基于89C52单片机控制的太阳能热水器监控仪的设计 摘要：本文设计了一个太阳能热水器智能控制系统。在当今世界，自动化已不能满足人们日益增长的物质需求，智能化逐渐成为人们追逐的目标。此次设计以89C52单片机为核心，实现了四级水位检测和显示、自动上水和手动上水以及水温的检测和显示等。
关键词：89C52，太阳能，智能控制，传感器
1 引言
当前能源紧缺，用电紧张，太阳能是绿色能源，得到广大用户的喜爱。使用太阳能热水器时存在的问题：不可缺水，空晒情况下上水会爆炸；春、秋天，水温升高蒸发，造成热能损失；冬天水温不够，须用电等等。采用太阳能热水器智能仪（仪称太阳能热水器水温水位监控仪），能解决上述问题。使用户省心，使用方便，智能运行，用户不必作任何操作。
太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。在太阳能热利用中，为了得到中高温热能，必须使集热器从日出到日落跟踪太阳，而在太阳能光电中，相同条件下，自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%，成本下降25%。因此在太阳能利用中，进行跟踪装置的控制方式进行研究是一项很有意义的工作。
我国太阳能热水器开发利用始于二十世纪五、六十年代的闷晒式，到了七、八十年代发展为平板式及直管式。目前已开发的第三代是真空管式太阳能集热水器，经过“七五”期间的科技攻关，清华大学在国外技术的基础上研制出具有世界先进水平的两种真空管式太阳能集热器：即全玻璃真空管太阳能集热器和热管式真空集热器，它运用优良的阳光选择性吸收膜层及高真空保温技术，具有单向导热性能佳、稳定性好等优点。经过不断更新改造，其防冻、防冰雹及保温性能都得到进一步改善。目前采用该技术的主要品牌有：“辉煌”（江苏淮阴）、“阳光”（清华）、“华扬”（江苏扬州）及“皇明”（山东）等。另外为了解决阴雨天不能使用太阳能的难题，上述产品还配套管状电加热辅助装置及相应的水位、加热自动控制系统等，具有一定的市场开发前景。上述产品近几年已在全国各地推广应用，并已进军国外市场。总之，太阳能热水器已是一件和电视机、洗衣机一样必不可少的家用电器。
进步源于竞争，在我国太阳能拥有广阔的市场，当然也有更大的竞争，各大商家为了使自己的产品在市场上立足并长远发展，不断提高太阳能热水器的性能，其中太阳能热水器控制器以其灵活、贴近客户成为商家竞争的热点。目前，各大商家纷纷提高太阳能热水器的智能化程度来满足消费者的需求。许多太阳能热水器的功能有：开机自检、温控上水、强制上水、水位预置、水质设置、水温指示、低水压上水、水位显示、防高温空晒、缺水报警、自动防溢流、 缺水上水、手动上水、故障提示等许多贴近客户需求的功能。
目前太阳能控制器的控制器基本实现数字化，以单片机为控制核心的控制系统占领太阳能热水器的主要市场。在市场调查中发现，太阳能控制单片机的型号较多，其中应用最多的是51系列和PIC系列单片机。
20世纪80年代以前，在生活用品应用自动控制的最先进装置就是继电器，它对当时生活质量的提高及节能确实发挥了很大的作用；传感技术还很少应用到生活中。但当人们跨入20世纪80年代以后，生活用品及卫生节能环保用品随着科技的发展，开始由单一化转变为多样多品种高智能化，在这种转变过程中，机电控制系统的许多固有弊端如体积大、质量重反映慢、不方便等越发显得突出，成为了转变的一大障碍。80年代后期，市场所需的“柔性”智能、生活用品品质提高、节能环保，呼唤智能自动控制系统的诞生。随着科技进步模拟电子技术、单片机技术、PLC技术、传感器技术日益成熟，这些技术逐渐投入到生活、卫生、环保、科技等领域当中，生活卫生、环抱用品自动控制技术逐步提高。但这些应用与小生活用品在控制精度、准确度、使用技术、智能方面尤其是价格方面受限。随着人们对智能化，方便、简捷、精确度、轻便、美观、性价比等要求的提高，新型的感应装置与电子技术随之出现。 毕业设计说明书目录
1 引言……………………………………………………………………………………10
2 总体设计………………………………………………………………………………11
2．1方案一…………………………………………………………………………11
2．2方案二…………………………………………………………………………12
3 硬件设计………………………………………………………………………………13
3．1水温测量电路…………………………………………………………………13
3．2水位测量电路…………………………………………………………………16
3．3水温显示电路…………………………………………………………………22
3．4控制电路设计…………………………………………………………………25
3．5上水控制电路…………………………………………………………………30
3．6水位显示电路…………………………………………………………………30
3．7电路元器件的参数……………………………………………………………31
4 软硬件调试……………………………………………………………………………32
4．1水位传感器电路的硬件调试…………………………………………………32
4．1．1测试P1.3口和电容两端的波形…………………………………………32
4．1．2测试电容电压变化引起的中断信号……………………………………34
4．1．3显示计数器寄存器中的值和实测水位…………………………………35
5 附录……………………………………………………………………………………37
6 参考文献………………………………………………………………………………46
参考文献
1. 沈任元. 数字电子技术基础.吴勇机械工业出版社.
2. 沈任元. 模拟电子技术基础.吴勇机械工业出版社.
3. 周志德. 单片机原理及应用.高等教育出版社.
4. 胡润青. 蓬勃发展的太阳能热水器产业. 可再生能源.
5. 袁小平,陈跃. 一种智能型太阳能热水器控制器的研制. 江苏煤炭.
6. 范延滨,王正彦. 太阳能热水器控制器中测量模型. 电子测量技术.
7. 周荷琴，吴秀清. 微型计算机原理. 中国科学技术大学出版社.
8. 王兆安,黄俊. 电力电子技术. 机械工业出版社.
9. 陈杰，黄鸿. 传感器与检测技术.北京高等教育出版社.
10. www.baidu.com
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