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《毕业设计（论文）PPT答辩-热水器水温水位控制的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、太阳能热水器水温水位 控制装置的设计指导老师:第六组:徐文卿唐正宇蓝仁富一、概述二、系统方案的设计三、系统的工作原理四、硬件的实现五、软件的设计六、结束语一、系统的概述太阳能是目前最为“干净”的能源之一。随着消费者环保和绿色意识的提高，太阳能热水器已经开始走进千家万户。这里介绍一种低成本、高性能、全自动的太阳能热水器控制器。它用数字方式显示水温、水位；全自动水位控制，水位低于设定值或水温高于设定值时自动上水，上水到规定水位时自动停止上水（水位水温的上限可由用户自行设定)；可以通过触摸键手动上水、停水；水温低于设定值时自动加热；系统还有故障显示和
2、故障报警功能.二、系统方案的设计本系统以AT89S51单片机为核心,使用数字式温度传感器，DS18B20和耐高温电容式液位传感器分别检测水温水位,两个四位一体数码管分别显示水温和水位,采用继电器作为阀门开关控制热水器加热、加水。外加蜂鸣器和三个按键组成了系统的硬件电路,其系统的整体框图如图2.1所示.图2.1系统总体框图单片机显示器执行器加热器进水阀蜂呜器温度传感器键盘液位传感器C/F转换器三、系统的基本原理本系统以单片机为核心,配合一定的基本电路和程序设计实现对水温水位的控制。单片机接收并处理传感信号,通过中断响应来实现对水温和水位的控制。当
3、实际水温低于设定温度时，系统响应中断，继电器1常开触点闭合，启动加热器，直至水温升到设定温度；当热水器未加满水，水温又比预置的温度高时,单片机控制继电器2常开触点吸合，进水阀开通,加水至水温达到预置温度,单片机响应中断，停止加水；系统的基本原理当水位低于预置水位时，延迟15分钟自动上水至预置水位；当缺水时（位于缺水档）系统响应中断，蜂鸣器报警，延迟15分钟自动进入自动上水。在必要时可以手动上水,当水位达到设定水位时，系统自动报警，提示用户关闭手动上水。水温水位在正常时由8位LED数码管同时显示。如果系统接触不良，在LED上显示--℃。.四、硬件
4、的实现水温检测部分水位检测部分智能控制器部分执行器部分显示部分电源部分4.1、水温检测部分DS18B20简介DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚、小体积封装形式如(图4.1.1)；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距
5、离多点温检测系统。DS18B20引脚图及内部结构图DS18B20内部结构原理DS18B20内部结构如图4.3所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码，每个DS18B20的64位序列号均不相同。64位ROM的排的循环冗余校验码（CRC=X8＋X5＋X4+1）。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。高速暂存器是一个9字节的存储器。开始两个字节包含被测
6、温度的数字量信息；第3、4、5字节分别是TH、TL、配置寄存器的临时拷贝，每一次上电复位时被刷新；第6、7、8字节未用，表现为全逻辑1；第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码，可用来保证通信正确。初始化时序其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，如图图4.1.3(a),(b),(c)所示。写时序读时序DS18B20中的温度传感器DS18B20中的温度传感器完成对温度的测量，用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。例如:＋125℃的数字输出为07D0H,＋25.0625℃的数字输出为019
7、1H,－25.0625℃的数字输出为FF6FH，－55℃的数字输出为FC90H。4.2、水位检测部分4.2.1电容式液位传感器简介基于液位的变化使电容值的改变的原理进行测量。两个相邻而又互相绝缘的导体便构成一个电容器，示意图如图2.4.1。当两导体的面积和相互距离确定后．其静电容量大小仅与两导体周围的介质有关。将两块极扳焊上引出导线后，连同焊点一起用绝缘胶包裹起来，形成不透水的绝缘层，不同的液位的静电容量不同，对某一个介电常数固定为ε的液体，传感器的电容变化量与液位高度成正比，其关系如图4.2.2所示。图4.2.1电容式传感器图4.2.2静电容
8、量与液位的关系测量液位示意图电容式传感器的输出信号静电容量是单片机所不能识别的,可以采用C/F转换电路,将电容量转变成的频率,计算出水位—电容—频率之
