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基于单片机AT89C51控制的热水器设计.pdf

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摘要

热水器控制系统以 AT89C52 单片机为检测控制中心单元，采用 DSl2887 实时时钟，不仅

实现了时间、温度和水位三种参数实时显示功能，而且具有时间设定、温度设定与控制

功能。控制系统可以根据天气情况利用辅助加热装置(电加热器)使蓄水箱内的水温达到

预先设定的温度，从而达到 24 小时供应热水的目的。本设计主要采用了水位传感器、

温度传感器和单片机 AT89C52 来实现控制。可以在不同时间进行不同的温度调节，从而

实现 24 小时热水的控制。

- - 总结资料

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摘要 1

1 总体方案设计 3

1.1 方案比较 3

1.2 方案选择 4

2．单元模块设计 5

2.1 各单元模块功能介绍及电路设计 5

2.1.1 单片机系统设计5

2.1.2 控制器实时时钟接口电路6

2.1.3 水位检测和温度检测接口电路7

2.1.4 DS18B20与单片机接口电路设计9

2.1.4 键盘和显示接口电路的设计10

2.1.5 光电隔离与辅助加热电路13

3 软件设计 13

3.1 软件设计原理及设计所用工具 13

3.2 显示子程序 16

3.3 主程序：17

附录 1：25

- - 总结资料

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1 总体方案设计

1.1方案比较

方案一设计的太阳能热水器控制系统以 89C52 单片机为检测控制中心单元，采用

DSl2887 实时时钟，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示功能，而且具有时

间设定、温度设定与控制功能。控制系统可以根据天气情况利用辅助加热装置 (电加热

器)使蓄水箱内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。

AT89C52

图1-1 系统硬件结构图

- - 总结资料

- - -..

方案二采用系统的温度采集选用PTl000铂电阻温度传感器，采集到的电压信号经集

成运放LM324放大到2.O一5.0伏之间，送入串行加转换器11LCl543N，转换结果由单片机

处理，其电路原理如图3所示．设计时将加转换器的参考电压设置为vREF+=5．0V，

VREF=1.5V．LM324按照同相比例放大电路连接，则Vo=vi*(Rt/R+1)=0.5*(Rt/300+1)．Rt值

的变化表示了PtlooO温度传感器温度的变化，每个温度值对应一定的转换结果。可以在

程序中建立一个查找表，表中每个元素的地址即为转换结果，元素值即为所对应的温度

值。

图1-2 系统硬件结构图

1.2方案选择

方案一硬件电路简单，程序设计复杂一些，但是我已经使用开发工具 KEIL 用汇编

语言对系统进行了程序设计，用仿真软件 PROTEUS 对系统进行了仿真，达到了预期的

结果。由此可见，该方案完成具有可行性，体现了技术的先进性，经济上也没有问题。

- - 总结资料

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2．单元模块设计

2.1各单元模块功能介绍及电路设计

2.1.1单片机系统设计

单片机系统由 AT89C52 和一定功能的外围电路组成，包括为单片机提供复位电压的

复位电路，提供系统频率的晶振。这部分电路主要负责程序的存储和运行。上图中

MCS-51 内部时钟方式电路外接晶体以及电容 C5 和 C6 构成并联谐振电路，接在放大器

的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率

的高低、谐振器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。晶体可在 1.2MHz～12MHz

之间任选，电容 C5 和 C6 的典型值在 20pF～100pF 之间选择，但在 60pF～70pF 时振荡

器具有较高的频率稳定性。典型值通常选择为 30pF 左右，但本电路采用 33pF。在设计

印刷电路板时，晶体或陶瓷振荡器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近，以减少寄

生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠的工作。为了提高温度稳定性，应采用温度稳定

性能好的 NPO 高频电容。AT89C52 的复位是由外部的复位电路来实现的。复位电路通常

采用上电自动复位和按钮复位两种方式。本设计中所用到的是上电按钮复位。

- - 总结资料

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