电热水器水温水位控制系统设计.docVIP

毕 业 设 计(论文) 文 献 综 述 设计（论文）题目： 电热水器水温水位控制 系统设计 学 院 名 称： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 定稿日期： 年 月 日 电热水器水温水位控制系统设计 摘要：针对目前家用电热水器功能单一、操作复杂、控制不方便等特点，本文提出了一种新型的电热水器控制系统设计方案。根据电热水器对控制系统的要求以AT89C51 单片机为检测控制核心,设计了一种电热水器智能控制器。该控制器具有时间、温度、水位设定与控制功能,及良好的抗干扰性能。 关键词：电热水器，传感器，水温水位，单片机，温控系统 电热水器水温水位控制系统 智能控制系统采用MCS-5l单片机为中心控制单元。由于系统运算量不太大，没有太多的中间数据需要处理、保存，所以使用AT89C51已完全能够满足要求。系统的硬件电路包括：控制器实时时钟接口电路、蓄水箱温度和水位检测接口电路、设定键和串行显示接口电路、看门狗和复位电路等。 利用单片机实时监测水温及水位。用水时，若水温达不到设定值，单片机控制电加热器自动补温至设定温度间；缺水时能自动上水到设定值。采用外扩EEPROM对设置的参数具有断电保留功能，断电后，参数无须重新设置。该系统具有使用方便、稳定性高、节能、实用性高等特点。 单片机对于水温水位的控制介绍 2.1.AT89C51单片机介绍 AT89C51是一个低功耗高性能CMOS 8位单片机，k Bytes Flash只读程序存储器(ROM),512 Bytes 内部数据存储器(RAM),该微处理器采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，引脚兼容80C51和80C52芯片，片内的Flash存储器可以常规程序存储器一样进行写AT89S51片内总共有字节的用户数据区，而字节的内部扩展数据区需通过SFR(8EH)的位1并用MOVX指令访问，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，另一个256BytesRAM区与ATMELAT89系列8052兼容的单片机是一致的，AT89C51结合通用的8位微处理器和Flash存储技术构成功能强大单片微处理器，可提供许多高性能低价位的系统控制应用场合。我们把储水箱大致分为四个等份，水位由潜入太阳能热水器的储水箱不同深度的水位电极和潜入储水箱底部的公共电极（导线）进行检测；由单片机依次使各水位电极呈现高电平，由公共电极所接的三极管进行电 位转换，水位到达的电极，转换电位为低（0）；水位没有到达的电极，转换电位为高（1）；每检测一位便得到一位数据，5个电极检测一遍以后便得到了5个串行数据，然后把这5个数据转化为字节一路送发光二极管；在这里我们可以用发光二极管亮的盏数来显示水位的高低。（若没有发光二极管亮则表示箱内没有水或者只有少量的水，若有一个发光二极管灯亮则表示箱内有四分之一箱的水，以此类推，若有四个发光二极管亮，则表示水箱水是满的）。 图2.2.1水位检测电路 2.2.2温度检测模块 本设计温度传感器选用AD590。AD590属于半导体集成电路温度传感器，测温范围-55℃- +150℃，在其二端加上一定的工作电压，其输出电流与温度变化成线性关系，1uA/°K，误差有几种等级:±1、±0.5、±0.3℃，本设计中选取±0.5℃品种。OP07为高精度运算放大器，AD590电流流经R1、RP1转换为电压信号，R2、RP2为运算负反馈电阻，成反相比例放大器，将温度信号转换成0-5V的电压信号，ADC0832再将其转换为数字信号，输入CPU。图3.5为温度检测和A/D转换电路图。 图2.2.2温度检测电路 3.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