毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的太阳能热水器自动控制系统设计.doc
《毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的太阳能热水器自动控制系统设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计(论文)-基于AT89C51单片机的太阳能热水器自动控制系统设计.doc(43页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、ANYANGINSTITUTEOF TECHNOLOGY 毕毕 业业 论论 文文 基于 AT89C51 的太阳能热水器自动控制系统 设计 The Design of Solar Water Heater Automatic Control System Based on AT89C51 系(院)名称: 电子信息与电气工程 专 业 班 级 : 05 级电子信息工程 1 班 学 生 姓 名 : 指导教师姓名: 指导教师职称: 讲 师 2009 年 5 月 2 目录目录 摘摘 要要.I ABSTRACT.II 引引 言言1 第一章第一章 概述概述2 1.1 课题的背景意义.2 1.2 太阳能热水器和
2、其控制器的发展现状.2 1.3 课题的研究内容.3 第二章第二章 系统设计系统设计.4 2.1 控制系统技术性能要求4 2.2 太阳能控制系统工作原理: 4 2.2.1 系统原理.4 2.2.2 方案比较.4 第三章第三章 硬件设计硬件设计.8 3.1 直流电源的设计.8 3.1.1 直流电源的图解.8 3.1.2 方案论证.9 3.1.3 方案实现.9 3.2 接口电路10 3.3 控制模块11 3 3.4 显示模块11 3.5 驱动电路14 3.5.1 蜂鸣器驱动电路.14 3.5.2 继电器驱动电路.14 第四章第四章 水位水位温度采集部分温度采集部分.15 4.1 水位传感器15 4.
3、2 传感器(AD590).16 4.3 模数转换器件(ADC0804)18 4.3.1 ADC0804 的性能特点.18 4.3.2 ADC0804 的引脚及其功能.18 4.3.3 ADC0804 转换器的时序及接口电路.19 第五章第五章 中央控制器中央控制器22 5.1 单片机构成22 5.2 单片机内部结构分析23 5.3 单片机主要功能特性23 5.4 单片机的外部结构23 5.5 单片机最小系统24 第六章第六章 中断控制中断控制.25 6.1 按键中断(KBI).25 6.2 键盘中断要实现两个功能25 第七章第七章 软件设计软件设计.26 7.1 I/O 口的说明.26 7.2
4、 系统存储器功能26 4 7.3 软件流程图26 结结 论论29 致致 谢谢30 参参 考考 文文 献献31 附录 1:太阳能控制系统显示程序.32 附录 2:硬件图.37 I 基于 AT89C51 的太阳能热水器自动控制系统设计 专业班级:05 级电子信息工程 1 班 学生姓名: 指导教师: 职 称:讲 师 摘摘 要要: 随着人们生活水平的提高,各种热水器的使用已相当普及。与之相配套 的控制仪也相继问世。然而目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚 远。消费者需要真正的“自动”控制,以实现使用的最简单化。就像家用电视机、 电冰箱一样,接通电源、设定完毕这么简单就可以了。 本次毕业设计
5、运用 AT89C51 单片机设计了一种自动控制电路,该电路用于太阳 能热水器,能实现在用水时,若水位不够可以自动供水,若日晒水温达不到设定值, 则电加热自动补温。从而实现了热水器的自动及节能。太阳能热水器自动控制硬件 电路,辅以相应的软件设计,来实现温度和水位参数的实时显示,而且具有温度设 定、水位设定与控制功能,停电后再来电时也不用重新设定,具有故障报警和故障 自处理功能,良好的稳定性和抗干扰性能。 实验结果表明,本次系统设计合理,工作稳定可靠、温度测量精度高。同时给 出了温度测量系统的硬件结构和软件设计。 关键词关键词:单片机;自动控制;太阳能热水器;软件调试。 II The Design
6、 of Solar Water Heater Automatic Control System for Based on AT89C51AT89C51 Abstract : Along with the enhancement of life standard, application of some kinds of water heater is quite common .Controllers in match with the water heaters turn up .However ,the control circuits applied in each kind of wa
7、ter heaters in market are far away from the ideal requests at present.Consumers want real “auto “to simplify the use .Just as the televisions and refrigerators,what we need do is just connecting the power and setting. This graduation project is one kind of automatic control circuit using at89C51 ,de
8、signed in the solar water heater which could realize the water supply timely .If water level is beyond ,it can supply water automatically;if the solar water temperature does not reach the setting data ,it can heat automatically by electricity .It realizes the automation and energy saving .The automa
9、tic control hardware circuit in the solar water heater ,combined with corresponding software design,can display the temperature and water level parameters ,set the temperature and water level and control the process .There being no need to reset the temperature when the failed power regains ,it has
10、functions such as failure alarm ,failure auto-processing,good stability and resistance to interference. The experiment results show that the system has the reasonable design,the good dependability and high measurement precision. Key words: Single-chip ;Automatic control; Solar-powered water heater;
11、Software debugging. 1 引引 言言 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测控仪),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
12、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。 2 第一章第一章 概述概述 1.1 课题的背景意义 随着太阳能热水器的迅速推广,广大消费者对太阳能热水器特别是太阳能热水 器控制器的要求越来越高,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。 本设计追踪科技应用前沿,跟踪市场,根据论文资料及市场现有产品模型,在 加上自己的理解和创意,模仿出了一套智能化的太阳
13、能热水器控制系统。本系统完 全跟随太阳能热水器本身智能化程度和成本的要求,为太阳能热水器提供了一套智 能化程度高、性能良好、使用方便、经济实惠的配套控制系统。 1.2 太阳能热水器和其控制器的发展现状 中国太阳能热水产业的发展始于上世纪80年代,当时的市场定位是农村或中小 城镇的低收入家庭。90年代后期,住宅商品化的发展以及家庭对热水需求的大幅度 增长为太阳能热水器的发展提供了市场空间, 太阳能热水器的生产规模进一步扩大, 形成了一些有一定知名度的产品和品牌。自上世纪90年代以来,我国太阳能热水器 行业保持了10多年的快速增长 ,2005年 太阳能热水器年生产量为1500万平方米,是 2000
14、年640万平方米的2倍多,到2005年底,我国太阳能热水器保有量超过7500万平 方米是2000年2600万平方米的近3倍。目前,我国既是世界上最大的太阳能热水器生 产国,同时也拥有世界上最大的太阳能热水器市场。至2005年,全国有1000多家有 一定规模的太阳热水器生产企业,年总产值达150多亿元,出口创汇2000万美元,全 行业提供约30多万个就业机会,产生了显著的经济、环境和社会效益。到目前已有 许多太阳能品牌为大家耳熟能详,如皇明、桑乐、四季牧歌、力诺等。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,
15、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。 3 1.3 课题的研究内容 本设计主要是对市场现有产品的仿制,要能够实现太阳能热水器的完整功能。 本设计以 AT89C51 单片机为核心配合传感器、显示器件、电磁阀、电加热器、报警 器等外围器件,采集热水器储水箱中的水位、水温信号,通过控制电动机的运转、 电加热器加热来控制储水器的水位、温度,并完成水位、水温显示,时间显示,水 溢报警等功能。另外配有键盘,可以实现手动上水、手动电加热、设
16、置水位、设置 温度等功能。 4 第二章第二章 系统设计系统设计 2.1 控制系统技术性能要求 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、故障提示等许多功能。本系统需要完成的控制系统技术性能 如下: 1)使用电源 220V AC,功耗1000 次)Flash ROM 32 个双向 I/O 口 可编程 UARL 通道 两个 16 位可编程定时/计数器 全静态操作 0-24MHz 1 个串行中断 128x8bit 内部 RAM 两个外部中断源 ,共 6 个中断源 24 可直接驱
17、动 LED 3 级加密位 低功耗空闲和掉电模式 软件设置睡眠和唤醒功能 5.4 单片机的外部结构 1、电源:这当然是必不可少的了。单片机使用的是 5V 电源,其中正极接 40 引 脚,负极(地)接 20 引脚。 2、振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须提供脉冲信号才能正常工作,在单 片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接 18、19 脚。只要买来晶振,电容, 连上就可以了,按图 5-1 接上即可。 3、复位引脚:至于复位是何含义及为何需要复要复位,在单片机功能中介绍。 4、EA 引脚:EA 引脚接到正电源端。 5.5 单片机最小系统 图 5-1 单片机最小系统 25 第六章第六章 中断控制
18、中断控制 6.1 按键中断(KBI) 键盘中断功能主要是使得连至 AT89C51 特殊脚的键盘上任一键被按下时能产生 一个中断。该中断可用于将 MCU 从空闲模式或掉电模式中唤醒。此特性尤其适合便 携式且使用电池供电的系统。 AT89C51 允许端口 0 的部分或全部引脚被使能触发中 断,这是通过对 KBI 寄存器对应位置位完成的当打开 KBI 中断功能后,任一被使能 引脚被拉低都会将 AUXR1 寄存器内键盘中断标志(KBF)置位。如若中断允许则将产 生一中断。注意 KBF 位必须由软件清除。系统中一共设计了 4 个按键,采用查询方式 的独立式按键接口,通过检测输入线的电平状态来判断哪个按键
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 论文 基于 AT89C51 单片机 太阳能热水器 自动控制系统 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-2268822.html