太阳能热水器自动温度控制器的设计与实现

1、目前，市场上销售的太阳能热水器大多没有自动控制功能， 使用起来不灵活方便, 为此，为太阳能热水器加装自动控制功能，具有广泛的市场。1自动控制系统技术要求(1) 设定温度的范围为25C至65C。(2) 输入信号为水温传感器产生的温度信号；水位传感器产生的水量信号。(3) 输出信号为控制水温电信号(控制加热电热管)和控制水流量调节 阀信号(控制加水电磁阀)。(4) 配有输入功能键盘：完成自动/手动、手动加水键、手动加热键、温 度设定键、水位档选择键。(5) 具有两位LED数码显示电路，显示温度设定值、实际温度测量值，六个发光二极管指示六档水位(10% 30% 50% 70% 90% 100%。2系

2、统硬件设计及原理太阳能热水器加装自动控制功能，主要是加装一个数据采集系统和一个电脑 控制板。根据太阳能热水器的技术要求及经济方面的考虑，我们选用89C51单片机为核心控制器,组成热水器温度控制系统。系统由89C51单片机、数据采集 系统、水位选择电路、温度显示系统、水位指示系统、加水电磁阀控制电路、加 热电热管控制电路、报警讯响电路、复位电路、晶振电路、键盘电路组成。硬件系统组成粗略框架如图1所示。哦伫述抒电路=晶掘电路激处理器8051二T制温度握示蜒统 =?水位指示痰统 _J抑俠电热世- J1一閒屯路=孃警讯箱电路图1硬件系统组成粗略框数据采集系统是非常重要的一部分，它通过水温传感器和水位传

3、感器分别采 集水位、水温连续变化的模拟量信号，通过TLC08模数转换器，把模拟信号转 换成数字信号，送到CPU89C5中进行处理。温度显示系统及水位指示系统如图 2，显示电路用两个数码管显示温度，采用动态显示方案，两个数码管为共阳型，两个三极管为PNP型, 7个I/O端口输出段码，小数点不用，2个I/O端口输出位控制信号低电平有效，显示温度设 定值、实际温度测量值。用六个发光二极管作为六档水位指示 (10% 30% 50% 70% 90% 100%，由 89C51 直接驱动。pi 二PtI1.5水W揩4;灯P?7P1.0PIP2bK9C51PudPlMPO2pn.3FM.4 ms ro.cR7

4、CHL J图2溫度显示索统及水位指示系统水位选择电路、键盘电路及输出控制电路的组成如图3*V rt9-R 11AdiJti3X加JWrt-R i u rjrLJ4 *P2.3*5VR12-RI5T90%PiAn.sP3AF*2.1f I MPl.6Pl.7P2.5R17RI6 J丄县*niiixiiM电热悴TlWRISI图3水位选择、键盘及苴接口电路的组成CPU根据数据采集系统采集的数据，当水位低于 10 %寸，自动报警并停止电 加热，当水位高于90%寸，自动报警并停止加水。根据水位传感器的数据，自动 加水至水位设定的档位。通常，用 LED显示器显示实际水温，当水温低于 3 C时，为防冻自动电

5、加热，当无手动加热标志时，加热至25 C,当有手动加热标志时，加热至设定的温度，设定温度的范围为 25C至65C。3软件设计全部程序采用89C51汇编语言编写，由主程序、键盘服务程序、水温水位采 样计算程序、水位调节程序、显示程序、报警程序等模块组成。程序中加入了防 死机及抗干扰措施。水温水位采样计算程序为抗干扰均采用了去极值平均滤波的数字滤波算法， 分别连续10次采样，将其累加求和，同时找出其中的最大值和最小值，再从累 加和中减去最大值和最小值，按8个采样值求平均值，在RAM中开辟出水温水位 各10个数据的暂存区。键盘服务程序对于去抖动、连击等情况都做了妥善处理。出师表两汉：诸葛亮先帝创业未

6、半而中道崩殂， 今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣 不懈于内，忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光 先帝遗德，恢弘志士之气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其 刑赏，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚 以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰能”是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和

7、睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也； 亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。 先帝在时， 每与臣论此事，未尝不叹息痛恨于桓、 灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣， 愿陛下亲之、信之，则汉室之隆，可计日而待也 一I臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣于草庐之中，咨臣以当世之事，由是感激，遂许先帝以驱驰。后值倾覆，受任于 败军之际，奉命于危难之间，尔来二十有一年矣。先帝知臣谨慎，故临崩寄臣以大事也。受命以来，夙夜忧叹，恐托付不效，以伤先帝之 明；故五月渡泸，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，当奖率三军，北定中原，庶竭驽钝， 攘除奸凶，兴复汉室，还于旧都。此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。至于斟酌损益，进尽 忠言，则攸