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基于单片机AT89C51控制的热水器方案设计书.docx
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热水器控制系统以 A T89C52 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。
错误!未定义书签。
摘 要..................................................................................................
1 总体方案设计 ........................................................................................
1.1方案比较..........................................................................................
1.2方案选择..........................................................................................
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................................................................................
2.1.2控制器实时时钟接口电路.......................................................................
2.1.3水位检测和温度检测接口电路...................................................................
2.1.4 DS18B20与单片机接口电路设计..................................................................
2.1.4键盘和显示接口电路的设计......................................................................
2.1.5光电隔离与辅助加热电路........................................................................
3软件设计.............................................................................................
3.1软件设计原理及设计所用工具 .......................................................................
3.2显示子程序........................................................................................
3.3主程序:..........................................................................................
附录 1: ................................................................................................
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
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V o=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
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。
2.单元模块设计
2.1各单元模块功能介绍及电路设计物
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。
图 2-2单片机系统
2.1.2控制器实时时钟接口电路
为实现热水器 24 小时供应热水的目的,控制器必须有一个实时时钟来为系统提供准确的基准
时间;在软件设计上则要实时地读出当前时间,同设定时间比较,以决定系统工作状态。本系统采
用美国 DALLAS 半导体公司最新推出的时钟芯片 DS12887 ,该芯片采用 CMOS 技术,把时钟芯片
所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部,并与 MC146818 管脚完全兼容。DS12887 芯片
具有微功耗、外围接口简单、精度高,工作稳定可靠等优点。它与89C52 单片机的接口电路见下图
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