单片机课程设计__太阳能热水器控制器设计.doc

单片机原理及系统课程设计
专业:电气工程及其自动化
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学号: 7
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总成绩
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2012 年 7月 1日
1引言
太阳能热水器控制器设计
2 方案设计及原理
设计方案
如图2-1所示,本系统主要由控制器、自动控制阀、手动控制阀、水位检测电极、水温检测传感器、电阻加热丝、储水箱等组成。
图 2-1 系统组成示意图
系统组成及工作原理
本系统由温度传感器及调理电路、水位传感器及调理电路、A/D转换电路、液晶显示电路、FPGA控制模块、按键输入和继电器执行部件组成,其中FPGA控制模块是本系统的核心。系统结构如图2-1所示。
(1) 液位传感器采用ATSl73型霍尔元件121,若干霍尔元件固定在一个垂直导槽上,霍尔元件的输出经电阻网络转成不同电压,经ADC送入智能控制模块中。
(2) FPGA控制部分根据检测到的水位信号、温度信号以及用户的设定或操作,通过必要的逻辑运算,以确定当前应该进行的操作,并通过输出口送至执行部件,进而控制进水阀、加热泵的状态,以实现所要求的控制功能。
单元模块设计
单片机概述
,晶体振荡器的频率选6MHZ,复位电路采用上电复位,电路参数如图中所示,以满足系统复位时两个机器周期的高电平的要求。由于CPU的内部已含有程序存储器,所以EA引脚接高电平。


该水位自动显示控制器采用AT89C51单片机,机内有一高增益反相放大器,构成自激振荡电路,振荡频率取6MHz,外接6MHz晶振,两个电容C1、C2取20pF,以便于起振荡的作用。右图中XTAL1为内部时钟工作电路的输入,XTAL2为来自反向振荡器的输出。

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、±、±℃,本设计中选取±℃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。。

3 硬、软件设计
硬件设计
AT89C51是一个低功耗高性能CMOS 8位单片机,4k Bytes Flash只读程序存储器(ROM),512 Bytes 内部数据存储器(RAM),片内的Flash存储器,AT89S51片内总共有256字节的用户数据区,8位中央处理器和Flash存储单元。
单片机的定时器To做16位计数器,四位数码管采用动态扫描方式显示,,LED数码管由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。
软件设计

开中断
调水位控制子程序
开始
初始化
调温度控制子程序
调键盘控制子程序
判定水位?
显示温度