文档介绍：控制系统综合实训总结报告学院计算机与控制工程学院专业班级自动化121学生姓名滕大江学号2012022024成绩评语基于AT89C51单片机的太阳能热水器控制器设计摘要随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及。与之相配套的控制仪也相继问世。然而,目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。消费者需要真正的“自动”控制,以实现使用的最简单化。就像家用电视机、电冰箱一样,接通电源、设定完毕就不用再操心了。本次毕业设计运用AT89C51单片机设计了一种自动控制电路,该电路用于太阳热水器,能实现在用水时,若日晒水温达不到设定值,则电加热自动补温。从而实现了热水器的自动及节能。本文详细介绍了基于单片机的太阳能热水器自动控制系统组成、硬件设计。实现了温度和水位参数的实时显示,而且具有温度设定、水位设定与控制功能,停电后再来电时也不用重新设定,具有故障报警和故障自处理功能,良好的稳定性和抗干扰性能。关键词:单片机;太阳能热水器;控制器前言目前,中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国,年产量约为世界各国之和,已有一百多家太阳能热水器生产厂。但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。这种控制器只具有温度和液位显示功能, 而且为分段显示,温度显示误差为10%,水位显示误差为25%。这种显示器(还称不上控制器)不具有温度控制功能,当由于天气原因而光强不足时,就会给热水器用户带来不便;即使热水器具有辅助加热功能,由于加热时间不能控制而产生过烧,从而浪费大量的电能。本文设计的太阳能热水器控制器以80C51单片机为检测控制核心,采用DS12887 实时时钟,不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示和FUZZY控制功能,而且具有时间设定、温度设定与控制功能。此款热水器包括主、从两大系统:主系统的特点是在晴好的天气利用太阳光能为热水器加热;从系统相当于电热水器,它在无光照的情况下利用电辅助加热。它充分利用太阳能的丰富的免费的资源的优势,同时考虑到在阴天及夜间无法利用太阳能的缺点,充分发挥太阳能热水器和电热水器的各自优势,这是世面上大部分热水器所不能比拟的。正文1方案设计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、,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。~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。,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上图。,只有准确地检测出水位和温度,才能通过软件计算提前开始辅助加热的预加热时间。要实现辅助加热提前时间的精确计算,最好是采用连续液位传感器,但考虑系统成本,本设计仍采用分段式液位传感器(通过软件来提高精度),在水位显示上也仍采用分段显示。水位检测部分的硬件连接如图所示。水位