毕业论文之基于AT89C52的太阳能热水器控制系统372.docx

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1、编号：060223103 河南大学20110届本科毕毕业论文 基于AT889C52的太阳能能热水器控制制系统The Conntrol Systeem of the SSolar Energgy Watter-heeater basedd on AAT89C52论文作者姓名：杨萍 作 者 学 号：060231003 所 在 学 院：计算机与信息工工程学院 所 学 专 业：自动化 导师姓名职称：杜海顺（副教授授） 论文完成时间：2010年5月月20日 2010年年5月20日日河南大学20110届毕业论论文（设计、创创作）开题报报告（由学生本人认认真填写）学号060231003姓名杨萍导师姓名职称杜

2、海顺（副教授授）开题时间2009年122月1日课题题目基于AT89CC52的太阳阳能热水器控控制系统课题来源导师指定 自定 其他来源课题的目的、意意义以及和本本课题有关的的国内外现状状分析：1、目的：近些些年来，太阳阳能的开发和和利用已越来来越受到人们们的重视和青青睐，因为节节能、环保、使使用方便等因因素，太阳能能热水器发展展速度更是迅迅猛。安装太太阳能热水器器已成为房产产开发商售房房的诱人条件件之一。在农农村，随着农农民生活水平平的提高，太太阳能热水器器渐渐成为必必备的家用装装置。所以，普普通太阳能热热水器每次使使用前需排水水；不可缺水水，空晒情况况下上水会爆爆炸；冬天水水温不够，需需用电等

3、问题题急需解决。本本设计通过单单片机AT889C52控控制A/D转转换芯片、发发光二极管、LLED驱动芯芯片实现热水水器液位及温温度检测和显显示，并实现现相应控制。使使用户省心，使使用方便，智智能运行，用用户不必做任任何操作。2、意义：解决决太阳能热水水器现存的一一些问题，实实现一定程度度的智能控制制，方便用户户，安全高效效。3、现状：进入入二十一世纪纪以来，随着着生产工艺和和生产技术的的发展，人们们对产品的要要求越来越高高。而随着新新型电子技术术和微型计算算机的广泛应应用与普及, 单片机控控制系统以其其控制精度高高, 性能稳定定、可靠, 设置操作方方便, 造价低等等特点, 被应用到到太阳能热

4、水水器的控制中中来，增强了了系统的可视视性, 使得温度度及液位检测测和显示系统更加智智能化、人性性化。研究目标、研究究内容和准备备解决的问题题：1目标：通过过设计一个基基于AT899C52的太太阳能热水器器的温度和液液位显示及简简单的控制系系统，从而实实现一定程度度的智能控制制，方便用户户使用。2内容：利用用集成温度传传感器DS118B20和和液位传感器器LM10442分别进行行温度检测和和液位检测后后，将检测到到的信息传送送给单片机，单单片机经过相相应的处理控控制电磁阀的的开启及温度度和液位的显显示。3准备解决的的问题：如何何实现温度及及液位的显示示，如何实现现智能上水、缺缺水上水和手手动上

5、水的功功能，如何实实现输水管道道排空水控制制，在水箱上上水或洗浴完毕毕后自动把上上水管道内的的水排出。拟采取的方法、技技术或设计（开开发）工具：软件环境：单片机端的程序序开发环境采采用Keill uVission3，开发语言言是Keill C51。硬件环境：硬件电路原理图图用Prottel 999SE绘制。预期成果：1毕业设计成成果太阳能热水器控控制系统的设设计2毕业论文进度计划：2009.122.1 - 20100.3.5： 查找资料、搜搜集相关素材材2010.3.6 - 20100.3.266：完成需求分分析2010.3.27 - 20100.4.7： 完成概要设计2010.4.8 - 2

6、0010.4.15：完成成详细设计2010.4.16 - 2010.4.28：完成编码2010.4.29 - 20110.5.44： 完成软件测测试2010.5.5 - 20100.5.155：整理资料料、撰写毕业业论文2010.5.16 - 20100.5.20：根据导师师要求，完善善毕业设计和和论文指导教师对选题题报告的意见见：指导教师签名： 20099年12月1日河南大学20110届毕业论论文（设计、创作）任任务书题目名称 基基于AT899C52的太太阳能热水器器控制系统学院计算机与信息工工程学院学生姓名杨萍所学专业自动化学号060231003毕业论文(设计计、创作)要要求1. 可行性分

7、分析：完成系系统的技术可可行性分析2. 系统设计计：对系统中中用到的关键键技术进行初初步设计3. 程序开发发与调试：具具体进行项目目的开发4. 撰写论文文：完成论文文撰写毕业论文(设计计、创作)进进度安排2009.122.1 - 20100.3.5： 查找资料、搜搜集相关素材材2010.3.6 - 20100.3.266：完成需求求分析2010.3.27 - 20100.4.7： 完成概要设设计2010.4.8 - 20010.4.15：完成成详细设计2010.4.16 - 2010.4.28：完成编码2010.4.29 - 20110.5.44： 完成软件测测试2010.5.5 - 2011

8、0.5.115：整理资资料、撰写毕毕业论文2010.5.16 - 20110.5.220：根据导师师要求，完善善毕业设计和和论文需收集的资料和和指导性参考考文献1 郑郁正正.单片机原原理及应用.四川大学出出版社.20003.2 求是科科技.单片机机典型模块设设计实例导航航(第2版).人民邮电电出版社.220083 王庆. Prottel 999 SE&DDXP电路设设计教程(附附盘).电子子工业出版社社.200664 康华光光.电子技术术基础模拟部部分.高等教教育出版社.1999.5 谭浩强强.C程序设设计（第二版版）.清华大大学出版社.19996 基于nsp处理理器的太阳能能热水器智能能控制

9、系统.德州学院学学报第23卷卷第6期.22007年112月7 基于数数字温度传感感器DS188B20的分分布式测温系系统的设计.吉林化工学学院学报.第第20卷 第第3期.20003年9月月8 指导教师签签名：2009年年12 月 8 日河南大学20110届毕业设设计（论文、创创作）中期检检查表题目名称：基于于AT89CC52的太阳阳能热水器控控制系统学院计算机与信息工工程学院学生姓名杨萍所学专业自动化学号060231003一、毕业论文(设计、创作作)进展情况况已经搜集了大量量有关系统硬硬件及软件设设计的资料，并并查阅了有关关的书籍，通通过参考这些些资料，我已已经勾画出系系统硬件的整整体框图及各

10、各模块的电路路图。并根据据系统框图和和电路图，采用Prottel 999 SE 进进行硬件原理理图设计。后续工作是进行行系统软件设设计。二、毕业论文(设计、创作作)存在问题题及解决方案案存在的问题：在在数码管显示示温度时，需需要加两片驱驱动芯片，这这样会导致单单片机的I/O口不够用用。解决方案：选用用通用数码管管驱动芯片IICM72118，一片即即可。三、指导教师对对学生毕业论论文(设计、创创作)进展方方面的评语该生在做毕业设设计的期间，积积极认真，能能够及时分析析和解决遇到到的各种问题题。但是在数数据捕获模块块的数据显示示存在界面冻冻结现象，希希望在后续的的工作期间，很很好的解决这这些问题。

11、指导教师签名 20100年 4 月月 10日河南大学20110届毕业论论文（设计、创创作）综合成成绩表（一）学院名称：计算算机与信息工工程学院学 号060231003姓名杨萍专业自动化指导教师杜海顺（副教授授）综合得分论文题目基于AT89CC52的太阳阳能热水器控控制系统指导教师评语及及得分指导教师评语该生的课题选择择立意新，论论文叙述条理理清晰、详略略得当，并按按时完成了项项目所要求的的功能，是一一篇优秀的本本科论文。评分项目分值指导教师对毕业业论文（设计计、创作）评评分撰写开题报告、文文献综述155调查研究查阅整整理资料100学习态度与规范范要求10数据处理、文字字表达10论文（设计、创创

12、作）质量和和创新意识55合计100得分指导教师签名 20010年5月月20日评阅教师评语及及评分评阅教师评语该生论文语句流流畅，论点明明确，思路清清晰，符合本本科论文的要要求。评分项目分值评阅毕业论文（设设计、创作）评评分撰写开题报告、文献综述述15调查研究查阅整整理资料10学习态度与规范范要求10数据处理、文字字表达10论文（设计、创创作）质量和和创新意识55合计100得分评阅教师签名 20010年5月22日此表由教师填写写河南大学20110届毕业论论文（设计、创创作）综合成成绩表（二）学号060231003姓名杨萍所在学院计算机与信息工工程学院答辩委员会评语语及评分答辩委员会评语语该生答辩

13、过程中中思路清晰，反应敏捷，论文结构合理，条理清楚，达到本科毕业设计和毕业论文要求的标准，经答辩小组评议，同意通过论文答辩。答辩委员签字： 2010年年5月25日评分 项目 分值论文答辩小组评评分答辩情况论文质量合计（100）内容表达情况（15）答辩问题情况（25）规范要求与文字表达（20）论文（设计、创创作）质量和和创新意识（440）得分答辩委员会主任任签字： 22010年55月25日毕业论文（设计计、创作）成成绩综合评定定： 分综合评定等级：备注：一、论文的质量量评定，应包包括对论文的的语言表达、结结构层次、逻逻辑性理论分分析、设计计计算、分析和和概括能力及及在论文中是是否有新的见见解或创

14、新性性成果等做出出评价。从论论文来看学生生掌握本专业业基础理论和和基本技能的的程度。二、成绩评定采采用结构评分分法，即由指指导教师、评评阅教师和答答辩委员会分分别给分（以以百分计），评评阅教师得分分乘以20%加上指导教教师得分乘以以20%加上上答辩委员会会得分乘以660%即综合合成绩。评估估等级按优、良良、中、差划划分，优900-100分分；良76-89分；中中60-755分；差600分以下。三、评分由专业业教研室或院院组织专门评评分小组（不不少于5人），根根据指导教师师和答辩委员员会意见决定定每个学生的的分数，在有有争议时，应应由答辩委员员会进行表决决。四、毕业论文答答辩工作结束束后，各院应

15、应于6月200日前向教务务处推荐优秀秀论文以汇编编成册，推荐荐的篇数为按按当年学院毕毕业生人数的的1.5%篇篇。五、各院亦可根根据本专业的的不同情况，制制定相应的具具有自己特色色的内容。须须报教务处备备案。六、书写格式要要求：1. 目录；2. 内容提要要须书写2000左右汉字字，开题报告告（文科除外外）的内容要要根据不同专专业的课题任任务要求，阐阐述查阅文献献、文案论证证、解题思路路、工作步骤骤等；3. 正文（含含引言、结论论等）；4. 参考文献献（或资料）河南大学本科生生毕业论文（设设计、创作）承承诺书论文题目基于AT89CC52的太阳阳能热水器控控制系统姓 名杨萍所学专业自动化学 号060

16、231003完成时间2010年5 月20日指导教师姓名职职称杜海顺（副教授授）承诺内容：1本毕业论文文（设计、创创作）是学生生 杨萍 在导师 杜海海顺 的指导下独独立完成的，没有抄袭袭、剽窃他人人成果，没有有请人代做，若若在毕业论文文（设计、创创作）的各种种检查、评比比中被发现有有以上行为，愿愿按学校有关关规定接受处处理，并承担担相应的法律律责任。2学校有权保保留并向上级级有关部门送送交本毕业论论文（设计、创创作）的复印印件和磁盘。备注：学生签名： 指导教师师签名： 20100 年 5 月 20 日 2010 年 5 月 20 日说明：学生毕业业论文（设计计、创作）如如有保密等要要求，请在备备

17、注中明确，承承诺内容目 录摘 要当前能源紧缺，用用电紧张，太太阳能是绿色色能源，得到到广大用户的的喜爱。本文文介绍了用液液位检测集成成芯片LM10422、温度传感感器DS188B20和AA/D转换芯芯片ADC00804,以AT89CC52 单片机作为为主控元件的的太阳能热水水器液位和温温度显示及控控制系统。对太阳能热热水器的控制制系统进行了了全新的智能能设计,可以实现：水箱中水位位、水温的智智能控制与显显示；自动排空水水箱至淋浴器器间管道(也是上水管管道) 中的存水水；智能处理再再利用管道排排空的水等。使太阳能热热水器操作性性能、利用功功能、扩展范范围、产品档档次等诸多方方面得到提高高。解决了

18、普普通太阳能热热水器上水时时水满益出；上(下) 水管道需需要保温；使用前需要要放出水管中中大量冷水等等问题。关键词：太阳能能；液位控制；温度控制；水水管排空Abstracct Witth thee currrent eenergyy and powerr shorrtage, solaar eneergy wwhich is grreen eenergyy is bbecomiing moore annd morre poppular with the mmajoriity of userss. This aarticlle desscribees thee conttrol ssystemm

19、 of ssolar energgy watter-heeater basedd on aa liquuid leevel ddetecttion LLM10422, temmperatture ssensorr DS188B20, A / D connversiion chhip ADDC08044 and AT89C52 microocontrrollerr as aa mastter deevice .Carriied onn an aall neew intelliigencee desiign too the contrrol syystem, it caan carrry ouut

20、: Inntelliigencee conttrollinng andd maniifestaation of waater llevel, waterr tempperatuure inn the waterr tank; Autoomaticc empttying pipe line row betweeen taank annd shoower mmachinne to save waterr; Thee intellligencce proocessiing annd makking uuse off the waterr agaiin. Thhese iimprovve thee p

21、erfformannce off the solarr enerrgy waater-hheaterr greattly. The ssystemm solvves soome prroblemms whiich a commoon sollar ennergy waterr heaater eexistss suchh as, overfflowinng wheen thee tankk is ffull; the ppipe lline nneed aa heatt presservattion ;Need to leet outt in ggreat quanttitiess coldd

22、 wateer in the ppipe lline bbeforee use.Key worrds: ssolar energgy; liiquid contrrol; ttemperraturee dispplay; pipe line row eempty第1章 绪 论1.1 开发发背景及意义义近些年来，太阳阳能的开发和和利用已越来来越受到人们们的重视和青青睐，因为节节能、环保、使使用方便等因因素，太阳能能热水器发展展速度更是迅迅猛。安装太太阳能热水器器已成为房产产开发商售防防的诱人条件件之一，随着着人们的消费费意识、消费费层次和消费费要求的提高高，普通太阳阳能热水器上上水时水满溢溢出；

23、冬天太太阳能水温偏偏低；上（下下）水管道需需要保温；使使用前需要放放出管道中大大量冷水等诸诸多弊病需要要解决。针对对上述问题，本本文设计了以以AT89CC52单片机机为核心的太太阳能热水器器智能控制系系统，实现了了水箱中水位位及温度的智智能控制与显显示；自动排排空水箱至淋淋浴器（上下下水共用）管管道间的存水水；为了使排排空管道时的的水不浪费掉掉，在浴室内内部又设置了了一个室内水水箱，以备他他用。同时，也也可实现手动动上水，使用用方便。使太太阳能热水器器系统的操作作性能、利用用功能、扩展展范围、产品品档次等诸多多方面实现质质的飞跃。使使用户省心、智智能运行。1.2 本文文研究的内容容本文经过调研

24、及及收集相关技技术资料，提提出如下技术术方案。以AAT89C52为为核心，利用用液位传感器器LM10442、测温元元件DS188B20、发发光二极管及及数码管实现现以下性能：l 水温数码显示，测测温范围099，精度0.5；l 水位分五档显示示（缺水、220、50、80、100）；l 智能上水控制、具具有缺水上水水和手动上水水等功能；l 输水管道排空水水控制，在水水箱上水或洗洗浴完毕后自自动把上水管管道内的水排排出。系统控制和主要要结构框图如如图1.1所所示：图1.1 系统组成框图第2章 系统统硬件设计2.1 系统统总体功能概概述该系统以AT889C52作作为核心控制制部件，外加加液位传感器器、

25、测温元件件、一片A/D转换芯片片、五个发光光二极管、两两个数码管及及驱动芯片来来达到系统的的性能要求。LM1042外接的热阻探针温度的变化依赖于周围材料的热阻的大小，而空气和液体的热阻大小有很大差别，从而可以根据探针在液体中的深度不同时电阻的不同检测出液位的深度信息，由LM1042内部转换电路网络转换为与液位成线性关系的电压信号，再由8位逐次逼近型A/D转换芯片ADC0804将模拟信号转换为数字信号，实现液位信息的输入。AT89C52从ADC0804读取液位信息后进行数据处理，结合DS18B20测得的温度进行液位和温度的显示及阀门的控制。图2.1为系统统整体结构图图：图2.1 系统整体结构图各

26、部分功能： 1.电电源部分提供供+5V电压压供系统使用用。 2.按按键部分用来来实现手动上上水。 3.LLM10422实现液位信信息到电压信信号的转换。4.ADC08804将液位位传感器输出出的电压信号号经A/D转转换后送到单单片机。5.DS18BB20实现温温度检测。 6.AAT89C52为为处理器，实实现液位信息息和温度信息息的接收、数数据处理和输输出到发光二二极管和数码码管显示。2.2 核心心芯片选择核心控制系统采采用ATMEEL公司899系列的一款款单片机ATT89C52，此此单片机包含含一个8位CCPU、2556字节的片片内RAM和和片内Flaash存储器器、4个8位位的双向可寻寻址

27、I/O口口、1个全双双工UARTT的串行接口口、3个166位的定时/计数器、多多个优先级的的嵌套中断结结构（8级中中断，可实现现多个优先级级的嵌套）、一一个片内振荡荡器和时钟电电路。在AT89C552单片机结结构中，显著著的特点是内内部含有Fllash存储储器，使用户户在开发过程程中十分容易易修改程序，缩缩短系统的开开发周期。同同时，它继承承了CMOSS产品低功耗耗的特点，有有两种产生低低功耗的方式式：空闲方式式和掉电方式式。在空闲方方式下，CPPU停止工作作，RAM和和其他片内的的部件继续工工作，此时的的电流大约是是正常工作方方式下的155%。在掉电电方式下，电电流可降到115uA以下下。A

28、T89C522单片机有多多种封装方式式：PDIPP封装、方形形的PLCCC和PQFPP/TQFPP封装，使用用方便。其引引脚结构图如如图2.2：图2.2 AT89C52引脚图2.3 液位位检测2.3.1 液位传感器器 本次设计液位位传感器选用用集成芯片LLM10422，实现液位位信号到电压压信号的转换换。LM10042是用于于液位检测的的专用集成电电路，它内部部集成了所有有控制热阻探探针、检测热热阻探针的短短路和开路所所需的监控电电路，具有很很强的功能。LM1042使使用热阻探针针技术来测量量非可燃性液液体的液面高高度，它能提提供一正比于于液位高度的的输出，可进进行单次或重重复测量，所所有控制

29、热阻阻探针、检测测热阻探针的的短路和开路路所需的监控控电路都集成成在LM10042芯片内内部。此外该该芯片还可采采用其它传感感器信号或线线性输入作为为输入信号。该器件采用166脚DIP封装装。芯片的主主要特点如下下：l 可以选择热阻或或线性信号作作为输入；l 集成有热阻探针针的控制电路路；l 可单次测量或重重复测量；l 在复位时切换，延延时功能可避避免瞬态信号号的影响；l 具有探针短路、开开路检测功能能；l 电源或控制输入入端具有500V的瞬态电电压保护电路路；l 电源范围7.5518V；l 内部有电源调节节器；l 可在4080的工作作温度范围内内工作。热阻探针工作的的基本原理是是基于功率在在

30、探针上耗散散，探针温度度的变化依赖赖于周围材料料的热阻的大大小，由于空空气和其它气气体相对于水水和油来说是是热的不良导导体，利用这这一点有可能能测量探针等等浸入液体媒媒介的深度。其其原理如图22.3所示：图2.3 测温原理图在测量周期中，一一固定的驱动动电流I施加加到探针上，在在测量的起始始时刻和结束束时刻探针两两端的电压被被采样，得到到电压差VV0由于空气气的热阻RTTHA大于油油的热阻RTTHO，由它它们引起的温温度变化分别别为T1和和T2，相相应的探针电电阻也会随着着改变为RR1和R22差值，在每每单位长度上上产生相应的的电压变化V1和VV2。电压差差V由下式式给出：V=LAAV1/LL

31、(LLLA)V11/L由于V1V2，RTTHARTTHO，VV会随着探针针在空气中长长度的增加而而增大。在实实际应用中，为为获得最佳效效果，探针需需要具有高的的温度系数和和低的热阻时时间常数，为为避免误触发发探针短路开开路检测器，探探针电压必须须介于0.77V和5.33V之间，对对于200mmA的电流容容许的探针阻阻值范围是33.5到224。在图2.4中，77脚和10脚脚是用于探针针2的调整，由由于本系统只只用到探针11，故只需将将7脚和100脚接地即可可；1 脚是是热阻探针输输入端；5脚脚是探针故障障检测端；66脚是电源端端；3、4脚脚分别接PNNP管的发射射极和集电极极用于给探针针提供20

32、00mA的固定定电流；166脚为模拟电电压输出端，输输出与液位成成正比的模拟拟电压；122、13脚用用来调整探针针的测量周期期；9、144脚外接两个个电容作为探探针的记忆电电容，记忆探探针的电压值值。图2.4 LM1042电路图2.3.2 AD转换电路路由于LM10442输出的是是模拟信号，须须经AD转换换器转换成单单片机可处理理的数字信号号，且考虑到到该装置是应应用于太阳能能热水器中，无无需高精度，故故选用8位AAD转换器AADC08004进行ADD转换即可。ADC08044型8位全MMOS A/D转换器是是中速廉价型型产品之一。片片内有三态数数据输出锁存存器，与微处处理器兼容，输输入方式为

33、单单通道，转换换时间约为1100s。它的非线线性误差为1LSB。电电源电压为+5V。其引引脚图如图22.5所示：图2.5 ADC0804引脚图 被转换换的电压信号号从Vin(+)和Viin(-)输输入。允许此此信号是差动动的或不共地地的电压信号号，模拟地和和数字地分别别设置引入端端，使数字电电路的地电流流不影响模拟拟信号回路，以以防止寄生耦耦合造成的干干扰。Vreef/2端不不必外接电源源，悬空即可可。/CS是是片选端，/WR是控制制芯片启动的的输入端；/INTR是是转换结束信信号输入端，输输出电平由高高跳低则表示示本次转换已已经完成，可可作为中断或或查询信号。ADC08044片内有时钟钟电路

34、，只要要在外部“CLKR”和“CLK”两端外接一一对电阻和电电容即可产生生A/D转换换所需要的时时钟，其振荡荡频率为fcclk1/1.11RC。本次次设计选用RR=10k，C=1550pF，此此时fclkk640kHHz。其与单单片机的接口口电路如图22.6所示：2.4 温度度检测对水箱水温的测测定，采用了了较为先进的的DS18BB20集成模模块温度传感感器，该传感感器将温度信信号以数字量量传给单片机机，无需其他他的外围电路路，一条口线线，电路简单单，使用稳定定，可以方便便的实现单片片机对温度参参量的读取。DDS18B220采用3脚脚PR_355封装或8脚脚SOSI封封装，管脚排排列如图2.7

35、所示。 图2.7 DS18B20封装图DS18B200内部结构如如图2.8所所示，主要由由4部分组成成：64位RROM；温度度传感器；温温度报警触发发器TH和TTL；配置寄寄存器。考虑虑到系统功能能的限制，传传感器的报警警功能没有使使用。图2.8 DDS18B220的内部结结构示意图单总线即只有一一根数据线，系系统中的数据据交换、控制制都由这根线线完成。其基基本的通信过过程如下：l 主机通过拉低单单总线至少4480us产产生复位脉冲冲。l 然后由主机释放放总线，并进进入接收模式式。主机释放放总线时，会会产生一由低低电平跳变为为高电平的上上升沿。l 单总线器件检测测到该上升沿沿后，延时11560

36、uus。l 单总线器件通过过拉低总线6602400us来产生生应答脉冲。l 主机接收到从机机的应答脉冲冲后，说明有有单总线器件件在线，然后后主机就可以以开始对从机机进行ROMM命令和功能能命令操作。所有的读、写时时序至少需要要60us，且且每两个独立立的时序之间间至少需要11us的恢复复时间。在写写时序中，主主机将在拉低低总线15uus之内释放放总线，并向向单总线器件件写1；若主主机拉低总线线后能保持至至少60uss的低电平，则则向单总线器器件写0。单单总线器件仅仅在主机发出出读时序时才才向主机传输输数据，所以以，当主机向向单总线发出出读数据命令令后，必须马马上产生读时时序，以便于于单总线器件

37、件能传输数据据。DS18B200可以使用外外部电源VDDD，也可以以使用内部的的寄生电源，无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5K左右的上拉电阻。本系统选用外部电源，即在VDD端口接5V的电压。故单片机与DS18B20的连接图如图2.9所示： 图2.9 AT89C52与DS18B20的连接图2.5 显示示电路2.5.1 温度显示电电路常用的LED显显示器有7段段或8段，有有共阴极和共共阳极种。本本次设计选用用的是7段共共阴极。由于单片机I/O的电气特特性决定了单单片机的端口口的驱动能力力有限，一般般的，单片机机的端口只是是驱动TTLL电平，不提提供或者提供供很小的驱动动电流，所以以在

38、带负载时时，单片机应应当在I/OO口加上驱动动芯片。本次次设计选用IICM72118数码管驱驱动芯片。ICM72218 是INTERSSIL公司生生产的一种性性能价格比较较高的通用88 位L ED 数码管驱动动电路，28 脚双列列封装，可与多种单单片机接口使使用。ICMM7218 的输出可直直接驱动L ED显示器器，不需外接驱驱动电路，其构成的显显示电路结构构简单，使用方便。IICM72118A显示电电路如图2.10所示：图2.10 温度显示电路 本系统显显示用的2位位七段数码管管由数码管专专用驱动芯片片ICM72218A驱动动，27、33、1、255、2、244、26脚分分别接数码管管的ag

39、，115、16脚脚为位选，分分别控制2位位数码管的亮亮灭，ID007为数据据线，接单片片机P0口，/WRITEE、MODEE是写控制位位和模式控制制位，分别接接单片机P22.5、P22.6。2.5.2 液位显示电电路 考虑到热热水器的液位位显示只需给给人以直觉上上水量的多少少（即当前水水量占总容积积百分比），而而不必给出当当前液位的具具体数值。故故选用5个发发光二极管，用用它们的亮灭灭来显示水位位的五种状态态。发光二极极管、按键与与单片机连线线如图2.111所示：图2.11 发光二极管、按键与单片机连线图 1. 发光二极管发光二极管在两两端的电压差差超出其导通通压降时开始始工作，发光光二极管的

40、导导通压降一般般约为1.771.9VV。此外，工工作电流要满满足该二极管管的工作电流流，满足电流流和电压的要要求，二极管管就可以发光光了。单片机机系统中往往往是数字信号号，其电源不不是5V就是是0V，所以以只要将二极极管的正负极极和电源对应应上就可以了了。在发光二极管前前面要接一个个电阻，这个个电阻的作用用在于限制二二级管的电流流，从而达到到减少功耗或或者满足端口口对最大电流流的限制。一般二极管的点点亮电流为55mA100mA，在55V电源驱动动时，厂家多多采用4700 。限流电阻阻，在该设计计中选用5110，这样既不不会超出单片片机的I/OO口最大限流流，二极管也也比较明亮。使用五个发光二二

41、极管来表示示液位的五种种状态：全亮亮时对应水满满，全灭时对对应缺水，仅仅D1亮时对对应20，仅D1和和D2亮时对对应40，D1、DD2、D3亮亮时对应600，仅D5灭时时对应80。2. 按键当有按键被按下下时说明用户户要手动上水水。按键使用用上拉电阻方方式接入单片片机。未按下下时对单片机机输入一个高高电平，按下下后输入一个个低电平。键的闭合与否，反反映在行线输输出电压上就就是呈现出高高电平或低电电平，如果高高电平表示断断开的话，那那么低电平则则表示闭合，所所以通过对行行线电平的高高低状态的检检测，便可以以确认按键按按下与否。为为了确保CPPU对一次按按键动作只确确认一次按键键，必须消除除抖动的

42、影响响。3. 电磁阀电磁阀在本次设设计中是输出出设备，用来来控制上下水水，24V三三极管电磁阀阀驱动电路图图如图2.112所示。系系统中用到三三个电磁阀控控制水箱和水水管的连接。图2.12 电磁阀与单片机的连接目前市场上的太太阳能热水器器大都装有管管道保温装置置，以防在冬冬天管道中的的水结冰，即即使不结冰，在使用前也要放掉管道中的全部冷水,不但给使用者带来了很多的不便,也对水资源形成了较大的浪费。为此设计了水管排空功能,在水箱下安装一个电磁阀,当关闭上水阀和水箱的阀门，停止向水箱加水后,开启通往小水箱的电磁阀门,则单向阀进气使水管内存水排至室内小水箱,完全把水管内的存留水排出水管,从而达到在使

43、用时直接使用热水和节水的目的。电磁阀的开关全由单片机控制,在上水和洗浴完毕后单片机发出电磁阀1和电磁阀2关闭,电磁阀3开启的放水指令,10s后关闭电磁阀3,系统处在待命状态。同时打开电磁阀2和电磁阀3即可给室内水箱供水,供水完毕后再执行管道排空水指令使整个系统处在待命状态。2.6 电源源电路为了使单片机有有一个稳定的的工作环境,且各组件都正常的工工作,特别制作了了5V的直流稳稳压电源。电电源电压器将将220V的的交流电压变变为所需电压压值，然后通通过桥式整流流电路将交流流电压变成脉脉动的直流电电压。由于其其含有较大的的纹波，必须须通过滤波电电路加以滤除除，以得到平平滑的直流电电压最后通过过稳压

44、电路维维持输出直流流电压稳定。本电路的特点是是：电源输出稳稳定,具有较好的的抗干扰能力力。输出标准的的5V直流电压压。给整个控制制系统供电,电源电路如如图2.133 所示：图2.13 电源电路图第3章 系统统软件设计3.1 软件件功能概述 在系统的硬件件确定以后，功功能完善的软软件能够很好好的指导和协协调硬件的工工作，可使系系统发挥其最最大的作用，并并且便利以后后的更新换代代升级。一个完整的系统统都离不开对对系统状态的的监控，为了了更好的协调调软件、硬件件各个部分正正常工作，就就必须对整个个系统进行严严密监控。在在本系统中定定时器T0中中断服务程序序担任液位数数据读取、处处理和输出显显示任务，每每隔一定的时时间对A/DD转换进行一一次采样，并并进行相应的的处理，再经经过发光二极极管来实现液液位的显示。而而定时器T11中