显示电路的设计，以及硬件选择和系统软件设计。本文在已有的太阳能热水器的技术的基础上，采用单片机对热水器水位控制，通过合理的选择和设计，提高了水位传感器的控制水平，改善了热水器的实际使用功能，从而使太阳能热水器水位控制达到了较为理想的效果。关键词太阳能热水器，水位控制，单片机，传感器二〇〇七年六月十八日星期二〇〇七年六月十八日星期目录摘要英文摘要第章绪论,课题的目的及意义,国内外研究综述及发展现状本文完成的工作第二章总体方案设计系统的设计要求系统设计方案与比较第三章水位测量电路硬件设计水位测量电路方案比较选择水位测量电路的具体设计第四章时钟电路和电源电路时钟芯片选择并行时钟芯片串行时钟芯片比较选择时钟电路的应用设计内部寄存器与单片机的连接及时间读取方法电源电路的设计第五章键盘和显示电路方案选择芯片介绍在太阳能热水器控制电路中的作用显示电路工作原理显示电路的硬件结构实现显示方法键盘电路原理二〇〇七年六月十八日星期式键盘工作原理键盘功能介绍键盘扫描介绍第六章传感器电路工作原理单片机控制结构图传感器电路组成的原理图第七章其他硬件电路设计上水控制电路电加热控制电路报警控制电路水位显示电路结论参考文献致谢附录二〇〇七年六月十八日星期第章绪论课题的目的及意义太阳能热水器水位控制电路是近年来发展起来的种新型控制电路，具有功能齐全控制简单抗干扰能力强价格便宜重量轻耗电省等优点。太阳能热水器水位控制中的传感器技术，数字电子技术与自动控制技术在生产过程，科学研究，现实生活应用及其他领域的应用十分广泛。这种专用感应控制水位装置的设计可以提高专业知识的运用能力，促进科技向生活的转化及环保事业的发展，对于提高生活质量有重要作用。随着太阳能热水器的推广普及，在自来水供应不充足的地方，如何连续正常供水是个现实的问题。由于太阳能热水器的注水箱大多安装在房顶上，是否缺水不易观察，如何使用自动水位控制装置来控制水泵的工作，就能够很好的解决这个问题，从而给广大用户带来很大的方便。国内外研究综述及发展现状从上世纪八十年代起，国内外已经对太阳能水位控制进行了广泛的研究。而太阳热水器水位控制的技术难点在水位传感器。目前市场上有两种形式的传感器，种是利用水作介质进行导电的电极传感器，这种传感器的原理是只要把两电极接通就会有相应的信号传给主机，显示水位另种传感器是浮子式，这种传感器的原理就是利用电磁场开关干簧管，输出电信号。由于电极在水中导电不可避免地要电解电极，故电极式传感器的寿命般长年，电极加粗后寿命可达年。山东赛佳公司从事生产研究已多年，在传感器技术的研究上于年月份终于研制成功谐振及硅压力两大系列水位传感器。这两个系列传感器由于没有采用导电和浮子式的投入式工作方式，传感器的工作环境大大改善，同时这样也从根本上解决了电极的电解和浮子的结垢问题。这两大系列传感器试制成功后，该公司并没有急于推向市场，而是为了保证传感器在工艺上尽善尽美，又进行了多种方案的试验，而且在外界环境比较特殊的地区如高温高寒多雷等地区进行了小批试验。历经年多的的实地观察，事实证明这两大系列的传感器在技术上稳定可靠，在工艺上制作简单，安装维修方便。这两种传感器的研制成功，突破了太阳热水器水位控制在技术上的瓶颈，必将带来整个行业的次革命。进步源于竞争，在我国太阳能拥有广阔的市场，当然也有更大的竞争，各大商家为了使自己的产品在市场上立足并长远发展，不断提高太阳能热水器的性能，其中太阳能热水器控制器以其灵活贴近客户成为商家竞争的热点。目前，各大二〇〇七年六月十八日星期商家纷纷提高太阳能热水器的智能化程度来满足消费者的需求。许多太阳能热水器的功能有开机自检温控上水强制上水水位预置水质设置水温指示低水压上水水位显示防高温空晒缺水报警自动防溢流缺水上水手动上水故障提示等许多贴近客户需求的功能。目前太阳能控制器的控制器基本实现数字化，以单片机为控制核心的控制系统占领太阳能热水器的主要市场。在市场调查中发现，太阳能控制单片机的型号较多，其中应用最多的是系列和系列单片机。太阳能热水器控制系统可以实现水位显示水位控制温度显示防冻等多种功能，其中对水位的检测控制，实现水位显示自动上水超限报警是太阳能热水器控制系统的核心。本文完成的的工作课题主要以单片机为核心配合传感器显示器件电磁阀报警器等外围器件，采集热水器储水箱中的水位信号并通过控制电动机的运转来控制储水器的水位。另外，本课题对时钟电路电源电路键盘输入电路传感器电路显示电路进行了设计，以及硬件选择和软件设计。从而最终使整个太阳能热水器水位控制系统可以实现水位的检测控制，水位显示自动上水超限报警等功能。本文主要完成了以下主要工作学习了时钟电路键盘电路显示电路等与设计有关电路的设计方法。熟悉了与设计有关的单片机的结构与功能。掌握了用单片机来控制