文档介绍：题目：智能家用太阳能热水器控制器
院 系
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数字设计工程系
专 业
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应用电子技术
年 级
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2022级
学 号
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0923003002 092功能；
4、具有进水超水位和超水温报警指示；
5、用水时假设水温达不到设置值时，可手动起动加热装置，这样可在很大程度上节约电能；
6、用水时可自由调节水温；
7、控制系统具有管道排空功能，这样防止冬天时因水管内有积水而在夜间冻裂水管。
本设计实现思路及方法
水位由潜入储水容器不同深度的水位电极和潜入容器底部的公共电极〔导线〕检测；并由四个绿色LED发光二极管显示：假设无水那么绿灯不亮；假设有四分之一储水箱的水亮一盏绿灯；通过观察绿灯点亮的数量可识别水位的上下，这里取4段显示，也可根据需要进行增减。水温由四个LED数码管显示，前三个数码管显示的为温度最后一个数码管我们只用到了四段码显示为温度的符号C，℃。
2、总体方案设计
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。
控制器：主要通过里面的电磁阀控制YV1和YV2的通断，控制水温检测传感器检测水温、控制水位检测传感器检测水在水箱中的位置以及控制电阻加热丝加热。
自动控制阀：主要通过控制器控制，当水箱中的水的实际温度大于所设置的温度时，自动阀就自动翻开往水箱中上水，直到上到上一个目标水位为止。
图1 系统组成示意图
手动控制阀：当自动阀损坏时，可以通过手动阀进行上下水。
水位检测电极：主要用来检测水箱中水的位置，主要把水箱分成四等分，一共有五个电极，接地的电极放在最水箱的最底下，其余分别放在四等分点上，比方当水箱中的水在第一等分和第二等分之间，那么显示水箱中有四分之一的水，当超过第二等分，那么显示二分之一的水。水温检测传感器：主要用来检测水箱中水的实际温度。
电阻加热丝：主要用来加热水箱中水，使其到达用户所需要的温度。本控制系统分为手动和自动两种控制方式，在系统处于自动状态下，当检测温度高于设置温度，且水位未到达最高时，控制器翻开电磁水阀YV1和YV2进行上水，同时点亮上水指示灯，当水位上至上一目标水位时，自动停止上水〔即关闭电磁水阀YV1和YV2〕，假设水箱内无水，那么自动上水至最低水位处。
在系统处于手自动状态下，可自由上水或停止上水〔上水时水箱水位必须未满〕，假设水位到达最高那么自动停止上水；假设需要启动加热器那么必须先设定加热温度，然后按下加热键进行加热；假设需洗浴时，那么需翻开手动阀YV4，系统自动翻开电磁水阀YV2，可通过YV5自由调节水温；当电磁水阀YV1和YV2损坏或停电时，可通过翻开YV5和YV6进行上下水解决燃眉之急；此系统设置YV3是为了防止冬天气温过低引起水管因内有积水而冻裂〔即手动翻开此阀放完水管中的积水〕。
方案一
系统的组成及原理
〔1〕智能控制系统采用MCS-5l单片机为中心控制单元。由于系统运算量不是大，没有太多的中间数据需要处理、保存，使用AT89C51已完全能够满足要求。系统的硬件电路包括：控制器实时时钟接口电路、蓄水箱温度和水位检测接口电路、设定键和串行显示接口电路、看门狗和复位电路等
〔2〕特点：利用单片机实时监测水温及水位。用水时，假设日晒水温达不到设定值，单片机控制电加热器自动补温至设定温度间；缺水时能自动上水到设定值。采用外扩EEPROM对设置的参数具有断电保存功能，断电后，参数无须重新设置。该系统具有使用方便、稳定性高。节能等特点，实用性高。
AT89C51
显示器
A/D转换
看门狗
继电器
电磁阀
加热控制
控制上水
时钟控制
水量设定
温度设定
报警装置
温度水量检测
图2 热水器微控系统框图
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〔显示水温和水位〕、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。。
(1)液位传感器采用ATSl73型霍尔元件121，假设干霍尔元件固定在一个垂直导槽上，浮子带动磁钢沿导槽运动，霍尔元件的输出经电阻网络转换成不同电压，经ADC送入智能控制模块中。温度传感器采用负温度(NTC)型通用热敏电阻，信号经一路ADC
送入智能控制局部。
(2)FPGA控制局部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