太阳能热水器的智能控制系统.doc

《基于单片机的太阳能热水器水温水位的控制》课程设计学生姓名: 许武辉学号: 610 0309254 专业班级: 自动化 0 92 指导教师: 王俐目录 1. 课程设计目的……………………………………………………… 2 2. 课程设计题目描述和要求………………………………………… 3 3. 课程设计报告内容………………………………………………… 4 4. 结论………………………………………………………………… 13 参考书目……………………………………………………………… 13 基于单片机的太阳能热水器的水温水位控制系统一、课程设计的目的通过本次课程设计使我们能了解计算机控制系统技术在实际生活领域的应用,了解如何将计算机控制技术和自动控制理论应用到工业生产过程。并要求设计出所需的计算机控制系统。这是对本专业学****由理论到实践的一个简单的过度。本课程设计是为毕业设计做好基础工作。是以太阳能热水器控制为题目,运用所学的课程理论知识设计一个能够自动控制太阳能热水器的水位水温的计算机控制系统。二、课程设计的题目描述和要求本次课程设计的题目是基于单片机的太阳能热水器的水位水温的控制。该太阳能热水器系统是一个二十四小时实时控制系统,具有实时显示热水器水位水温,并且能够实现对水位水温的设定和控制。具体实现的功能目标为: 1、可自动检测太阳能热水器的水位,并以百分比的形式显示; 2、热水器中水位为 0% 时,可自动开启电磁阀上水,热水器中水位为 95%时, 可自动关闭电磁阀,亦可以实现手动加水或者定时加水; 3、水位减到 5% 或到达 100% 时,能进行缺水或溢出报警 4、可自动检测太阳能热水器的水温,并以摄氏度形式显示; 5、对热水器中水温二十四小时监控显示,当水温未达到预期温度可以切换电热加热至预期温度。三、课程设计的报告内容 1 、设计的总体方案为了保证一天二十四小时供应热水,系统设计思路如下:当日照条件比较好的时候由太阳能对水进行加热,水自动升温,当用户用水时发现水温过高时可以利用冷热水出水阀来调节从而降低水温到适宜温度;若日照条件比较差时,当发现水温低于系统最低温度(30℃)时,自动启动电加热并通过自动控制使水温恒定。想要更高的水温,这时可以启动手动加热,设定需要的温度,系统启动电加热装置加热到设定温度并保持恒定。设定温度的范围控制为在 30℃至65℃。对水位同样实时监控显示,当水位低于 5%时,自动启动电磁阀加水使水位上升到设定值,如果没有设定值则上升到系统默设定值认值,则水位上升到 95% 关闭自动关闭电磁阀,并且还能实现手动加水到期望的水位。当水温达到最大设定值启动报警装置,水位低于 5%或者高于 95% 是启动报警装置。 2 、系统控制模块图图 1 3、系统硬件介绍 1) 主控制选择中心控制器 MCU 显示电路 12864 液晶时钟电路 DS1302 水位信号采集电路液位传感器水温水位的控制电路电磁阀控制电路水温信号采集电路温度传感器报警电路人机交换电路键盘电路电热丝加热电路主控制选择 AT89C51 单片机介绍 1 )主要特性·与 MCS-51 兼容, 4K 字节可编程闪烁存储器。 2 )管脚说明· VCC :供电电压。· GND :接地。· P0 口: P0 口为一个 8 位漏极开路双向 I/O 口,每脚可吸收 TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写“1”时, 被定义为高阻输入。 P0 能够用于外部程序数据存储器, 它可以被定义为数据/ 地址的第八位。在 FLASH 编程时, P0 口作为原码输入口,当 FLASH 进行校验时, P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高。· P1 口: P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口, P1 口缓冲器能接收输出 4个 TTL 门电流。 P1 口管脚写入“1”后, 被内部上拉为高, 可用作输入, P1 口被外部下拉为低电平时, 将输出电流, 这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时, P1 口作为第八位地址接收。· P2口: P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口, P2 口缓冲器可接收, 输出 4个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1”时, 其管脚被内部上拉电阻拉高, 且作为输入。并因此作为输入时, P2 口的管脚被外部拉低, 将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。 P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时, P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时, 它利用内部上拉优势, 当对外部八位地址数据存储器进行读写时, P2 口输出其特殊功能寄存器的内 P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口,可接收输出 4个TTL 门电流。