太阳能热水器智能控制器的设计

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1、高等教育自学考试毕业论文太阳能热水器智能控制的设计姜伟　　　　专业：电气工程与自动化主考学校：＿＿＿兰州交通大学＿＿准考证号：462114125107指导教师姓名职称：李玉霞甘肃省高等教育自学考试办公室印制322015年10月10日电气工程与自动化专业本科论文XX专业太阳能热水器智能控制的设计Thedesignoftheintelligentcontrolofthesolarwaterheater姜伟Jiangwei32论文评定表姓名专业名称主考学校准考证号评定项目写作部分答辩总计立论观点组织结构语言表达回答问题表述能力发挥水平30%20%20%

2、20%5%5%100%得分指导教师评语签名：答辩委员会评语32答辩委员会组成及签名职称：＿＿＿＿＿＿签字：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿职称：＿＿＿＿＿＿签字：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿职称：＿＿＿＿＿＿签字：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿年月日目录摘要5关键词5绪论61.太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析62.太阳能热水器的应用及意义7第1章：太阳能热水器的组成及工作原理81.1系统总体结构设计81.早晨水温控制92.循环水集热过程103.冷水集热控制104.水箱加热控制101.2太阳能热水器组成及原理111.3主要芯片的结构与特点121.3.1.DS12

3、887时钟芯片简介121.主要技术特点122.DS12887/DS12C887的内部结构133.DS12887/DS12C887内部寄存器的功能154.DS12887/DS12C887的中断和更新周期171.3.280C51单片机结构特点181.芯片的引脚描述191.3.3数字温度传感器DS18B20主要特性及测温原理21一、DS18B20的特性21二、DS18B20测温原理21三、DS18B20的操作协议22第2章：太阳能热水器硬件设计232.1.太阳能控制器硬件结构232.2.控制器实时时钟接口电路232.3.水位检测和温度检测接口电路242

4、.4看门狗和复位接口电路的设计252.5键盘和显示接口电路的设计262.5.1键盘电路262.5.3显示接口电路的设计262.6光电隔离与辅助加热电路设计2832结束语29致谢30参考文献3132摘要太阳能热水器以其诸多的优点受到人们的欢迎。本文结合实际太阳能热水器的具体应用，在介绍太阳能、传感器、单片机的特点基础上，详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。这里根据太阳能热水器对控制器的要求与特点，提出了一种基于DS12887的太阳能热水器智能控制器的设计方法，给出了系统硬件设计及软件实现方法。全文分三大部分。第一部分包括第一章，描述太阳能的

5、利用和前景发展状况。第二部分包括第二章，描述太阳能系统组成及工作原理。第三部分包括第三、四章硬件设计及电路原理和软件设计，分别介绍了传感器的特点及应用、一般的太阳能热水器及循环系统、单片机发展和原理，这也是此款太阳能热水器的理论基础和必要前提。关键词：太阳能热水器;传感器;模糊控制;实时时钟;单片机32绪论1.太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析目前，中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量约为世界各国之和，已有一百多家太阳能热水器生产厂。但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。这种控制器只具有温度和液位显示功能，而且为

6、分段显示，温度显示误差为10%，水位显示误差为25%。这种显示器(还称不上控制器)不具有温度控制功能，当由于天气原因而光强不足时，就会给热水器用户带来不便；即使热水器具有辅助加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。本文设计的太阳能热水器控制器以80C51单片机为检测控制核心，采用DS12887实时时钟，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示和FUZZY控制功能，而且具有时间设定、温度设定与控制功能。温度控制采用模糊控制，控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱内的水温在设定时间达到预先设定的温度，从而达到24小时供

7、应热水的目的。太阳能热水器是太阳能利用中最常见的一种装置，经济效益明显，正在迅速的推广应用，太阳能热水器能够将太阳辐射能转换热能，供生产和生活使用。他主要由平板集热器、蓄水器和连接管道等部件组成，可分循环式、直流式和闷晒式。当今社会发展日新月异，人们衣食住行也在不断的提高。现有电热型热水器费用昂贵及燃气型的不安全性，且排放二氧化碳污染大气，北方用煤气取暖造成城市空气环境污染，这些都是太阳能热水器良好的外部生存环境。太阳能热水器克服了上述缺点，他是绿色环保产品。它使用简单、方便。太阳能热水器顺呼时代发展的要求，满足人们对环保绿色产品的需求。在人类文

8、明程度日益提高的今天，它是现代文明社会的最佳选择。应该注意到，集体单位对太阳能热水器的用量很大。新建商住楼安装热水器，已是房屋开发公司计