摘 要

太阳能热水器是一种环保产品，它的出现方便了人们的日常洗漱，但是早期的热水器功能单一，不够人性化。而热水器控制器的发展逐渐解决了一些问题，使得太阳能热水器在市场上更受欢迎。本次设计主要由AT89C52单片机、温度传感器、时钟芯片、继电器、独立按键、LCD显示屏和水位检测模块组成。该设计能够检测到水位并显示，当水位传感器故障时，停止一切上水功能，防止出现其他意外。它也能显示温度，当温度达到上限时，显示并关闭上水。它可以通过按键来实现自动上水、手动上水、定时上水以及各种模式的切换。

关键词：太阳能热水器控制器；52单片机；LCD显示

Solar water heater controller water logic control function design

Solar water heater is a kind of environmental protection product, its appearance facilitates people's daily washing, but the function of the early water heater is single and not humanized enough. The development of water heater controllers has gradually solved some problems, making solar water heaters more popular in the market. This design is mainly composed of AT89C52 single chip computer, temperature sensor, clock chip, relay, independent keys, LCD display screen and water level detection module. The design can detect the water level and show that when the water level sensor fails, stop all water-feeding functions to prevent other accidents. It can also display the temperature, when the temperature reaches the upper limit, display and close the water. It can realize automatic water supply, manual water supply, timed water supply and switch of various modes by keystrokes.

Keywords: solar water heater controller; 52 single-chip microcomputer; The LCD display

目 录

第1章 前言 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国内外同类研究概况 1

1.3本设计内容和实现功能 2

第2章 太阳能热水器控制器上水逻辑控制功能的方案设计与论证 3

2.1太阳能热水器控制器上水逻辑功能设计的描述 3

2.2总体设计方案 3

2.3太阳能热水器上水逻辑控制功能设计方案选定 3

2.3.1 太阳能热水器控制器核心芯片的选定 3

2.3.2显示模块的选定 3

2.3.3温度检测模块的选定 4

2.3.4水位检测模块的选定 4

2.3.5时钟电路模块的选定 5

2.4系统模块框图 5

第3章 太阳能热水器控制器上水逻辑控制功能硬件系统设计 6

3.1单片机最小系统 6

3.2.温度检测模块电路设计 6

3.3水位检测模块电路设计 7

3.4显示模块电路设计 9

3.5时钟电路模块设计 9

3.6按键模块电路设计 10

3.7继电器模块电路设计 11

第4章 太阳能热水器控制器上水逻辑控制功能软件系统的设计 13

4.1 热水器控制器主程序流程图 13

4.2温度检测模块流程图及部分程序 14

4.3水位检测模块流程图及部分程序 15

4.4显示模块流程图及部分程序 18

4.5时钟电路模块流程图及部分程序 19

4.6按键显示模块流程图及部分程序 20

第5章系统调试 22

5.1调试环境 22

5.2调试的操作过程 22

5.3系统调试结果 22

5.4系统调试心得 26

第6章 结论与展望 27

6.1结论 27

6.2展望 27

致谢 28

参考文献 29

第1章 前言

1.1研究目的及意义

近代社会耗费大量不可再生能源来发展，导致了这些能源的枯竭，如此下去未来人们将没有能源可用，因此人们开始利用可再生资源来使社会可持续发展。太阳能是最丰富的的可再生资源，并且我们在开发使用时也不会造成污染，能有效促进社会的发展以及对地球环境的保护。在太阳能的利用中，太阳能热水器是技术比较成熟、造价低廉的产品。而且由于近年来环境的污染，太阳能热水器这种清洁产品，国家必定会大力扶持，因此这也推动了其智能控制器的发展和研究，来更好的利用可再生资源为人们谋福利。太阳能控制器具有控制精度高、性价比高、可靠性好、成本较低、易于控制、操作简单。节省能源的特点，它满足了普通大众的需求，这使得它必将会有一个良好的市场。由此可见研究太阳能热水器控制器具有极大的意义。

1.2国内外同类研究概况

随着社会的发展，便利的热水器成为了家家户户必不可少的电器。其控制仪也在逐步的发展。早期的控制器屏幕是用两位数码管来显示水温，用4个发光二极管来表示水位，后来采用LC或彩色LED屏幕，显示仪显示时间、水位以及各种工作状态，十分直观简洁。但是这种控制器已经不太适合高速发展的社会现状，更加智能化，人性化的设计才能满足市场的需求。

目前在国内研究如下：

由于我国人口众多，且近代社会的高速发展致使我国热水器需求量增大，这就使热水器的生产量增大。但是相应的控制仪发展却是进展缓慢，相对于国外还是有很一些差距。市场上陆续出现的一些热水器控制器存在着性能不稳定、容易产生误差操作、数码管显示乱码等情况，这使得用户对产品的体验感很差。2008年太阳能热利用行业制定了《家用太阳能热水系统控制器》国家标准，这意味着我们在制造太阳能热水器控制器时必须严格按照标准，不能生产残次品影响用户体验。在2009年，热水器控制器的核心芯片价格降低，于是行业从国外引进AD技术，该技术的最大优点就是采样精度高，控制更加精准。这大大推进了太阳能热水器控制器的发展，让太阳能热水器更受人们的青睐。随着太阳能热利用行业的壮大，目前市场上已有专门为太阳能热水器控制器定制的单片机，专业应对各种苛刻条件，使用更加适合、稳定、可靠。

目前在国外研究如下：