基于单片机的太阳能热水器控制器的设计毕业论文答辩模板

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。

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。

基于单片机的太阳能热水器控制的设计摘要目前，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。

但是与之相配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。

现在的这种控制器只具有温度和液位显示功能,而且为分段显示。

他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。

鉴于国太阳能热水器市场不断扩大，而与其相配套的控制器却急需改进的情况下，研制了这套太阳能热水器控制器。

本文设计的太阳能热水器是以89C52单片机为检测控制核心，不仅实现了温度、水位两种参数的实时显示功能，而且具有温度设定与控制功能。

控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱的水温达到预先设定的温度，从而达到24小时供应热水的目的。

实际应用结果表明，该控制器和以往的显示仪相比具有性价比高、温度控制与显示精度高、使用方便和性能稳定等优点，提高了我国太阳能应用领域控制水平，具有可观的经济效益和社会效益。

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备受人们青睐。

本设计介绍了一种以89C52单片机为核心构成的太阳能热水器智能控制器的设计方法,给出了系统硬件设计及软件实现方法。

本设计以单片机89C52为核心，将来自温度和水位检测传感器的信号经过调理、A/D转化后送入单片机，一方面通过LED 显示当前温度和水位值，另外一方面与温度和水位设定值进行比较、运算，根据结果发出相应的上水、加热指令，对热水器的温度和水位进行控。

关键词:太阳能热水器，单片机AT89C52，硬件设计，软件设计Design of Solar Water Heater Controller Based on MCUABSTRACTAt present, China has become the world's largest producer of solar water heater, with an annual output of around and around the world. However, matching with solar water heater controller has been in research and development stage. The controller now only display the temperature and level, but also for the sub-display. He did not have a temperature control function, when due to bad weather and lack of light, it will bring inconvenience to the water heater. In view of domestic solar water heater market expansion, and its matching controller is an urgent need to improve the situation, developed a set of solar water heater controller. In this paper, solar water heater is designed for the detection of single-chip control 89C52 core, not only of temperature, water level in the two parameters in real-time display and temperature setting and control functions. Controller according to weather conditions can make use of auxiliary heating device so that the temperature inside the water to reach pre-set temperature, so as to achieve a 24-hour hot water supply purposes. Practical application results show that the controller and compared to the previous display instrument with high performance-price ratio, temperature control and display high precision, easy-to-use and performance advantages of stability, improved control of our level of solar energy applications, with considerable economic benefits and social benefits.Solar water heater due to the use of solar energy, pollution-free, easy to use, long-term use of low input costs and has been favored people. Introduced the design of a single-chip microcomputer 89C52 as the core consisting of solar water heater intelligent controller design method, given the system hardware design and software implementation. The design of single-chip microcomputer as the core 89C52, will come from the temperature and water level detection sensor signal conditioning, A / D transformed into single-chip, on the one hand through the LED displays the current value of temperature and water level, while on the one hand, and the temperature and compare the water level settings, computing, according to results issued by the Shang Shui, heating instructions, of the water heater to control temperature and water level.KEY WORDS：Solar water heater, single-chip, hardware design, software design目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1太阳能热水器的概述 (1)1.2太阳能热水器的背景 (2)1.3太阳能热水器的研究现状 (2)1.4本设计的主要任务及容 (3)1.5系统的主要功能 (3)2 系统总体方案的设计 (4)2.1系统总体结构框图的设计 (4)2.2温度检测电路设计 (4)2.3模拟/数字转换电路 (7)2.3.1 ADC0809的部结构 (8)2.3.2 信号引脚 (9)2.3.3 ADC0809与单片机的接口设计 (9)2.4单片机的控制系统 (10)2.4.1 AT89C52的主要特性 (11)2.4.2 AT89C52的引脚说明 (12)2.4.3 振荡特性 (15)2.4.4 最小系统应用电路 (15)2.5键盘控制电路 (17)2.5.1 键盘设计的分类及其特点 (17)2.5.2 按键的确认 (17)2.5.3 重键与连击的处理 (17)2.5.4 按键防抖技术 (18)2.5.5 少量功能键的接口技术 (19)2.5.6 矩阵键盘的接口技术 (20)2.5.7 本设计键盘的硬件连接 (21)2.6LED显示电路 (21)2.6.1 8255的介绍 (21)2.6.2 LED显示原理 (23)2.6.3 并行接口动态显示 (26)2.7继电器控制电路设计 (27)3 软件部分设计 (30)3.1程序流程图设计 (30)3.1.1 主程序流程图 (30)3.1.2 显示程序流程图设计 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (32)3.1.3 键盘中断流程图 (33)3.1.4 A/D转换程序流程图 (33)3.2软件程序设计 (34)4 分析和总结 (42)致 (43)参考文献 (44)附I 图总电路图 (45)附II 仿真电路图 (46)1 绪论1.1太阳能热水器的概述随着社会的发展,对能源的需求在快速增长，使不可再生能源的贮量不断减少，同时燃用不可再生能源而带来的全球性污染和生态环境的破坏日益严重，开发利用新型清洁能源的问题越来越受到世界各国的重视。

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。

分类号: 编号：毕业论文（设计）太阳能热水器控制器设计The design of controller for solar water heater申请学位：工学学士院系：光电信息科学技术学院专业：姓名：学号：指导老师：太阳能热水器控制器设计姓名：导师：年05月日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：光电信息科学技术学院[摘要]该太阳能热水器控制器是基于C51单片机设计和实施的，它以AT89C51单片机作为检测和控制中心，由主控芯片模块、DS18B20 温度检测及显示模块、水位检测及显示模块、时钟模块、报警模块和电磁阀控制模块、辅助加热模块等模块组成。

它通过DS18B20温度检测及显示模块实时检测和显示水温，通过水位检测及显示模块实时检测和显示水位，通过时钟模块实时显示时钟并在设定的时间给主控芯片特定的信号，通过电磁阀控制模块实现热水器的自动及手动上水，通过辅助加热模块实现太阳能热水器自动及手动加热，当水位过低且水温过高时通过报警模块报警，而主控芯片则负责协调其他各模块的工作。

[关键词] 太阳能热水器控制器；AT89C51单片机；DS18B20[Abstract] The designing of this solar water heater controller is based on C51 single-chip microcomputer, The AT89C51 MCU is used as it’s detection and control center, It consists of a main control chip module, DS18B20 temperature detection and display module, the water level detection and display module, clock module, alarm module and the electromagnetic valve control module, auxiliary heating module and etc. It is through the DS18B20 temperature detection and display module Detect and display the water temperature in time. It is through the water level detection and display module Detect and display the water level in time. It is through the clock module display time and at the given time, it will give the main control chip module a specific signal. It is through the electromagnetic valve control module to realize the automatic and manual water heater. It is through the auxiliary heating module to heat water automatically and manually. when the water level is too low and the temperature is too high the alarm module will give an alarm, the responsibility of the main control chip is to Coordinate the work of other modules.[Key words] The Solar water heater controller ; AT89C51 MCU ; DS18B20目录1 绪论 (1)1.1 太阳能热水器应用的意义 (1)1.2 我国太阳能发展现状 (1)2 系统设计及仿真软件 (2)2.1 系统的总体结构设计 (2)2.2 设计功能要求 (2)2.3 设计思路 (2)2.4 仿真软件(proteus)简介 (3)3 AT89C51简介 (4)3.1 主要特性 (4)3.2 中断向量 (4)3.3 管脚说明 (4)3.4 内部结构 (6)4 控制器各模块电路设计 (7)4.1 主控芯片模块 (7)4.1.1 时钟电路 (7)4.1.2 复位电路 (8)4.1.3 单片机管脚分配 (9)4.2 DS18B20 温度检测及显示模块 (9)4.2.1 DS18B20芯片简介 (10)4.2.2 74LS245简介 (12)4.2.3 LED数码管显示 (13)4.3 水位测量及显示模块 (14)4.4 报警模块 (15)4.5 辅助加热模块 (16)4.5.1 继电器工作原理 (16)4.5.2 辅助加热模块工作原理 (17)4.6 电磁阀控制模块 (17)4.6.1 电磁阀工作原理 (18)4.6.2 电磁阀控制模块工作原理 (18)4.7 时钟模块 (18)4.7.1 电子表发声原理及控制器定时工作原理 (19)5 控制器软件程序设计 (20)5.1 软件设计分析 (20)5.2 主程序模块 (20)5.3 子程序模块 (21)5.3.1 DS18B20温度检测子程序设计 (21)5.3.2 DS18B20温度转化及显示子程序 (22)5.3.3 加热子程序设计 (23)5.3.4 上水子程序设计 (24)5.4 中断子程序设计 (25)5.4.1 外部中断0（设定温度+）子程序设计 (25)5.4.2 外部中断1（设定温度-）子程序设计 (26)6 调试与总结 (27)6.1 调试方法 (27)6.2 遇到的问题及解决办法 (27)6.3 总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (31)1 绪论1.1 太阳能热水器应用的意义迈入21世纪以来，随着经济的急速发展，对自然资源的需求缺口越来越大，人口基数过大使得将在很长一段时间保持人口数量的增长，而经济的高发展速度也将持续对资源的供应提出考验。

基于单片机技术的太阳能热水器控制系统的设计与实现系部：电子工程系班级：电信09C2姓名：王凯凯学号： 092221216指导教师：刘训菲2012年 1 月 1 日能源是现代社会存在和发展的基石。

随着全球工业革命的快速推进，能源危机在上世纪被正式提出和普遍认可。

而太阳能作为一种新型的绿色能源逐渐走进人们的事业。

太阳是人们取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的纯洁性，绝对的安全性和相对的广泛性。

鉴于此，太阳能热水器这一顺应时代发展需要的绿色产品被创造发明出来并且走进了千家万户。

而本论文要论述的就是如何对太阳能热水器进行更人文化控制，使得人们使用起来更为方便。

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。

关键词：太阳能热水器；单片机；实时时钟；液晶显示屏目录摘要 (2)1前言 (4)2 太阳能热水器控制系统整体架构2.1 太阳能热水器控制系统结构示意图 (6)2.2 结构示意图科学分析 (7)2.2.1 单片机 (7)2.2.2信号处理 (8)2.2.3 传感器 (8)2.2.4 显示接口和显示器 (9)2.2.5 键盘输入 (10)2·3 时钟电路模块2.3.1实时时钟简介 (11)2.3.2实时时钟模块电路 (12)3 太阳能热水器控制系统Proteus仿真 (13)4 太阳能热水器控制系统软件设计4.1太阳能热水器控制系统软件设计流程图 (15)4·2太阳能热水器控制系统软件功能的实施4.2.1初始化程序 (17)4.2.2按键检测及处理程序 (18)4.2.3读取温度的程序 (19)5 结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)附录1.前言资源是社会经济发展的物质基础，经济愈发展，对资源的依赖性愈强。

许多资源（如煤、石油、天然气等）是不可再生的，而且在利用过程中给人类生存环境带来极大污染，人类繁衍生息的物质和环境基础受到严峻挑战。