太阳能热水器智控仪

编号 毕毕业业论论文文 题 目太阳能热水器自控仪 学生姓名 学 号 系 部 专 业 班 级 指导教师 顾问教师 二一二年六月 摘 要 I 摘摘 要要 本文是设计一个太阳能热水器自控仪。该太阳能热水器自控仪系统主要由 AT89C51 单片机，AT24C02 存储器，独立按键，二位数码管，八个发光二极管 和报警系统组成。该系统可以设置和测水温，若水温不处于所设置的范围就会 报警。同时还能对水位进行设置，进行手动上水。实现上水测量、显示、报警 等功能，并以电磁阀为阀门开关全自动加热，上水。通过 proteus 软件仿真以上 所述功能都能正常实现。整个系统精度高，耐高温性强，易于调整，测试方便。 该系统与传统的太阳能热水器控制系统相比较，具有结构简单，使用方便，抗 干扰能力强等特点。 关键词关键词：太阳能热水器 AT89C51 单片机 温度控制 水位控制 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 II 目 录 III 目录目录 摘摘 要要.I 第一章第一章 绪论绪论.1 1.1 前言.1 1.2 太阳能热水器应用与意义.1 第二章第二章 系统总体设计系统总体设计.3 2.1 系统控制方案和要求.3 2.2 太阳能热水器系统要求.3 2.3 太阳能控制系统的方案分析.4 2.3.1 控制方案.4 2.3.2 单片机资源分配.4 第三章第三章 太阳能热水器控制器系统的硬件设计太阳能热水器控制器系统的硬件设计.7 3.1 系统硬件设计.7 3.2 单片机模块.7 3.3 水温检测模块.9 3.4 水位检测模块.9 3.5 键盘接口模块.10 3.6 显示模块.11 3.7 电磁阀及其驱动电路.12 第四章第四章 太阳能热水器控制系统的软件设计太阳能热水器控制系统的软件设计.13 4.1 系统设计思想.13 4.2 水温、水位测量子程序.14 4.3 键盘检测子程序.14 4.4 显示检测子程序.16 4.5 AT24C02 操作程序.16 第五章第五章 太阳能热水器控制系统整体调试太阳能热水器控制系统整体调试.19 5.1 PROTEUS仿真环境 .19 5.2 太阳能热水器控制系统整体调试过程.19 第六章第六章 总结与展望总结与展望.21 致致 谢谢.23 参考文献参考文献.25 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 IV 第一章 绪论 1 第一章第一章 绪论绪论 1.1 前言前言 地球上的不可再生能源总有一天会消耗殆尽，所以开发和有效利用太阳能 这样的环保且资源丰富的能源有着重要的意义。太阳能热水器就是太阳能开发 和利用的一大产业，所以完善太阳能热水器也成为最近的研究热门课题。目前 太阳能热水器效率和功能上还存在着比较多的问题，例如不可缺水、空晒情况 下上水会爆炸；春、秋天，水温升高造成水变成水蒸气蒸发，造成热能损失； 冬天水温不够，导致热水器成为了摆设。现在人们对家用电器的要求越来越趋 向数字化、自动化、智能化。很多国内外太阳能热水器商家为了使自己的产品 能在市场上有一席之地，在不断提高太阳能热水器性能的同时，也不断加大力 度满足消费者对于太阳能使用方便的要求，于是太阳能热水器的智能化程度也 一年比一年高。但是大部分太阳能热水器还是存在着使用不便和小毛病多等问 题。 随着太阳能热水器的迅速推广，太阳能热水器商家为使自己的产品能在市 场上生存和发展，在不断提高太阳能热水器热水性能的同时，也不断加大力度 满足消费者对于太阳能使用方便的要求，于是太阳能热水器的智能化程度越来 越高。 本设计是针对上述问题设计的温度控制系统，由 AT89C51 单片机和一些外 围设备，充分运用软件和硬件结合的方法实现了当前水位高度显示、水箱温度 显示，以及当水位下降到最低刻度线时自动上水三种主要功能，很好的解决了 一些太阳能热水器的通病。 1.2 太阳能热水器应用与意义太阳能热水器应用与意义 资源是社会经济发展的物质基础，经济愈发展，对资源的依赖性愈强。许 多资源（如煤、石油、天然气等）是不可再生的，而且在利用过程中给人类生 存环境带来极大污染，人类繁衍生息的物质和环境基础受到严峻挑战。加强清 洁、可再生资源的开发利用，已引起全世界的普遍重视。太阳能作为一种取之 不尽、用之不竭的可再生资源，有节能、环保、安全和永续利用等优点，理应 成为开发利用的首选。其中太阳能热水器作为家庭生活用品，其开发利用在我 国已走过了二十多年的历程，生产技术成熟，具有明显优点： （一）从节能环保的角度讲，使用太阳能热水器不会对环境造成污染，同 时为国家节约了大量能源，社会效益明显，是国家重点推广项目，使用前景广 阔。 （二）太阳能热水器的使用寿命较长，使用太阳能热水器经济实惠。若使 用合理，其寿命可达 15 年甚至更长。据测算，使用平方米太阳能热水器，相 当于每年节约 310 度电。太阳能热水器的费用只有燃气热水器的七分之一，电 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 热水器的六分之一。购置太阳能热水器一次性投资 3000 元左右，使用 5 至 6 年 就可实现与其热水器的支出对比平衡。按照装置寿命 15 年计算，其经济效益是 十分明显的。 （三）太阳能热水器集热效果好，集热时间更长。只要阳光能照射到的地 方，就可以使用太阳能热水器，即使在高寒地区一年四季也可以正常使用。在 我国浙江、江苏、山东等地，太阳能热水器的研发和生产已形成规模，应用太 阳能热水器的场所也由家居使用扩展到医院、学校、宾馆、饭店、游泳池、洗 浴场所等。 第二章 系统总体设计 3 第二章第二章 系统总体设计系统总体设计 2.1 系统控制方案系统控制方案和要求和要求 下图为太阳能的一个给排水系统，上水时阀 YV1 打开，其余的阀和龙头关 闭，利用自来水的压力将水压进水箱。放水利用虹吸原理，在 YV1、YV2、YV3、YV5、YV6 都关闭情况下，如果上下水管中有水，这时打 开淋喷头，就可将水箱中的水源源不断地吸出，供洗浴。YV3 功能是为了管道 排空，防止冬天使用冻坏水管。YV4 是龙头。如图 2-1 所示。 2-1 系统控制原理图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 2.2 太阳能热水器系统要求太阳能热水器系统要求 该系统为一实验系统，系统设计任务： （1）实现显示水箱的水位（分 4 档）和水位。 （2）缺水报警（声响提示） ，并自动上水，上水的水位可以设定。 （3）管道排空功能。手动排空（用户使用后依据天气情况，手控制按钮操 控） （4）手动上水。水箱水位未满，按键操作上水，上满自动停止。 （5）设定的水位参数断电不丢失。 （6）温控上水。水箱水温超过设定温度 5 摄氏度而此时水箱未满，自动进 行上水，直到水温降到设定水温或水满时停止。 （7）其他功能真空管保护、电磁阀保护、定时上水等。 （8）系统设定的参数断电不丢失。 2.3 太阳能控制系统的方案分析太阳能控制系统的方案分析 2.3.1 控制方案控制方案 通过分析控制系统的功能要求，系统需要以下功能电路：单片机最小系统 （核心） 、显示电路（LED 指示灯和数码管） 、键盘接口、水位检测电路、水温 检测电路和存储器电路。如图 2-2 所示。 第二章 系统总体设计 5 AT89C51 显示电路 存储器 驱动电路 电源 电磁阀、 蜂鸣器 水位检测 水温检测 键盘接口 图 2-2 太阳能控制系统 2.3.2 单片机资源分配单片机资源分配 （1）上水、管道排空、正常用水可以通过对 YV1、YV2、YV3、YV5 的组 合控制实现。 上水：YV1 打开，YV2、YV3、YV5 关闭（淋喷头也关闭）。 管道排空：YV1 关闭，YV2、YV3、YV5 打开，管道中的水在大气压力下 通过地漏排出。 用水：前提 YV2、YV3、YV5 关闭。如果没有设置排空，可直接打开淋喷 头使用。如果管道已经排空，打开 YV1 一段时间（根据水箱与洗漱间距离几秒 到几十秒），在管道中上部分水，然后关闭 YV1，打开淋喷头就可以使用了。 （2）水位和水温的检测。系统对水位和水温检测的精度并不高，水位不连续 显示，分 4 档，主要提示用户水箱中大约的水量。水温检测只有一路，不用传 统的 A/D 转换方式，采用 V/F 转换方式，测量频率计算水温。 水位检测用 P0.0P0.3，水温检测用定时/计数器 T0 测频率，用 T1 定时设 定检测周期。 （3）水位、水温和状态显示。水位和状态用 LED 二极管指示，并连接成数 码管形式，水温不会超过 100 度，用两位的 LED 数码管显示。系统一共用三位 数码管的显示电路。 P1 口数码管段控制口，P2.0、P2.1、P2.2 数码管位控制口，其中第三个数 码管由水位指示和系统设置时的状态灯构成。 （4）操作的按键。设置参数、使用等通过按键的简单操作实现。设计由 4 个按键组成的独立式键盘接口电路。 键盘接口：P2.3P2.6 作为 4 个按键的输入口，P3.2 作为按键中断触发输入 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 口。 第一个键：“功能”键。按“功能”键，控制器能在显示、设定两种状态 间切换。 第二个键：“上水/加 1”。在显示状态，该键用于手动上水和止水，交替； 在设定状态，该键用来修改参数。 第三个键：“用水/排空”。在显示状态，交替进行用水和排空，“用水”， 控制 YV1 打开一段时间，水管中上部分水，以使淋喷头能放出水。“排空”， 用水结束后，为防止水管冻坏，打开 YV2、YV3、YV5 一段时间，拍掉水管中 的水。在设定状态，按该键进入排空状态设定，在数码管上显示原来的状态。 同时排空指示灯闪烁，通过加 1 键修改，“0”手动排空，“1”自动排空。 第四个键：“温度/水位”。在显示状态，该键不起作用。在设定状态，按 该键交替进入“温度”设定和“水位”设定状态，有相应得指示灯闪烁，通过加 1 键修改参数。 （5）参数的保存。在设定状态下，设置状态的改变自动保存原来设置的参 数。参数存放在 AT24C02 中。 AT24C02 接口电路：P3.0 作为 SDA、P3.1 作为 SCK。 第三章 太阳能热水器控制器系统的硬件设计 7 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 第三章第三章 太阳能热水器控制器系统的硬件设计太阳能热水器控制器系统的硬件设计 3.1 系统硬件设计系统硬件设计 图 3-1 原理图 3.2 单片机模块单片机模块 AT89C51 是一种低功耗、高性能 CMOS 的 8 位微控制器，具有 8K 在系统 可编程 Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和系统可编程 Flash， 使得 AT89C51 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方。 AT89C51 与工业 80C51 产品指令和引脚完全兼容得益于它使用高密度非易失性 存储器制造技术。 单片机 AT89C51 标准功能：8K Flash ROM（数据存储器） ，256B RAM（程序存储器） ，32 个外部双向输入/输出（I/O）口，三个可编程 16 位定 时器/计数器，一个“看门狗” （WDT）定时器，一个 6 向量 2 级中断结构，两 个数据指针，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。此外，AT89C51 如果降至 8Hz 静态逻辑操作，可支持两种软件可选择节点模式：在掉电保护方式下， RAM 内容被保存，振荡器被冻结，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复 位。在空闲的模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断 系统可继续工作。 AT89C51 单片机采用双列直排的 40 条引脚的封装形式。AT89C51 的 40 条 引脚中，有 2 条只用于主电源的引脚，还有 2 条外接晶振的引脚，另外 4 条控 制和其它电源复用的引脚，32 条 I/O 引脚。 如图 3-2-1 是 AT89SC1 单片机引脚 图。 第三章 太阳能热水器控制器系统的硬件设计 9 图 3-2 AT89C51 单片机引脚图 AT89C51 引脚的名称和功能： VCC：接+5V 的电源。 GND：为接地。 XTAL1：接在外部晶振的一端。 XTAL2：接在外部晶振的另一端。在单片机内部接至上述的振荡器的反相 放大器的输出端，振荡器的频率是晶体振荡频率。 控制信号引脚 RST、ALE/PROG、PSEN 和 EA/VPP。 RST：9 脚也就是 RESET，复位输入，单片机上电后如果要使单片机复位， 只要在该引脚输入 24 个振荡周期宽度以上的高电平就可达到。 ALE/PROG：30 脚，地址锁存使能输出/编程脉冲输入端。 PSEN：29 脚，外部程序存储器读选通信号，低点平有效。 EA/VPP：31 脚，外部访问允许/编程电源输入端。 输入/输出（I/O）引脚 P0、P1、P2 和 P3 P0 口：P0 口是一个双向 I/O 口并且拥有 8 位漏极开路的，同时可以驱动 8 个 LS 型的 TTL 负载。 P1 口：P1 口是一个具有上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 可驱动 4 个 LS 型 的 TTL 电平。P1 口是专为用户使用的准双向 I/O 口，作为通用的 I/O 口输入时 应先向端口锁存器写 1。 P2 口：P2 口是一个双口功能、字节地址为 0H、位地址为 A0HA7H。 P3 口：P3 口是一个 8 位双向 I/O 口具有内部上拉电阻的，P2 输出缓冲器能 驱动 4 个 TTL 逻辑电平。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 各引脚的定义如下： P3.0/RXD 串行数据输入口 P3.1/TXD 串行输数据出口 P3.2/INTO 外中断 0 输入 P3.3/INT1 外中断 1 输入 P3.4/TO 定时/计数器 0 外部计数输入 P3.5/T1 定时/计数器 1 外部计 P3.6/WR 外部数据存储器写选 P3.7/RD 外部数据存储器读选 3.3 水温检测模块水温检测模块 水温检测电路如下图所示，为 555 构成的多谐振荡电路，振荡器的频率为： f=1.443/(Rt+2*R1)*C) R1、C 固定，频率与 Rt 有关，Rt 为热敏电阻，阻值随温度变化，只要测出某一 时刻的频率值，可计算出相应的温度。水温检测用定时/计数器 T0 测频率，用 T1 定时设定检测周期。如图 3-3 所示。 图 3-3 水温检测电路 3.4 水位检测模块水位检测模块 水位检测电路如图所示，水位传感器可以自制，用 4 个开关表示水位。在 没有水时，开关开路，有水时水中的离子导电，开关短路。通电后就可以检测 水位，在电极间加直流，电路简单，但电极容易结水垢，如加交流信号，可以 减缓结水垢，电路较复杂。交流电压通过 470K 电阻和水位开关分压，无水水位 第三章 太阳能热水器控制器系统的硬件设计 11 开关上的压降大，经二极管半波整流后滤波送 P0.0P0.3 口，检测到高电平， 有水时水位开关上的压降很小，整流滤波后为低电平。如图 3-4 所示。 图 3-4 水位检测电路 3.5 键盘接口模块键盘接口模块 键盘接口：P2.3P2.6 作为 4 个按键的输入口，P3.2 作为按键中断触发输入 口。 第一个键：“功能”键。按“功能”键，控制器能在显示、设定两种状态 间切换。 第二个键：“上水/加 1”。在显示状态，该键用于手动上水和止水，交替； 在设定状态，该键用来修改参数。 第三个键：“用水/排空”。在显示状态，交替进行用水和排空，“用水”， 控制 YV1 打开一段时间，水管中上部分水，以使淋喷头能放出水。“排空”， 用水结束后，为防止水管冻坏，打开 YV2、YV3、YV5 一段时间，拍掉水管中 的水。在设定状态，按该键进入排空状态设定，在数码管上显示原来的状态。 同时排空指示灯闪烁，通过加 1 键修改，“0”手动排空，“1”自动排空。 第四个键：“温度/水位”。在显示状态，该键不起作用。在设定状态，按 该键交替进入“温度”设定和“水位”设定状态，有相应得指示灯闪烁，通过加 1 键修改参数。 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 其电路如图 3-5 所示。 （为了编程简单、方便，采用独立式键盘电路） 图 3-5 键盘接口电路 3.6 显示模块显示模块 本设计采用共阳型数码管，灯的负极依次接到数码管的 a-f 段，采用动态扫 描电路，并把显示程序作为主程序。数码管的段用 P1 口控制，P2.0 口、P2.1 口、 P2.2 口、P2.3 作为指示灯的控制。如图 3-6 所示。 图 3-6 显示电路 3.7 电磁阀及其驱动电路电磁阀及其驱动电路 用单片机的 P0.4P0.7 作为驱动口，这四位口应外接上拉电阻，和 P0.0P0.3 的用法不同。P0.4P0.7 输出 0，电磁阀动作，蜂鸣器发声，输出 1 停 止。如图 3-7 所示。 第三章 太阳能热水器控制器系统的硬件设计 13 图 3-7 电磁阀与蜂鸣器电路 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 第四章第四章 太阳能热水器控制系统的软件设计太阳能热水器控制系统的软件设计 4.1 系统设计思想系统设计思想 本系统主要是完成由 AT89C51 为核心控制器来实现对太阳能热水器水位和 水温的检测，并在适当的时候报警，并把温度数据体现在 2 位数码管上。 主程序首先完成对串口，定时器，中断源的初始化设置，初始运行参数， 开中断，然后循环读取键盘状态，检测系统是否漏电。一旦检测到系统漏电， 立即进行声音和显示报警，并切断所有执行机构电源；若系统不漏电，则根据 存储的键盘状态和检测的水温，水位等状态信号进行相应的处理并等待中断服 务程序的执行。主控程序模块在整个结构中充当管理者，管理所有子程序的调 用。它主要负责初始化各个 I/O 口，等待键盘事件的发生，并做出相应的处理。 并在适当的时候调用数据采集程序，并将采集到的数据与键盘设定值比较。通 过比较则系统做出报警提示。系统正常控制时，首先显示水温，通过人工设定 系统的温度范围，当水温高于或低于设定的温度范围，系统会自动报警提示。 当水位低于最低水位时系统会自动报警，提示手动加水，当水位高于设定的最 高水位时，同样提示报警，停止手动加水。只有当水位在水位的正常范围之内， 则系统正常运行。如图 4-1 所示。 外中断初始化 调水位控制子程序 开始 定时器初始化 调温度控制子程序 调键盘控制子程序 判定水位? 显示温度 4-1 流程图 第四章 太阳能热水器控制系统的软件设计 15 4.2 水温、水位测量子程序水温、水位测量子程序 水位、水温每 0.1S 测量一次。水位检测口（P0.0P0.3）的状态判断水位。 水温检测先关闭 T0，取出 T0 在 0.1S 内计数值，再开通 T0 从头开始计数。 void inet0p() interrupt 1 using 1 / T0 中断服务函数 unsigned int x; unsigned char y; / 定义的局部变量 TR0=0; TR1=0;/停止定时和计数 TH0=60; TL0=176;/重装初值 x=TH1*256+TL1;/取 0.1 秒内 T1 计数值 TH1=0; TL1=0;/计数器清 0 TR0=1; TR1=1;/启动下一轮的测量 wdjs();/调温度计算函数 P0=0 x0f;/P0 低 4 位置为输入方式 y=P0|0 xF0;/读水位值，屏蔽高 4 位 led2=(led2|0 x0f)/水位信息送显示缓冲区低 4 位 4.3 键盘检测子程序键盘检测子程序 键盘用外部中断来处理，首先判断哪个键按下，然后按照总体方案中规划 编写每个按键的功能程序。 void inex0p() interrupt 0 using 2 / 外中断 0 服务函数，键盘处理 unsigned char x, key1; P2=P2|0X78;/P2.3P2.6 置为输入口 x=P2;/读键盘 if(x|0 xf7)=0) / P2.3 输入 0，第一个键按下 key1=!key1; / 状态取反，显示、设定两种状态间的切 换 if(key1) / 设定状态 TR0=0; TR1=0; rcs()； /停止测量，读参数 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 else /显示状态 wcs();TR0=1;TR1=1;/保存参数，启动测量 else if(x|0 xef)=0) /P2.4 输入 0，第二个键按下 if(key1) /加 1 功能 jia_1(); /调加 1 处理函数 else /上水功能（手动上水和止水） s_status=!s_status;/上水状态取反 if(s_status)s_watre();/执行上水处理 else t_water(); /执行止水处理 else if(x|0 xdf)=0) /P2.5 输入 0，第三个键按下 if(key1) /排空状态设置 pk_s();/调排空方式设定函数 else /用水状态 using_s=!using_s;/用水状态取反 if(using_s)u_w; /调用用水函数 else pk();/调用排水函数 else /P2.7 输入 0，第四个键按下 if(key1) /设定状态有效 wdu_shw=!wdu_shw;/温度水位设定状态取反 if(wdu_shw)wdu_s();/调温度设定函数 elseshw();/调水位设定函数 第四章 太阳能热水器控制系统的软件设计 17 4.4 显示检测子程序显示检测子程序 数码管显示出温度，当阻值改变，温度也发生变化。P1 口控制数码管的段。 void smg(void) / 数码管显示函数 P1=tabled0；/ P1 输出第一位数码管的字段码 wled0=0;/ 开通第一位数码管的控制位 delay(1); wled0=1; /关闭第一位数码管的控制位 P1=tabled1;/ P1 输出第二位数码管的字段码 wled1=0;/ 开通第二位数码管的控制位 delay(1); wled1=1;/ 关闭第二位数码管的控制位 P1=tabled2;/ P1 输出第三位数码管的字段码（低 4 位水位指示灯，其余 状态灯） wled2=0;/ 开通第三位数码管的控制位 delay(1); wled2=1;/ 关闭第三位数码管的控制位 4.5 AT24C02 操作程序操作程序 系统上电读参数、设置参数后保存参数都是对 AT24C02 进行读写操作。 void start() /IC 启动信号 SCL=0;SDA=1;SCL=1;SDA=0;SCL=0; void stop() /IC 停止信号 SCL=0;SDA=0;SCL=1;SDA=1;SCL=0; void empty() / 非应答信号 SDA=1;SCL=1;SCL=0;SDA=0; void writex(unsigned char i,j) / 向 AT24C02 中写数据 unsigned i,j,temp; temp=j; for(i=0;i8;i+) if(temp 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 elseSDA=0; SCL=1;SCL=0;temp=temp1; SDA=1;SCL=0; while(SDA=1) SCL=1;SDA=0; void readx(unsigned char readx)/从 AT24C02 读出数据 unsigned char i,j,k=0; SDA=1; for(i=0;i8;i+) SCL=1; if(SDA=1) j=1; else j=0; k=(k1)|j; SCL=0; return(k); void x24c02_read(unsigned char address)/从存储器指定的地址中读出数据 unsigned char i=0; sart(); writex(0 xa0); writex(address); sart(); writex(0 xa1); i=readx(); empty(); stop(); return(i); void x24c02_write(unsigned char info1,unsigned char info2)/向指定的单元写入 据 unsigned char info1,unsigned char info2; start(); writex(0 xa0); writex(0 x00); writex(info2); 第四章 太阳能热水器控制系统的软件设计 19 writex(info2); stop(); 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 第五章第五章 太阳能热水器控制系统整体调试太阳能热水器控制系统整体调试 5.1 Proteus 仿真环境仿真环境 本系统的硬件设计首先是在 Proteus 软件环境中仿真实现的。Proteus 软件是 来自英国 Labcenter electronics 公司的 EDA 工具软件，Proteus 软件有十多年的历 史，在全球广泛使用，除了具有和其它 EDA 工具一样的原理布图、PCB 自动或 人工布线及电路仿真的功能外，其革命性的功能是，它的电路仿真是互动的。 针对微处理器的应用，还可以直接在基于原理图的虚拟原型上编程，并实现软 件源码级的实时调试。如果有显示及输出，配合系统配置的虚拟仪器如示波器、 逻辑分析仪等，还能看到运行后输入输出的效果。它运行于 Windows 操作系统 上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路 Proteus 软件主要具有几个方面的特点。 （1）实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数 字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 动态仿真、I2C 调 试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、 逻辑分析仪、信号发生器等。 （2）支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有： ARM7(LPC21xx)、 8051/52 系列、AVR 系列、PIC10/12/16/18 系列、HC11 系 列以及多种外围芯片。 （3）提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等 调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真 系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如 Keil C51 uVision2、MPLAB 等软件。 （4）具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 （5）在设计综合性方案中,还可以利用 ARES 开发印制电路板。 5.2 太阳能热水器控制系统整体调试过程太阳能热水器控制系统整体调试过程 本次设计主要在系统软件调试方面。困难主要出现在软件的编写。虽然没 有错误，但是进行仿真时，不能达到预期的效果。经过多次调试，程序也修改 过好几次，仍然走不通。而问题也主要集中在扫描显示这一模块。 最后经过与同题目的其他的同学交流，结合设计思想，以及对以前的一个 单片机编程作业的代码，进行了修改、调试，也终于达到了方案的总体要求。 对软件方面逐步进行分析之后，重新进行系统的软件上的仿真。 如图 5-1 所示。 第五章 太阳能热水器控制系统整体调试 21 图 5-1 仿真效果图 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 22 第六章 总结与展望 23 第六章第六章 总结与展望总结与展望 作为一名电子信息工程的大三学生，我觉得做单片机课程设计是很有意义 的，而且也是必要的。在做这次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅大 量的设计资料了。为了让自己的设计更加完善，查阅这方面的实际资料是十分 必要的，也是必不可少的。 其次，在这次课程设计中，我们运用了以前学过的专业课知识，如： proteus 仿真、C 语言、模拟和数字电路知识等。虽然过去我从未独立应用过他 们。但在学习的过程中带着问题去学我发现效率很高，这是我做这次课程设计 的又一收获。 最后，要做好一个课程设计，就必须做到：在设计程序之前，对所用单片 机的内部结构有一个系统的了解，知道该单片机有哪些资源；要有一个清晰的 思路和一个完整的软件流程图；在设计程序时，不能妄想一次将整个程序设计 好，反复修改、不断改进是程序设计的必经之路；要养成注释程序的好习惯， 这样为资料的保留和交流提供了方便