太阳能热水器控制电路毕业设计

2016 届毕业设计题 目 太阳能热水器控制电路设计 学 院 自动化及其电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气 122 学 号 1120320059 学生姓名 吕伟亮 指导教师 徐 然 完成日期 2016 年 5 月 21 日 浙 江 科 技 学 院本 科 毕 业 设 计(2016 届)题 目 太阳能热水器控制电路设计 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气 122 学 号 1120320059 学生姓名 吕伟亮 指导教师 徐 然 完成日期 2016 年 5 月 21 日 浙江科技学院毕业设计、学位论文版权使用授权书本人 吕伟亮 学号 1120320059 声明所呈交的毕业设计、学位论文太阳能热水器控制电路设计，是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。本毕业设计、学位论文作者愿意遵守 浙江科技学院 关于保留、使用学位论文的管理办法及规定，允许毕业设计、学位论文被查阅。本人授权 浙江科技学院 可以将毕业设计、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库在校园网内传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业设计、学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）论文作者签名： 导师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日 浙江科技学院毕业设计摘要随着经济的发展、社会的进步，人们对于各种能源的需求量在不断的增长，不仅在中国甚至全球范围内的能源危机也日益突出，人们对能源的要求也越来越高，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题，其中太阳能作为一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐。与此同时经济的发展和人们生活水平的提高，大规模的家用电器的使用给环境带来了一系列问题。因此将新能源与家用电器结合开发新型家用电器就成为当前家电行业的发展趋势。而本次家用太阳能热水器控制电路的设计就正式如此。它利用光伏并网发电技术为热水器提供电能，同时将多余的电能输送到电网；在太阳能供电不足时，电网又可为热水器进行补偿供电。该设计的重点是采用 89C52 单片机。并采用数字温度传感器测试水的温度。采集到的数字信号直接送入单片机 89C52 单片机处理。显示数据采用 LCD 液晶。另一种功能是测量水位的高低。采用 05V输出。经过 A/D 转换成数字。然后进入单片机 89C52。在 LCD 液晶上显示水位值。按钮用于设置所需的温度。单片机内部比较设置的温度和当前温度。当温度低于设置温度将电磁开关关闭。开启加热装置。温度高于设置停止加热。自动供水的上限和下限设定的水平。水位低于下限将电磁开关关闭。并供水。当水位高于线会自动断开电磁开关，就不会再继续供水。温度和水分在时间层面的检测，达到控制的目的。关键词：太阳能热水器,传单片机，18B20浙江科技学院毕业设计AbstractWith the development of economy, the progress of the society, people for growth in demand for all kinds of energy, not only in China and even global energy crisis is increasingly prominent, people has higher requirement for energy, looking for new energy become the urgent task facing the current human, including solar energy as a new clean and renewable energy, more and more get the favour of people. At the same time the development of economy and people living standard rise, the use of large household appliances to a series of environment problems. So will the development of new energy and household appliances new household appliances has become the current trend of the development of home appliance industry.And the household solar energy water heater control circuit design is so formally. It USES photovoltaic (pv) grid power generation technology to provide electricity for water heater, excess electricity to the grid at the same time; And in the power system of solar power is insufficient, can compensate for the water heater power supply.This design is focused on using 89 s52 microcontroller. And USES the digital temperature sensor to test the temperature of the water. Collected digital signal directly into the single chip microcomputer 89 s52 single-chip microcomputer processing. Display the data using LCD. Another function is measuring water level of high and low. Use 0 5 v output. After A/D conversion into digital. And then into the single chip microcomputer 89 s52. The water level value is displayed on the LCD. Button is used to set the required temperature. MCU internal set temperature and the current temperature. When the temperature is below the set temperature will electromagnetic switch off. Open the heating device. Temperature is higher than the set stop heating. Level set by the upper and lower limits of automatic water supply. The water level below the lower limit will electromagnetic switch closed. And water supply. When the water level is higher than line will automatically disconnect electromagnetic switch, will not continue浙江科技学院毕业设计KEY WORDS: Solar heater ,MCU,18B20浙江科技学院毕业设计目录摘要 .1 绪论 .11.1 课题研究的背景 .11.2 课题的研究目的与意义 .11.3 课题解决的主要内容 .22 系统的总体设计 .32.1 系统方案的构想与确定 .32.2 单片机 STC89C52.32.2.1 MCS-51 系列单片机 .32.2.2 STC89C52 单片机 .32.2 温度传感器 DS18B20.72.2.1 DS18B20 的介绍 .72.2.2 DS18B20 的结构 .82.2.3 DS18B20 接线原理图 .92.3 水压传感器及 A/D 转换 .93 系统的硬件设计 .113.1 系统硬件框图 .113.2 原理图设计步骤 .153.3 PCB 的制作 .164 系统的软件设计 .174.1 主程序 .17结论 .22致谢 .23参考文献 .24附录 1 电路原理图 .25附录 2 PCB 版图 .26附录 3 程序 .27浙江科技学院毕业设计01 绪论1.1 课题研究的背景目前。中国是全球太阳能热水器产量最大的国家。有超过一百的太阳能热水器厂。但控制太阳能热水器的设备始终处于研究和开发阶段。由于天气状况的影响。会带给热水器诸多不便。虽然热水器具备辅助加热功能。但是加热时间不能控制。导致会浪费大量的能源。控制器存在的目的就是根据天气状况进行辅助加热。在设定的时间里使储水罐里水的温度达到预设的温度。这样可以保持 24 小时都有热水。太阳能热水器主要是由平板集热器，集热器和连接管等部件组成，可分为循环式，直流式和整体式。热水器是环保，无污染，使用安全。太阳能的利用，大量现有的节能，能源的发展是未来的趋势。原来的燃气热水器和电热水器，加热速度快，但煤炭和天然气会对环境造成污染，而且使室内空气不新鲜，大功率电热水器的家庭，长期使用会带来一定的经济困难，是一笔相当大的开销。国内外太阳能热水器。大多数家庭只使用纯太阳能加热。没有其他方面的智能控制。在没有太阳的天气没有足够的能量来加热水箱中的水。第二个方便。对水箱中的水位没记录。使人们无法知道水箱中的水的量。没法补充。缺乏主动性。所以现在的太阳能热水器是比较完善的。能够在任何天气条件下使用的热水。热水器主系统的特点是用太阳能对太阳能热水器加热。没阳光的时候通电加热。它充分利用了太阳能丰富的免费资源。这考虑的很周到。太阳能在阴天和夜晚使用。这是很多热水器都没有的功能。1.2 课题的研究目的与意义二十一世纪是数字化技术高速发展的时代，而单片机在数字化高速发展的时代扮演着极为重要的角色。传感器的开发与研究在信息化时代的今天亦是当务之急，因为它应用在学校、机关、企业、部队等单位礼堂、训练场地、教学室、公共场地等场合，可以说遍及人们生活的每一个角落。所以说对待传感器的开发是国家之所需，社会之所需，人民之所需。由于社会对信息交换不断提高的要求及高新技术的逐步发展，人们想要从外界获得大量安浙江科技学院毕业设计1全可靠的实时信息，促使了该监测系统的设计与应用，并且投入市场得到广泛应用。1.3 课题解决的主要内容该设计运用三极管加电极对水位进行实时测量，单片机采集信号进行处理运算，通过继电器来模拟控制电机的抽水，放水，从而对水位进行实时的监控，并且达到水位过低自动抽水，达到目标高度自动停止，以及水位充足时温度过低自动加热的功能。浙江科技学院毕业设计22 系统的总体设计2.1 系统方案的构想与确定能往往决定了系统采用的结构，经过成本，性能，功耗等多方面的考虑决定用标准 5vUSB 头对 STC89C52 以及整个系统进行供电，用三极管结合电极对水位进行实时监测，18b20 对温度进行精确测量