太阳能热水器水位水温控制设计

太阳能浴室水温水位控制系统设计摘要:由于对于含量丰富且清洁环保的太阳能的开发，以及太阳能热水器的广泛使用和对其性能及设计的标准提高，特提出了太阳能浴室水温水位的控制系统设计。

本设计是针对太阳能水箱内的温度恒温控制目标，基于PLC控制设计PID 算法实现对出水口的水温的恒温调节及储水箱的水位调节。

本设计的主要内容有：控制原理和控制系统流程图；水位的确定及实验曲线分析；水温恒定的控制及合适的温度偏差分析；西门子S7-200可编程控制器件的硬件掌握；PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较；应用PID控制算法所得到的实验曲线分析；整定各个系统各个部分的介绍和应用PLC语句编程来控制水箱水位和出水口水温。

关键词：恒温调节、水位调节、PLC控制、PID算法Solar bathroom water temperature water level control system designAbstract:Because of rich content and clean environmental protection for the solar energy development, and the wide use of solar energy water heater and the performance and design of measures to improve, especially puts forward the solar bathroom water temperature water level control system design. This design is aimed at solar tank temperature thermostatic control target, based on PLC control design PID algorithm for the outlet water temperature thermostat and store water tank water levelcontrol. The design of the main contents are: control principle and control system flow chart, The determination of water level and the experimental curve analysis; Water temperature constant control and suitable temperature deviation analysis; Siemens S7-200 programmable control device hardware control, PID parameter setting and various parameters of the control performance comparison; Application of PID control algorithm the experimental curve analysis.Key words: thermostat、Water level control、PLC、PID一、设计目的和意义太阳能是21世纪人类最看重的环保清洁能源之一，晕含量相当的大并且易于开发，是人类未来环保能源的重点发展对象。

基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。

太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。

然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。

为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。

该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。

通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。

系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。

本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。

然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。

在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。

在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。

本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。

本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。

本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。

二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。

在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。

摘要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。

其中本文第一章主要说明了太阳能热水器智能控制系统的研究现状和本课题的主要任务，第二章对系统的整体结构作了简单介绍，第三章重点介绍了水位水温测量电路，第四章介绍了时钟电路，第五章介绍了显示和键盘电路，第六章对其他电路作了介绍，第七章是对水位测量电路的硬件调试。

本系统对于水位传感器、水温传感器的电阻数据的处理均采用独特的RC充放电的方法。

它与使用A/D转换器相比，电路简单、制造成本低。

特别适用于对水位、水温要求不精确的场合。

关键词：太阳能，热水器，控制器，89C52，RC充放电AbstractThis article has designed a intelligence control system for solar-powered water heater. It take the 89C52 microcontroller integrated circuit as the core, the coordinate 4 grades of waters level resistance sensor, the negative temperature coefficient NTC thermistor temperature sensor,the 8255A expansion 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.The first chapter of this article mainly explained the research situation of the solar-powered water heater intelligence control system and the primary mission of this topic. The second chapter has made the simple introduction to the overall construction of the system .The third chapter introduced with emphasis on the water level and water temperature metering circuit.The fourth chapter introduced the clock circuit .The fifth chapter introduced the demonstration and the keyboard circuit,.The sixth chapter has made the introduction to other circuits. The seventh chapter is the hardware debugging of the water level measuring circuit.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.Key word: Solar energy, water heater, controller, 89C52, RC electric sufficient and discharge目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................... I I 目录 ....................................................................................................................... I II 第一章引言 . (1)1.1 课题的背景意义 (1)1.2 太阳能热水器和其控制器的发展现状 (1)1.3课题的研究内容 (3)第二章太阳能热水器智能水位控制系统整体结构介绍 (4)第三章水位和水温测量电路硬件设计 (5)3.1 水位测量电路 (5)3.1.1 方案比较选择 (5)3.1.2水位测量电路的具体设计及优化 (8)3.2水温测量电路 (15)3.2.1方案比较选择 (15)3.2.2 水温测量电路的设计及温度计算方法 (16)3.3 水位、水温测量电路的整体设计 (20)第四章显示电路 (21)4.1 方案选择 (21)4.1.1 8255A芯片介绍 (21)4.1.2 8255A在太阳能热水器控制电路中的作用 (24)4.2 显示电路工作原理 (25)4.2.1 8255A显示电路的硬件结构。

太阳能热水器水位控制电路设计摘要随着现代科技的发展，人们对于能源的利用率越来越高，太阳能就是其中最无偿且最环保的论证和确定，和单片机的选择和主要工作原理的介绍。

接下来是本设计的核心部分，着重结合理论着重研究了太阳能热水器的水位控制电路的各个组成部分。

后面的软件设计也必不可少，最后是对本设计的心得和觉一种，如何合理、高效、最大范围地利用太阳能已经成为21世纪最炙手可热的研究课题之一。

本设计以单片机AT89S52为核心，配合RC充放电式水位传感器与一块12864液晶显示器，设计一种数字化且智能化的太阳能热水器水位控制系统。

虽然本论文课题是水位控制电路设计，但水位的检测和温度有着密不可分的联系，所以温度的检测模块也是论文必不可少的一部分。

此外，文中给出了主控芯片模块、LCD显示板、水位监测控制、电键控制、报警器和电磁阀控制等模块的结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图，并结合相应的理论设计进行研究。

开头部分阐述的是研究太阳能热水器的必要性和国内外的研究动态，正文开始是设计要求，接着主要是方案的得不足可以加以改进的地方。

此设计相对来说比较系统解决了热水器上在水时需人工等待和过量溢水的问题，达到了省时、省水的目的。

该系统与传统的太阳能热水器控制系统相比较，具有结构简单、使用方便、价格低廉、抗干扰能力强等特点。

关键词：AT89S52；RC充放电；智能控制；双机通信目录第1章绪论 0前言 0国内外研究动态 0太阳能热水器智能水位控制系统整体结构介绍 (1)第2章方案的选择 (2)水位传感器的选择 (2)单片机的选择 (4)AT89S52选择和其功能性能 (4)AT89S52引脚功能介绍 (4)第3章硬件电路设计 (7)水位检测模块 (7)水位测量原理 (7)水位检测电路设计 (8)LCD液晶显示模块 (9)12864液晶[8] (9)LCD液晶显示电路设计 (11)键盘控制模块 (12)报警模块 (13)电磁阀控制模块 (14)双机通信及其他电路设计 (15)．其他电路设计 (16)晶体振荡电路 (16)复位电路 (17)设计总电路图 (17)结束语 (20)致谢 (21)[参考文献] (22)第1章绪论前言地球上的不可再生能源总有一天会消耗殆尽，所以开发和有效利用太阳能这样的环保且资源丰富的能源有着重要的意义。

OCCUPATION1352011 12太阳能热水器水温水位控制设计文/沈建汉太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。

在太阳能的利用中，有效控制水温和水位是需要解决的关键技术。

一、智能仪工作原理１．基本工作原理利用热敏电阻和液位传感器检测水温和水位，并加以显示。

根据水温水位情况进行控制。

当水位从高到低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，缺水指示灯亮，延时15分钟，以免空晒后上水造成炸管，若温度不超过990℃，自动上水至预置水位；若温度高于1000℃，不上水。

太阳晒后，水温上升，当温度超过600℃且水未满时，打开电池阀上水至500℃，防止出现低水量、高水温的不合理现象。

晚上，若热水已用完，延时15分，进行缺水上水；若热水未用完，不上水，以保证热水充分利用；第二天太阳出来后，利用温控上水。

在上水的过程中，水压过低或停水，智能仪会自动进入低水压上水模式，低水压声光报警，间隔30分钟启动上水；若30分钟内不能使水位上升一挡，则停止30分钟，然后再启动，反复循环，以免电池阀长时间通电而烧毁。

２．原理实现方案通过“水位设置”键可进行水位设置，可设置加水水位20%、50%、80%、100%（本仪预置水位50%）。

通过“上水”键，可实现手动上水。

若水位低于预置水位，可上水至预置水位；若水位已达到预置水位，则在原水位基础上再加一挡；若水位已加满，则停止手动加水。

在上水过程中，按“上水”键，可停止上水（见图1）。

二、仪器中的硬件配置１．仪器直流电源可采用集成三端稳压器，只要加上一些外围元件即可实现，如图2所示。

２．输入接口电路的连接接口电路是一组电路，是中央处理器与存储器、输入/输出设备等外设之间协调动作的控制电路。

接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给微处理器，微处理器对数据进行适当加工，再通过接口电路传回外部设备。

所以，接口电路的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息、定时和控制。

太阳能热水器自动温度控制器设计
引言
目前，市场上销售的太阳能热水器大多没有自动控制功能，使用起来不
灵活方便，为此，为太阳能热水器加装自动控制功能，具有广泛的市场。

1 自动控制系统技术要求
（1）设定温度的范围为25℃至65℃。

（2）输入信号为水温传感器产生的温度信号；水位传感器产生的水量
信号。

（3）输出信号为控制水温电信号（控制加热电热管）和控制水流量
调节阀信号（控制加水电磁阀）。

（4）配有输入功能键盘：完成自动/手动、手动加水键、手动加热键、
温度设定键、水位档选择键。

（5）具有两位LED 数码显示电路，显示温度设定值、实际温度测量值，六个发光二极管指示六档水位（10%、30%、50%、70%、90%、100%）。

2 系统硬件设计及原理
太阳能热水器加装自动控制功能，主要是加装一个数据采集系统和一个
电脑控制板。

根据太阳能热水器的技术要求及经济方面的考虑，我们选用
89C51 单片机为核心控制器,组成热水器温度控制系统。

系统由89C51 单片机、数据采集系统、水位选择电路、温度显示系统、水位指示系统、加水电磁阀控
制电路、加热电热管控制电路、报警讯响电路、复位电路、晶振电路、键盘电
路组成。

硬件系统组成粗略框架如数据采集系统是非常重要的一部分，它通过水。

太阳能热水器自动上水控制系统设计摘要如何很好的节约和利用能源，特别是可持续能源，一直是人类所面临的问题。

所以研究智能化家庭住宅里的能源如何被更有效地节约和利用，也有着十分现实和长远的意义。

而家用太阳能热水器就是一个节约能源，有效利用能源的典型。

该太阳能热水器智能控制系统主要是由AT89C51单片机控制、DS18B20温度传感器、独立键盘、LED数码管和报警系统五大部分组成。

该系统能测量并显示水温、设置水温的围，如果水温不处于所设置水温的围则报警。

同时还能对水位进行设置及加水，预先设置好需要加水的水位段数，单片机会根据这个数来进行判别是否需要加水。

通过Protues软件仿真以上所述的功能都能正常实现。

关键词: 太阳能热水器，传感器，温度控制，水位控制Solar energy water- heater auto last water controlthe system designAbstractHow good economize and make use of energy, especially can keep on energy, have been the problem that the mankind face.So study intelligence to turn how the home energy in the residence is be more availably economized and make use of, also have pretty much reality and farsighted meaning.But the household-use solar energy water- heater is an economyenergy, effectively make use of the typical model of energy.The solar energy water- heater intelligence controls system mainly from the AT89 C51 list slice the machine control, the DS18 B20 temperatureses spread a feeling machine, independent keyboard, LED figures tube and report to the police system five greatest parts to constitute.The system can measure and show water temperature and establish the scope of water temperature, if the water temperature doesn't is placed in to then report to the police the scope of establishing the water temperature.Can also carry on a constitution and fill with water to the water level at the same time, in advance establish to need to add the water level number of water so much, list slice the opportunity carry on if the discretion needs to fill with water according to this piece.It is normal to carry out to imitate through a Protues software really above the functions said all ability.Keyword: solar energy water- heater, spread a feeling machine, temperature control, the water level controls目录摘要-------------------------------------------------------------ⅠAbstract ----------------------------------------------------------Ⅱ第一章绪论-----------------------------------------------------1第二章太阳能热水器介绍----------------------------------------22.1太阳能热水器的概述-----------------------------------------22.2太阳能热水器的分类------------------------------------------22.3我国太阳能热水器的发展历史----------------------------------3 第三章系统方案设计---------------------------------------------43.1方案一-------------------------------------------------------43.2方案二-------------------------------------------------------43.3方案三-------------------------------------------------------4 第四章硬件设计--------------------------------------------------64.1AT89C51介绍-------------------------------------------------64.2测温电路设计-------------------------------------------------84.3水温监测的设计----------------------------------------------114.4键盘电路设计------------------------------------------------124.5显示电路设计------------------------------------------------174.6加热和加水电路设计------------------------------------------194.7报警电路设计------------------------------------------------224.8电源电路设计------------------------------------------------22 第五章软件设计----------------------------------------------------245.1程序设计分析------------------------------------------------245.2程序流程图--------------------------------------------------24 第六章仿真及调试--------------------------------------------------256.1程序翻译----------------------------------------------------256.1.1KEIL C51介绍------------------------------------------256.1.2编译过程----------------------------------------------256.2电路仿真----------------------------------------------------25 结语---------------------------------------------------------------27参考文献-----------------------------------------------------------28致谢----------------------------------------------------------------29第一章绪论随着全球人口和经济的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。

太阳能热水器控制器的设计摘要:本系统是为太阳能热水器水温水位的检测和控制而设计的。

在整个控制系统中，以STC89C52为主控芯片，由DS18B20传感器分别检测水温和水位，实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能，并以电磁阀、继电器为阀门开关实现全自动加热、上水。

整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便，达到设计要求。

关键词: STC89C52 DS18B20传感器水温水位检测与控制引言当前能源紧缺，用电紧张，太阳能是绿色能源，得到广大用户的喜爱。

使用太阳能热水器时存在的问题：不可缺水，空晒情况下上水会爆炸；春、秋天，水温升高蒸发，造成热能损失；冬天水温不够，须用电等等。

采用太阳能热水器智能仪（也称太阳能热水器水温水位监控仪），能解决上述问题。

使用户省心，使用方便，智能运行，用户不必作任何操作。

太阳能热水器是一种利用太阳辐射能通过温室效应把水加热的装置。

利用聚积的高温来加热水。

太阳能热水器不仅可以为家庭提供低温用热水(40℃～60℃)，还可以为暖房、温室、干燥、蒸馏、制冷等热动力系统和工农业生产提供较高温度的热水。

太阳能热水器由于具有绿色环保特色而在人民生活和生产中得到了很多应用，它为百姓提供环保、安全节能、卫生的新型热水器产品，太阳能热水器就是吸收太阳的辐射热能，加热冷水提供给人们在生活、生产中使用的节能设备。

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。

一、基本设计框图本系统的组成框图如图1所示。

热水器水温水位控制装置的设计指导老师: 王彦第六组: 徐文卿唐正宇蓝仁富(南华大学电气学院湖南衡阳421001)摘要：本系统是为热水器水温水位的检测和控制而设计的。

在太阳能热水器温控系统中,水温和水位传感器起着举足轻重的作用。

系统的分析了数字式温度传感器DS18B20和耐高温电容式液位传感器分别检测水温和水位的原理,以A T89S51单片机为核心,实现对水温和水位、上水测量、显示、报警等功能,并以电磁阀、继电器为阀门开关全自动加热、上水。

整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。

测试结果表明，误差小于2%，达到设计要求。

关键词: AT89S51单片机，水温水位，传感器，检测与控制The System For Autocontrol The Temperature And LevelOf The Water- HeaterAbstract:This system is design to measure and control the water lever and temperature for the water-heaer..It’s compose d of two sensor (a digital chip DS18B20 and a lever sensor),display,buzzer and so on,all these component are control of the core chip AT89S51. This system can display the lever and the temperature in the water_case .In addition,it will be heaet or add water automatic through electromagnetism vave or relay which are controled by AT89S51. The whole system is easy to adjust.It is proved to be reliable and of high value and high feasibility after testing..Keyword: AT89S51 control temperature lever目录1 系统设计41.1设计要求4 1.1.1设计任务: 4 1.1.2主要技术指标：4 1.1.3主要功能：4 1.1.4显示要求：4 1.1.5故障显示4 1.2方案的比较和论证4 1.2.1温度检测部分4 1.2.2水位检测部分5 1.2.3核心控制部分7 1.2.4执行器部分8 1.2.5显示器部分8 1.3系统方案的确定8 1.4系统的工作原理92 单元电路设计102.1水温检测部分10 2.1.1DS18B20简介10 2.1.2DS18B20的工作方式10 2.1.3DS18B20的工作时序11 2.2水位检测部分12 2.3显示部分14 2.4执行器部分14 2.4.1继电器印制板电路的设计15 2.4.2加水控制电路15 2.4.3加热控制电路15 2.5电源部分16 2.6智能控制部分16 2.6.1报警和按键电路17 2.6.2时钟电路17 2.6.3上电自动复位电路18 2.6.4液晶显示接口电路183 软件的设计193.1系统正常工作子程序19 3.2设定预置温度子程序203.3设定预置水位子程序21 3.4系统主程序214系统的测试224.1测试仪器清单22 4.2水温的测试22 4.3水位的测试22 4.4继电器控制电路的测试225 结束语23参考文献23附录24附录1系统使用说明24附录2主要元器件清单24附录3系统原理图25附录4印制板图25附录5热水器水温水位控制装置程序清单261 系统设计1.1设计要求1.1.1设计任务:设计一个太阳能热水器水温水位控制系统1.1.2主要技术指标：1.测温精度：±2℃2.测温范围：0～100℃3.水位分档：5档1.1.3主要功能：1. 开机自检：开机时发出“滴”提示音，表示机器处于正常状态；2. 水位预置：可预置加水水位：20、50、80、100%；3. 水温指示：显示热水器内部的实际水温；4. 水位指示：显示热水器的内部实际水位；5. 温控上水：当热水器未加满水，水温又偏高时（水温在60~100℃时），自动补水至合适水温50℃左右；6. 自动上水：当缺水时延迟15分钟自动上水至预置水位，预置水位默认状态为50%档，启动时蜂鸣长声，关水时短鸣三声；上水时水位滚动显示。

太阳能热水器控制装置的设计一、设计目的目前在洗浴与采暖系统中广泛采用集热器与水箱相结合的方法，达到节能的目的。

为此需要设计一种控制装置，以实现太阳能热水器水位、水温自动检测、根据需要自动控制。

装置为现有太阳能热水器配套相应控制器，达到方便用户，环保节能的效果。

二、太阳能热水器控制系统组成以洗浴系统为例，图为太阳能热水器控制系统组成框图。

在热水器储热水箱底部和顶部，在集热器入口和出口，各安放一只铂电阻温度传感器，负责检测4点温度，在水箱顶部安装连杆浮球电接点液位开关，检测水位。

在水箱内部插入三组电加热器，在集热器进水管道绕保温加热丝，在集热器进水管接循环泵。

水箱上水采用浮球自动上水（即始终使水位处于满水位）。

控制器以PIC单片机PIC16F877为核心芯片，扩展接口电路。

由温度传感器、液位开关实现各点信号的提取。

温度信号经过电桥电路、放大电路变为标准信号送入单片机，A/D转换后变为数字量，由单片机计算各点温度。

水位信号直接送入单片机I/O口。

单片机进行数据处理，各点温度由数码管显示器显示，水位由阵列LED指示。

水位上下限和各点水温及温差上下限由键盘设定。

当水位低于下限值时，自动开启电磁阀上水，直到上水至上限值关闭电磁阀；当水温低于下限时，接通电加热器加热，直到加热到设定上限温度停止；当管道温度过低时，接通电加热带保温，直到温度达到设定温度；当集热器出口温度与水箱温度温差超过设定上限值时，开启循环泵，水循环。

由于水箱电加热器功率达到40～60KW，需要380V供电，供电电流达到100A以上，需要3组电加热器加热。

控制器采用大功率固态继电器或大功率交流接触器。

可利用谷时电（夜晚）对水箱进行加热，控制器可定时设置加热时间，也可定时上水。

加日历时钟芯片，设定时间与日历时钟芯片读出时间比较，到时，加热或上水。

三、设计要求室外控制器负责检测水温、水位，并按控制要求进行控制。

将水温、水位等传送（无线）给室内控制器。

太阳能热水器水位控制系统设计论文太阳能热水器是一种利用太阳能来产生热水的设备。

在太阳能热水器中，水位控制系统起着关键的作用，它能够确保热水器中的水位始终处于适当的范围内，保证热水器的正常运行。

本论文将对太阳能热水器水位控制系统进行设计与分析，以提高热水器的性能和可靠性。

第一部分：引言（150字）太阳能热水器已经成为一种常见的家用热水供应设备，具有环保、节能等特点。

然而，目前市面上的太阳能热水器水位控制系统存在一些问题，如水位控制不准确、系统复杂等。

因此，本论文旨在设计一种高效、稳定的太阳能热水器水位控制系统，以提高热水器的性能和可靠性。

第二部分：太阳能热水器水位控制系统原理分析（300字）水位传感器可以采用浮球式、电容式、电极式等多种形式，通过感知水位的上升和下降来实现对水位的控制。

传感器将水位信息传输到控制器中，控制器根据设定的水位范围来判断水位是否正常。

如果水位过高或者过低，控制器将输出相应的信号，使阀门打开或关闭，从而调节水位。

值得注意的是，太阳能热水器在不同的环境条件下，如温度、湿度等因素的变化可能会影响水位的控制精度。

因此，设计一个稳定可靠的控制系统至关重要。

第三部分：太阳能热水器水位控制系统设计（500字）3.1传感器选择根据太阳能热水器的实际需求，我们选择了电极式水位传感器进行水位的感知。

电极式水位传感器结构简单，稳定性好，适应能力强。

该传感器通过水的导电特性来感知水位的变化，具有较高的控制精度。

3.2控制器设计控制器是整个系统的核心，负责接收传感器的信号并进行处理，然后输出相应的控制信号给阀门。

在本设计中，我们选择了单片机作为控制器。

控制器需要能够接收水位传感器的信号，并进行信号的滤波和放大处理。

然后，根据设定的水位范围来判断水位是否正常。

如果水位超过设定的上限或者低于设定的下限，控制器将输出开启或关闭阀门的控制信号。

在设计控制器时，我们需要考虑到系统的实时性、可靠性和成本等因素。

太阳能热水器温度控制系统设计目录1引言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究的目的和意义 (2)1.2.1 国内研究现状 (2)1.2.2 国外研究现状 (3)2 太阳能热水器温度控制系统总体介绍 (5)2.1 系统总体方案 (5)2.2 系统功能 (5)2.3 系统结构 (5)2.3.1 设计结构 (5)2.3.2 组成结构 (5)3 太阳能热水器温度控制系统硬件设置 (7)3.1 系统主要芯片介绍 (7)3.1.1 AT89S52单片机 (7)3.1.2 晶振电路 (8)3.1.3 复位电路 (8)3.1.4 LCD1602液晶显示屏 (9)3.1.5 DS1302时钟芯片 (9)3.2 单片机初始化程序 (10)3.3 太阳能热水器温度控制系统流程图 (11)4调试 (13)4.1 硬件调试 (13)4.2 软件调试 (13)4.3 温度控制系统的仿真调试 (13)4.3.1 仿真运行情况 (14)5 结语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录 (20)附录A电路原理图 (20)附录B系统程序 (21)1引言随着科技的发展，人们在享受现在化生活带来的巨大便利的同时，也越来越受到过量使用化石能源所带来的环境污染加剧和燃油价格上升所带来的困扰。

大规模使用化石燃料带来的环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响，也会给生态系统和人类社会造成间接的危害，有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大，也更难消除。

例如，温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。

这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性，往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到，然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。

环境污染的人类环境的质量下降，影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。

例如城市的空气污染造成空气污浊，人们的发病率上升等等；水污染使水环境质量恶化，饮用水源的质量普遍下降，威胁人的身体健康，引起胎儿早产或畸形等等。

太阳能热水器水温水位控制器唐德礼,鲍连升(十堰职业技术学院　电子工程系,湖北十堰442000)[摘　要]　论述了由MCS -51系列单片机组成的太阳能热水器水温水位控制器的原理和设计方法,该装置结构简单,外围元件少,充分利用了单片机的硬件资源,是一种比较实用的水温水位控制器。

[关键词]　水温;水位;控制器[中图分类号]　TP273　[文献标识码]　A [文章编号]　100824738(2002)0420073203①1　引言目前,随着太阳能热水器集热管的改进,太阳能热水器的集热效果大大增强,太阳能热水器已经成为百姓家里日常洗澡、取暖、用热水的不可缺少的能源装置。

但目前市售的太阳能热水器大部分没有配备全自动水温水位显示及控制仪器,虽然配有电加热辅助装置,但都不是自动的,致使用热水时不知道水温及用水量的多少,带来许多不便。

尤其是在冬天太阳光较弱时不能及时启动电加热器,只好等几个小时才能洗澡。

本文介绍一种功能比较齐全的太阳能热水器控制器,它能显示水温和水位,控制水位,自动上水,能发出缺水和水满报警,而且能及时控制电加热器进行自动加热。

2　系统硬件组成整个系统硬件框图如图1所示:图1　系统原理结构图该系统由IN TEL 公司生产的87C51单片机[1]及其外围元件组成,系统程序固化在87C51的EPROM 内,系统各部分的原理如下。

2.1　温度传感器电路本系统由MAX6674作为温度传感器。

它工作于标准的K 型热电偶,能将检测到的温度值转换为10位数字输出。

它—37—2002年12月 十堰职业技术学院学报 Dec.,2002　第15卷第4期 Journal of Shiyan Technical Institute Vol.15No.4　①　[收稿日期]　2002209215　[作者简介]　唐德礼(1946-),男,十堰职业技术学院电子工程系副教授;鲍连升(1968-),男,十堰职业技术学院电子工程系助教。