太阳能热水器智能控制器设计【毕业作品】

毕业设计---基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：基于单片机的太阳能热水器测控系统的设计学生姓名：田文帅学号：0605106428专业：自动化班级：自2006-4班指导教师：贾玉瑛高级工程师2内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）基于单片机的太阳能热水器测控系统的设计摘要众所周知，世界上的能源危机越来越严重，迫切需要找到新的能源来代替传统能源。

而太阳能以其能源干净，安全可靠，源源不断的来源备受人们青睐，在对太阳能的利用当中，太阳能热水器无疑是技术最成熟的。

本文结合实际太阳能热水器的具体应用，设计了以AT89S51单片机为核心，AD590温度传感器，OP07高精度运放大器，ADC0832芯片等元器件为基础的太阳能热水器的智能控制器，详细描述了它的工作原理和设计方案。

根据太阳能热水器对控制器的要求，给出了系统硬件设计及软件的实现方法，从而实现了自动与手动上水，自动与手动加热，温度水位显示等实用功能。

全文分为3大部分，第一部分是绪论部分结介绍本设计的目的要求以及市场前景分析和设计的思路方法。

第二部分是硬件电路的设计部分，详细介绍了硬件的电路图和硬件的控制原理以及控制方法。

第三部分为设计的软件设计部分，描述了设计的软件程序。

关键词：单片机、太阳能热水器、温控系统I内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）A b s t r a c tThe solar energy water heater with the advantages of clean energy by the welcome of people. Based on the practical application of solar water heater, design with AT89S51 as the core, the temperature sensor AD590 to OP07,High precision operation amplifier, ADC0832 chips on the basis of components of the solar energy water heater only controller, a detailed description of its working principle and design scheme. According to the requirement of solar water heater of controller, system hardware design and software realization method, so as to realize the automatic and manual, automatic and manual heating water, water temperature display and practical function.The letter divides into three parts, the first part is introduced and the introduction section design requirement and market analysis and design method of thinking. The second part is part of the hardware circuit design, detailed introduces the hardware circuit and control principle of hardware and the control method. The third part is the design of the software design, describes the design of the software program.In winter, the demand for water heater is very big, the solar energy water heater is the main source of water, and so can namely is an energy and renewable energy, which is rich in resources, can use free, and no transport. No pollution to environment and solar water heater detection controller is muti _ function development orientation.Keywords: SCM, solar water heater, the temperature control systemII内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）目录摘要 (I)A b s t r a c t...............................................................I I 目录..................................................................I I I 第1章绪论 (1)1.1太阳能热水器的概况 (1)1.2太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (2)1.2.1太阳能热水器的节能和经济效益分析 (7)1.2.2太阳能热水器的环境效益分析 (7)第2章系统硬件设计 (10)2.1控制系统组成及工作原理 (10)2.1.1系统的组成 (10)2.1.2控制装置的工作原理 (12)2.2主要原器件选择及硬件电路的设计 (12)2.2.1A T89S51高性能8位单片机 (12)2.2.2数码管显示原理 (16)2.3A T89S51单片机的最小系统 (19)2.4A T89S51单片机时钟电路 (19)2.5A T89S51单片机复位电路 (20)2.6水位检测电路的硬件设计 (21)2.7水温检测电路的硬件设计 (21)2.8键盘电路的硬件设计 (28)2.9驱动电路的硬件设计 (29)2.10显示电路的硬件设计 (32)2.11控制系统原理图 (33)第3章软件设计 (34)3.1主程序流程图 (34)3.2水温控制上水程序 (35)3.3温度显示子程序 (36)3.4键盘处理程序 (37)结束语 (38)第四章参考文献 (39)第五章附录 (41)5.1主程序流程图 (41)5.2中断子程序 (42)5.3温控进水程序 (42)5.3.1温度检测程序 (42)5.3.2水温控制上水程序 (43)5.4温度显示子程序 (44)5.5键盘处理程序 (46)5.6基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计程序 (47)致谢 (58)III内蒙古科技大学设计说明书（毕业论文）第1章绪论1.1太阳能热水器的概况设计的目的及意义：本设计具有很强的实用性,用成本低廉的电阻式传感器以及电极配以单片机技术对生产实际中的太阳能热水器的水温的控制以及水位的显示。

毕业设计(论文)基于单片机的全自动太阳能热水器的控制器的设计学生姓名：叶沈霖学号：0815012221所在系部：电气信息系专业班级: 电气工程及其自动化指导教师：石刚讲师日期：二○一二年五月摘要随着人们生活水平的不断提高，全球人口和经济规模的不断增长,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人们所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。

太阳能具有储量的“无限性”、存在的普遍性，并且几乎不产生任何污染。

鉴于此,人们在大力的发展太阳能产业。

太阳能热水器顺应时代发展的要求,满足人们对环保绿色产品的需求。

在人类文明程度日益提高的今天，它是现代文明社会的最佳选择。

本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。

本设计采用MSC-51系列单片机AT89S52作为中央处理器，采用DS1302实时时钟,12864点阵式液晶显示屏等模块，完成时间温度水位的显示,以及时间和温度的设定等功能。

关键字：太阳能热水器；单片机；实时时钟；液晶显示屏AbstractWith the continuous improvement of people's living standard, As the global population and economic growth, energy use of environmental problems and causes gradually recognized, "low—carbon economy," the concept became part of the people of vision. Solar energy has reserves of the limitless ”, the universality of existing，and almost does not produce any pollution. In view of this, people in the development of solar energy industry. Solar water heaters，in conformity with the requirements of the times, are meeting the demand for green products。

编号本科生毕业设计基于单片机的太阳能热水器智能控制系统设计Ｄesｉgn of Ｓolar Ｗater Heａｔer Iｎｔelligent Cｏntrol System Ｂasedｏn MＣU毕业设计(论文)原创承诺书1．本人承诺:所呈交的毕业设计（论文)《基于单片机的太阳能热水器智能控制系统设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计(论文)工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容,不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容．2．本人在毕业设计(论文)中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出,对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。

3．在毕业设计（论文)中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。

4.本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计(论文)的规定，即:按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本;同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本,允许被查阅和借阅;学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文）,可以公布其中的全部或部分内容。

以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：年月日摘要本文将设计一种适合于家用、高性能的太阳能热水器控制装置,实现多种自动化功能，使用方便、人性化.这一设计将促进太阳能热水器更广泛的使用,从而推动低碳能源的利用,环保节能。

本文在介绍传感器、单片机、时钟芯片的特点基础上，详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。

根据太阳能热水器对控制器的要求，提出了以AＴｍeｇa１6单片机为检测控制核心,结合ＳD2200实时时钟，控制水温水位，并利用液晶显示屏实时显示时间、温度、水位等信息,五个按键可以实现对水温和水位的设定。

该设计绿色环保,符合国内低碳经济,具有可持续发展性。

关键词：太阳能热水器单片机温度传感器实时时钟ＡｂstractＷｉtｈthe develoｐmeｎt oｆhumａｎｒａｃe during ｔhe nｅw cｅntu ｒｙeｎｅrgｙconservatioｎand envｉronmentａl prｏｔectｉon becoｍｅs o ｎe oｆthｅｍost imｐortant things in２1st century. Cleａｎaｎd rｅnewabｌe eneｒgy sources aｒe sｔeppｉng on tｏtheｓｔage of the ｎｅｗceｎturｙ。

1 绪论 (1)1.1太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (1)1.2太阳能热水器的应用及意义 (2)2 系统组成及工作原理 (3)2。

1系统设计要求 (3)2。

2系统总体结构设计 (3)2.3太阳能热水器组成及原理 (5)2.4系统的组成框图 (6)3 硬件设计 (6)3.1最小系统板设计 (6)3。

2按键及显示电路 (7)3.3温度采集模块电路设计 (7)3。

5报警电路模块 (11)3。

6继电器控制加热电路 (11)3。

7水位检测接口电路 (12)3.8水位控制电路 (12)4 系统软件设计 (13)4.1软件设计分析 (13)4.2软件程序设计要求 (13)4。

3主程序模块 (14)4.4中断服务程序设计 (15)4。

5子程序模块 (15)5 系统调试 (20)6 结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录A 电路原理图 (23)附录B PCB图 (23)附录C 程序代码 (23)1。

1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来不便；即使热水器具有辅助加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。

本文设计的太阳能热水器控制器以80C51单片机为检测控制核心，采用DS12887 实时时钟，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示和FUZZY控制功能,而且具有时间设定、温度设定与控制功能。

温度控制采用模糊控制, 控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱内的水温在设定时间达到预先设定的温度，从而达到24小时供应热水的目的。

太阳能热水器自动控制系统绪论太阳能热水器已经进入千家万户，太阳能热水器给人们的生活或工作提供了很大的便利，但是还存在着很大的不足。

比如夜间用水，太阳能即便有很强的保温设备，但收到外接温差的影响，内部温度还是会下降。

如何实现热水的实时供给，成为一个研究的方向。

本课题根据上述问题，提出解决方案，重在研究自动加热系统，完善太阳能热水器的功能，提高使用性。

本设计使用STC89C52系列单片机作为主节制模块,实现太阳能自动控制系统设计，该系统由八个基本模块组成，实现对太阳能水箱水位、温度的实时检测并报警，通过按键调整时间设置，切换夜间自动加热和手动加热等多种功能。

本设计进行了proteus仿真，验证可行之后，通过软件绘制电路原理图，然后根据电气路焊接实物，在实物上完成所有预期功能。

关键词：单片机太阳能自动控制软件仿真ABSTRACTThe design is designed based on STC89C52 microcontroller to control the smart car automatic tracing system is easy to use, which covers the design of modules and software of automatic tracing smart car hardware on the main part. The smart car automatic tracing system is based on C52 microcontroller based controller core, then the four road to pavement of injection tube of infrared detection system to detect the track, then the signal detected by the real-time feedback transmission for C52 mcu. C52 microcontroller receives the detection signal, compares the relative software according to internal procedures,obtained through the analysis results to control the drive motor running, driving direction which drives rotation control to control the wheels of the car car, allowing the car to travel to their own along the track laying. In this way, the automatic tracing smart car is basically can be completed along the self laying automatic tracing on the track to run.Keywords:STC89C52，Infrared system，Direct-current machine，Auto-tracking目录1概述 (4)1.1本课题的研究意义 (4)1.2本课题研究的应用前景与国内外进展 (4)1.2.1国内wai进展及应用前景 (4)1.2.2本论文的研究目标与研究内容 (4)2 系统总体设计 (4)2.1 系统设计规划 (4)2.2模块方案论证 (5)3 硬件设计 (6)3.1传感器检测模块 (6)3.1.1液位传感器原理与应用 (6)3.1.2水温传感器检测模块 (7)3.2液晶显示模块 (8)3.3单片机 (8)3.3.1单片机晶振模块 (9)3.3.2单片机复位模块 (9)3.3.3单片机P0口上拉电阻 (9)3.3.4最小系统原理图 (10)3.4时钟模块 (10)3.5光耦继电器模块 (11)3.6电源模块 (11)3.7按键模块 (12)4 软件设计 (13)4.1软件架构图 (13)4.2系统设计总流程图 (13)4.3水位检测软件设计 (14)4.4液晶显示软件设计 (15)4.5温度传感器软件设计 (16)4.6时钟模块软件设计 (17)4.7按键扫描软件设计 (18)5测试和分析 (19)5.1测试 (19)5.2性能分析 (20)总结 (20)致谢 (21)参考文献 (22)1概述1.1本课题的研究意义随着科技的进步，太阳能热水器逐步进入千家万户。

*******学院电子信息工程系毕业设计说明书题目：太阳能热水器智能控制器的软件设计姓名：学号：专业：指导教师：2017年月日摘要太阳能是现在社会巨大的能源，人们利用太阳能可以节省好多的能源，所以要好好利用太阳能，发挥它应有的作用。

太阳能热水器因利用太阳能、无污染、使用方便、长期使用投入费用低等特点而倍受人们的青睐，得到很好的发展。

C语言对单片机编程有诸多优点，例如：便于移植、句法检查时错误少、坚固性好、头文件种类诸多，能够方便快捷使用各种函数等。

本设计以AT 89C51单片机作为控制器，使用C语言编写程序，设计了一款智能太阳能热水器。

通过数字温度传感器检测当前水的温度，由于是数字信号就直接送入单片机AT 89C51内，通过单片机的处理在LED数码管上显示当前的温度值。

另外一路是在水箱中的四个电极分别代表不同的水位从而得到水位的高低，并且通过LED灯显示水位的高低。

按键用来设定想要控制的温度值，单片机在内部通过比较设定的温度和当前温度，当前温度小于设定温度时就会闭合电磁开关，开启加热装置。

高于设定温度时断开开关停止加热。

自动上水方面是设置水位的上限和下限，水位低于下限时就会闭合电磁开关，开始上水，当水位高于上线时就会自动断开电磁开关，停止上水。

温度和水位值在时时检测，达到控制目的。

关键词：太阳能热水器、C语言、单片机、传感器、智能控制目录第一章绪论 (3)1.1 太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (3)1.2 课题背景及意义 (3)第二章系统总体设计与部分原理介绍 (3)2.1 系统总体硬件框图与工作原理 (3)2.2 80C51单片机结构与特点 (3)2.2.1 单片机的组成 (3)2.2.2 80C51单片机的引脚描述及片外总线结构 (3)2.3数码管显示 (3)2.4.1 数码管简介 (3)2.4.2 数码管的实现方法 (3)2.4.3 锁存器与数码管显示方法 (3)2.4 键盘输入设计 (3)2.5.1 键盘输入方法 (3)2.5.2 键盘输入的抖动与去抖的方法 (3)2.5 电磁继电器的原理 (3)第三章系统软件设计 (3)3.1 主函数的分析 (3)3.2 DS18B20温度传感器的软件设计 (3)3.3 键盘输入函数的分析 (3)3.4显示函数的分析 (3)3.5中断加热子函数的分析 (3)3.6软件调试 (3)第四章硬件电路仿真结果 (3)4.1 温度仿真 (3)4.1.1 温度显示仿真 (3)4.1.2 温度控制仿真 (4)4.2 水位仿真 (4)4.2.1 水位显示仿真 (4)4.2.2 水位控制仿真 (4)第五章总结 (4)谢辞 (4)参考文献： (4)附录一：系统硬件原理图 (4)附录二：整体程序代码 (4)第一章绪论1.1 太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析未来，我国热水器行业发展将呈现三大趋势：一是热水器产业是传统产业，竞争比较激烈，城市市场已经十分普及，加之受到房地产调控政策的出台的影响，热水器市场增长放缓。

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中华人民共和国教育部毕业设计论文题目：太阳能热水器中央控制器的设计与实现学生：指导教师：学院：专业：2007年6月摘要当今计算机技术在飞速发展，微机应用日益普及深入，微机在通信自动化、工业自动控制、电子测量、信息管理和信息系统等方面得到广泛的应用。

嵌入式计算机系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功效等严格要求的专业计算机系统。

其最初应用是基于单片机的。

单片机小巧灵活，成本低，易于产品化。

它面向控制，能针对性的解决从简单到复杂的各种控制任务。

目前，国内的太阳能热水器还处于研发阶段，这种控制器只具有温度和水位的显示功能，不具有温度控制功能。

由于加热时间不能控制而导致过烧，从而浪费大量电能。

本设计是以89c51单片机为检测控制中心，采用ds12887实时时钟，实现了温度，水位，时间三种参数的实时显示功能。

关键词：单片机；太阳能热水器；智能控制；水位；温度；时间；The Design and realization of the Solar-powered water ----输入端；Qn-----输出端；、LE为控制端，该片如何工作由功能表定，表中L为低电平、H为高电平、Z为高阻抗（相当开路）³为任意电平，一般将接低电平，LE接ALE就能正常工作。

2.6 IO接口电路8255A(1）总线接口部分CS ——片选线输入A1、A0 ——RD ——WR ——端口选择线（选片内四个端口寄存器）读信号线写信号线（2）内部逻辑部分（3）外设接口部分可由编程决定三个端口的功能输入输出其它A口 8位锁存缓冲 8位锁存双向B口8位锁存缓冲 8位锁存C口 8位锁存缓冲 8位锁存可分成两组分别作A口、B口的选通联络线2、8255A的端口操作A1 A0 选中0 0 PA口0 1 PB口1 0 PC口1 1 控制寄存器二、8255A的工作方式及方式选择1、8255A的工作方式（1）方式0 ——基本输入输出方式A口、B口、C口均有此方式，无选通，是单片机与外部设备之间的直接数据通道。

太阳能热水器控制电路设计一、系统设计1。

设计原理太阳能热水器自动控制电路采用AT89S52单片机作为控制核心，外围加蜂鸣器控制电路、数码显示电路、水位检测电路、电机控制电路、按键电路、温度检测电路等.数码管实时切换显示当前温度与当前液位，当液位过高时，蜂鸣器报警,并且电机反转模拟排水过程;当液位过低时，蜂鸣器报警，并且电机正转模拟进水过程。

本系统设计简单，成本低，性能优良，具有一定的稳定性和实用性.三、硬件电路设计1.基本原理框图图一：原理框图（1）太阳能热水器控制装置主要组成由CPU、显示电路、按键电路、蜂鸣器电路、电机电路、液位检测电路、温度检测电路、电源电路组成，如图一。

(2）太阳能热水器控制装置的工作原理接通电源后,显示当前水位，水位被分为16个点。

并且显示当前温度。

液位显示与温度的显示切换进行。

当水位显示低于或等于1时，蜂鸣器报警，并且电机正转，表示进水；当水位显示高于或等于15时,蜂鸣器报警,并且电机反转,表示排水。

液位检测利用CD40512。

各部分电路原理（1）最小系统最小系统电路如图二所示。

S1图二：最小系统(2）显示电路采用LED 数码管显示，该方案具有实现容易、发光亮度大、驱动电路简单等优点,其可靠性也优于LCD 的显示。

.由6个数码管和6个74LS164组成，采用串行静态显示的方法。

将数码管的8个输入端与74LS164的输出端Q0～Q7相连。

P1。

0和74LS164的CLK 连接，作为时钟；P1。

4接74LS164的A 端，作为显示数据的输入端。

显示电路如图三所示。

C31104VCC C33104VCCC32104VCCC34104VCCC35104VCC图三：显示电路但是使用74LS164串显会出现消隐的问题。

为了消除消隐，那么就必须在硬件上与软件上结合来消除消隐的问题.消隐电路如图四所示.软件上，在传数据时，先传一个高电平，直到数据传完再传送一个低电平即可。

图四：消隐电路(3）按键电路键按下后，进行温度及液位检测的切换，也可不使用。

中华人民共和国教育部毕业设计论文题目：太阳能热水器中央控制器的设计与实现学生：指导教师：学院：专业：2007年6月摘要当今计算机技术在飞速发展，微机应用日益普及深入，微机在通信自动化、工业自动控制、电子测量、信息管理和信息系统等方面得到广泛的应用。

嵌入式计算机系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功效等严格要求的专业计算机系统。

其最初应用是基于单片机的。

单片机小巧灵活，成本低，易于产品化。

它面向控制，能针对性的解决从简单到复杂的各种控制任务。

目前，国内的太阳能热水器还处于研发阶段，这种控制器只具有温度和水位的显示功能，不具有温度控制功能。

由于加热时间不能控制而导致过烧，从而浪费大量电能。

本设计是以89c51单片机为检测控制中心，采用ds12887实时时钟，实现了温度，水位，时间三种参数的实时显示功能。

关键词：单片机；太阳能热水器；智能控制；水位；温度；时间；The Design and realization of theSolar-powered water ----输入端；Qn-----输出端；、LE为控制端，该片如何工作由功能表定，表中L为低电平、H为高电平、Z为高阻抗（相当开路）×为任意电平，一般将接低电平，LE接ALE就能正常工作。

2.6 IO接口电路8255A(1）总线接口部分CS ——片选线输入A1、A0 ——RD ——WR ——端口选择线（选片内四个端口寄存器）读信号线写信号线（2）内部逻辑部分（3）外设接口部分可由编程决定三个端口的功能输入输出其它A口 8位锁存缓冲 8位锁存双向B口8位锁存缓冲 8位锁存C口 8位锁存缓冲 8位锁存可分成两组分别作A口、B口的选通联络线2、8255A的端口操作A1 A0 选中0 0 PA口0 1 PB口1 0 PC口1 1 控制寄存器二、8255A的工作方式及方式选择1、8255A的工作方式（1）方式0 ——基本输入输出方式A口、B口、C口均有此方式，无选通，是单片机与外部设备之间的直接数据通道。

太阳能热水器智能控制器的设计与实现摘要本文实现了PLC（可编程控制器）在太阳能热水器自动控制系统中的应用。

硬件选用OMRON公司CPM1A系列的30点可编程控制器,在软件设计上使用OMRON公司提供的CX-ONE程序进行系统控制梯形图编写。

并指出了PLC设计的关键主要是能满足基本控制功能、考虑维护的方便性、系统可扩展性等。

本文设计的太阳能热水器由自动和手动两种模式组成，在自动模式中太阳能热水器能够自动上水、加热、保温，手动模式则按照用户的按键操作执行相应功能，太阳能热水器在出现故障时还具有报警功能，如温度过高会自动关闭加热器并闪烁温度警示灯，水位过高则自动关闭上水阀闪烁水位警示灯，并且绘制了系统的工艺流程图；按照设计要求合理地进行了系统的I/O分配和PLC的选型，绘制了系统的控制梯形图、控制系统电气原理图和I/O控制原理电路图等。

通过用PLC对太阳能热水器自动控制系统的改造，大大减少了系统对其它元器件的使用，使系统接线简单、检修维护方便快捷、可靠性提高，增进了系统的先进性。

关键字: PLC；太阳能；自动控制系统；热水器AbstractApplication of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out; In the second part, The address of I/O is resigned .and the suitable PLC type is choosed. The third part, the control ladder diagram is designed according to the requirement; In the end, the electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn.Through the design of the solar water heater automatic control system, the components that is used in the solar water heater automatic control system are decreased. The performance of the system is lifted, and it has the feature such as simply interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and high reliability. In a word, the system becomes more advanced because of my design.Keywords: PLC; Solar; Automatic control system; Water heater目录绪论 (3)1 太阳能热水器的研究情况 (4)1.1 国内外研究现状 (4)1.1.1 国内研究现状 (4)1.1.2 国外研究现状 (4)1.2 本文研究的内容 (5)2 全玻璃真空管式太阳能热水器的概述 (6)2.1 太阳能热水器系统功能 (6)2.1.1 太阳能热水器组成、原理和工作过程 (6)2.1.2 太阳能热水器的硬件结构 (7)2.1.3 系统的要求 (8)2.2 可编程控制器 (8)2.2.1 PLC的发展历史 (9)2.2.2 可编程序控制器的工作原理 (9)2.2.3 可编程控制器的的特点 (10)2.2.4 PLC的分类 (11)3 热水器控制系统设计 (13)3.1 系统硬件的设计 (13)3.1.1 PLC的选型 (13)3.1.2 PLC硬件控制框图 (13)3.1.3 各单元功能作用 (14)3.1.3 PLC的端口分配 (16)3.1.4 系统电路的设计 ............................................................ 错误！未定义书签。

太阳能热水器智能控制器-毕业设计太阳能热水器智能控制器-毕业设计南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）题目：太阳能热水器智能控制器设计专业：自动化班级：学号：学生姓名：指导教师：起止日期：设计地点：2015年6月Graduation Design (Thesis) Research on the Design of Intelligent Controller of Solar Water Heater By Chen Kang Supervised by Senior Engineer Qu Bo School of Automation Nanjing Institute of Technology June, 2015 南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文）摘要近年来，太阳能热水器的普及面已越来越广，其具有的方便、快捷、节能等特点深受广大用户的青睐。

而其智能控制器的逐步改进与完善日趋重要。

本文设计的太阳能热水器智能控制器，主要是针对家用太阳能热水器，它以单片机AT89S52、温度传感器DS18B20、液位传感器为核心，同时增加液晶显示、键盘输入、上下水电磁阀的操控及加热控制等电路。

不仅可以实现水温水位的实时显示与设定自动控制功能，而且可以对缺水、过热等故障发出报警提示。

完成的工作主要有：(1) 实现最小系统电路、电磁阀、加热丝控制电路、水温水位检测电路、报警提示电路、电源电路等各个功能模块电路的设计；(2) 实现各个功能模块软件控制程序的设计；(3) 实现焊接和硬件电路的调试；(4) 实现软件程序的调试运行以及软硬件同步联调硬件设计电路使用Altium Designer 6.9软件，软件程序的设计和调试则使用Keil uVision4软件，二者结合使用，有效地解决了控制器从原理图的设计到仿真调试再到实物制作等一系列相关的问题。

关键词: 太阳能热水器；AT89S52；DS18B20；水温水位控制；软件硬件同步调试ABSTRACT In recent years, the popularity of the application of solar water heaters have been more widely, it has a convenient, fast and energy-saving features by the majority of users of all ages. Gradually improve and perfect their smart controller increasingly important. This design of a solar water heater intelligent controller DS18B20, mainly for domestic solar water heaters, which contains microcontroller AT89S52, temperature sensors, level sensors at the core, while expanding LCD, keyboard, solenoid valve and heating control circuit. Not only can achieve real-time display and set theautomatic control of water temperature, and can send out alarm on dry, overheating and other failures. Complete the work as bellows: (1) Completing The control system circuit, The driving circuit, The detecting circuit of temperature and water level, The alarm circuit, The power supply Design of each functional module circuits and roads etc; (2) The completion of each module software control program design; (3) Finishing the installation and commissioning of hardware circuit; (4) The synchronous alignment of software programs and hardware Hardware circuit design using Altium Designer 6.9 software, software design and debug programs using Keil uVision4 software, use a combination of both, to effectively solve the controller from schematic design to simulation debugging a series of related issues and then to the physical production, etc. Key words：Solar Water Heaters; AT89S52; DS18B20; The Control System Of Water Temperature And Water Level; The Alignment Of Software And Hardware . 目录第一章绪论1 1.1 课题诠释和选题依据1 1.1.1 课题诠释1 1.1.2 选题依据1 1.2 课题探究背景及国内外发展近况2 1.3 课题设计的初步分析与构思 3 第二章系统总体设计分析 5 2.1 设计目的及要求 5 2.1.1 设计目的5 2.1.2 设计要求5 2.2 系统整体设计框图及分析5 2.3 设计方案论证及选择7 第三章硬件电路设计10 3.1 AT89S52最小控制系统10 3.2 键盘输入电路和显示电路11 3.2.1.键盘输入电路12 3.2.2.显示电路12 3.3 水温水位检测电路14 3.4 电磁阀、加热丝控制电路17 3.5 报警电路和电源电路18 3.5.1 报警电路18 3.5.2 电源电路18 第四章软件程序设计20 4.1 程序设计原理分析20 4.2 主程序模块20 4.3 子程序模块22 4.3.1 按键处理子程序22 4.3.2 中断服务子程序24 4.3.3 水温采集子程序25 4.3.4 加热控制子程序25 4.3.5 内水箱补水子程序26 4.3.6 水位检测子程序27 4.3.7 外水箱补水子程序28 4.3.8 报警子程序29 4.4 程序调试分析29 第五章系统调试分析30 5.1 系统调试30 5.2 问题分析与解决31 第六章总结与展望32 6.1论文总结32 6.2 未来展望33 致谢34 参考文献35 附录A：硬件设计原理图与PCB图38 附录B：实物展示图41 附件：软件程序清单第1章绪论 1.1 课题诠释和选题依据1.1.1 课题诠释本次毕业设计选择研究的课题是：太阳能热水器智能控制器设计（Design of Intelligent Controller of Solar Water Heater）。