毕业设计 基于AT89C52的太阳能热水器控制系统 - 图文(3)

本科毕业生学士学位论文 Abstract

With the current energy and power shortage, solar energy which is green energy is becoming more and more popular with the majority of users. This article describes the control system of solar energy water-heater based on a liquid level detection LM1042, temperature sensor DS18B20, A / D conversion chip ADC0804 and AT89C52 microcontroller as a master device .Carried on an all new intelligence design to the control system, it can carry out: Intelligence controlling and manifestation of water level, water temperature in the water tank; Automatic emptying pipe line row between tank and shower machine to save water; The intelligence processing and making use of the water again. These improve the performance of the solar energy water-heater greatly. The system solves some problems which a common solar energy water –heater exists such as, overflowing when the tank is full; the pipe line need a heat preservation ;Need to let out in great quantities cold water in the pipe line before use.

Key words: solar energy; liquid control; temperature display; pipe line row empty

II

本科毕业生学士学位论文 第1章 绪 论

1.1 开发背景及意义

近些年来，太阳能的开发和利用已越来越受到人们的重视和青睐，因为节能、环保、使用方便等因素，太阳能热水器发展速度更是迅猛。安装太阳能热水器已成为房产开发商售防的诱人条件之一，随着人们的消费意识、消费层次和消费要求的提高，普通太阳能热水器上水时水满溢出；冬天太阳能水温偏低；上（下）水管道需要保温；使用前需要放出管道中大量冷水等诸多弊病需要解决。针对上述问题，本文设计了以AT89C52单片机为核心的太阳能热水器智能控制系统，实现了水箱中水位及温度的智能控制与显示；自动排空水箱至淋浴器（上下水共用）管道间的存水；为了使排空管道时的水不浪费掉，在浴室内部又设置了一个室内水箱，以备他用。同时，也可实现手动上水，使用方便。使太阳能热水器系统的操作性能、利用功能、扩展范围、产品档次等诸多方面实现质的飞跃。使用户省心、智能运行。

1.2 本文研究的内容

本文经过调研及收集相关技术资料，提出如下技术方案。以AT89C52为核心，利用液位传感器LM1042、测温元件DS18B20、发光二极管及数码管实现以下性能：

? 水温数码显示，测温范围0~99℃，精度±0.5℃； ? 水位分五档显示（缺水、20﹪、50﹪、80﹪、100﹪）； ? 智能上水控制、具有缺水上水和手动上水等功能；

? 输水管道排空水控制，在水箱上水或洗浴完毕后自动把上水管道内的水排出。 系统控制和主要结构框图如图1.1所示：

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本科毕业生学士学位论文

图1.1 系统组成框图

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本科毕业生学士学位论文 第2章 系统硬件设计

2.1 系统总体功能概述

该系统以AT89C52作为核心控制部件，外加液位传感器、测温元件、一片A/D转换芯片、五个发光二极管、两个数码管及驱动芯片来达到系统的性能要求。LM1042外接的热阻探针温度的变化依赖于周围材料的热阻的大小，而空气和液体的热阻大小有很大差别，从而可以根据探针在液体中的深度不同时电阻的不同检测出液位的深度信息，由LM1042内部转换电路网络转换为与液位成线性关系的电压信号，再由8位逐次逼近型A/D转换芯片ADC0804将模拟信号转换为数字信号，实现液位信息的输入。AT89C52从ADC0804读取液位信息后进行数据处理，结合DS18B20测得的温度进行液位和温度的显示及阀门的控制。

图2.1为系统整体结构图：

电源电磁阀按键AT89C52液位传感器AD转换发光二极管LED驱动数码管DS18B20图2.1 系统整体结构图

各部分功能：

1.电源部分提供+5V电压供系统使用。 2.按键部分用来实现手动上水。

3.LM1042实现液位信息到电压信号的转换。

4.ADC0804将液位传感器输出的电压信号经A/D转换后送到单片机。 5.DS18B20实现温度检测。

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本科毕业生学士学位论文 6.AT89C52为处理器，实现液位信息和温度信息的接收、数据处理和输出到发光二极管和数码管显示。

2.2 核心芯片选择

核心控制系统采用ATMEL公司89系列的一款单片机AT89C52，此单片机包含一个8位CPU、256字节的片内RAM和片内Flash存储器、4个8位的双向可寻址I/O口、1个全双工UART的串行接口、3个16位的定时/计数器、多个优先级的嵌套中断结构（8级中断，可实现多个优先级的嵌套）、一个片内振荡器和时钟电路。

在AT89C52单片机结构中，显著的特点是内部含有Flash存储器，使用户在开发过程中十分容易修改程序，缩短系统的开发周期。同时，它继承了CMOS产品低功耗的特点，有两种产生低功耗的方式：空闲方式和掉电方式。在空闲方式下，CPU停止工作，RAM和其他片内的部件继续工作，此时的电流大约是正常工作方式下的15%。在掉电方式下，电流可降到15uA以下。

AT89C52单片机有多种封装方式：PDIP封装、方形的PLCC和PQFP/TQFP封装，使用方便。其引脚结构图如图2.2：

图2.2 AT89C52引脚图

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