毕 业 设 计题 目： 智能型太阳能热水器测控仪设计 诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）任务书 题目： 智能型太阳能热水器测控仪设计 一、 基本任务及要求： 设计一个以MCS-51单片机为控制核心的太阳能热水器测控器，采用液晶显示，运用菜单式导航按键，具有全天候定时上水、加热，水温、水位预置，北京时间显示等功能。 本课题任务是 1 系统的总体方案设计与确定 2 系统的硬件结构及电路设计 3 系统的软件设计及部分仿真调试 4 完成文献综述、开题报告及设计说明书的撰写工作。 二、 进度安排及完成时间：第1周-第3周 查阅相关资料，搜集课题所需资料，了解课题现状、课题研究的目的和意义，完成开题报告和文献综述。 第4周-第5周 系统总体方案设计 第6周-第7周 毕业实习、撰写实习报告 第8周-第9周 系统硬件结构设计 第10周-第11周 系统电路设计 第12周-第14周 完成软件的详细设计及部分仿真 第15周 毕业论文审定、打印，答辩准备 第16周 毕业设计答辩 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 引言11.2 太阳能热水器的发展现状和前景展望11.3 太阳能热水器控制仪的现状21.4课题主要内容和要求3第2章 总体方案的设计42.1 总体方案的确定和设计42.2 主体硬件电路的设计及指导思想52.3 主体软件控制部分的设计思路6第3章 硬件结构及电路设计73.1 总体设计方案73.1.1硬件结构设计图73.1.2主控制器的I/O口分配明细表73.2主要电子元件的特点和选择83.2.1单片机的选择83.2.2 DS12887时钟芯片83.3 水位监测电路及其工作原理93.4 温度监测电路及控制原理103.4.1 DS18B20测温原理103.4.2 温度监测电路113.5 液晶显示器及接口电路113.5.1 液晶显示器的特点、分类及其他123.5.2 液晶显示器与单片机接口电路123.6 报警电路133.7 键盘接口电路133.8 复位电路143.9 电加热、电磁阀控制电路153.9.1 光电耦合器153.9.2电加热、电磁阀控制电路15第4章 单片机应用系统软件的设计174.1 软件总体设计思路174.1.1操作界面效果图174.1.2主要程序模块图174.2 主程序模块184.2.1 内存地址的分配表184.2.2 主程序的初始化内容184.2.3 主程序模块流程图184.2.4 主程序初始化194.3 温度测量模块204.3.1温度监测子程序204.3.2数据处理子程序214.4 水位测量模块224.5时间整定模块234.5.1 DS12887初始化子程序234.5.2 读当前时间子程序234.6 LCD显示模块234.7 键盘模块244.7.1键盘模块描述244.7.2键盘扫描子程序流程图244.8中断模块254.8.1 外部中断1子程序254.8.2 定时器T0中断子程序26第5章 系统仿真与调试285.1 Proteus仿真环境285.2系统调试过程295.3部分硬件仿真及调试结果315.3.1 DS1302仿真及调试结果315.3.2 DS18B20仿真及调试结果315.4系统局部仿真及调试结果325.5系统设计不足与改进335.1自动清洗功能335.2防冻处理335.3辅助上水功能33结束语34参考文献35致谢36附录1 程序清单37附录2 系统硬件结构图48单片机太阳能热水器测控仪设计摘 要: 随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因逐渐为人们所认识，“低碳经济”这一概念开始进入人们的视野。太阳能热水器以其廉价、节能的特点，受到广大消费者的青睐，与之配套的控制器设计问题一直受到人们的关注。为解决水温水位的自动控制问题，本课题以单片机为控制核心，结合水温水位传感技术，设计了具有水温水位控制的太阳能热水器自动控制系统。该控制系统通过按键设置控制方式，可实现全天候不间断提供热水，而且具有防止空烧和高低水温水位报警功能。本文主要介绍了单片机太阳能热水器测控仪的硬件、软件的设计和调试方法等内容。关键词：太阳能热水器；单片机；测控仪；DS18B20。The Design of Solar Energy Heater Controller Based on MCUAbstract：With the global population and economic scale continuous growth, energy use brought the environmental problems and causes for people gradually recognized, low-carbon economy this concept began to enter into peoples perspective. The Solar Energy Heater is becoming more and more popular for its characteristic of low price and energy conservation，And that supporting controller design issue has got the attention of people . To solve the problem of water temperature and water level automatic control, This topic is MCU control core, combining water temperature and water level sensing technology, has designed the solar energy water heater automatic control system of water temperature and Water level control . The control system through the button control mode, may realize all-weather provides the hot water uninterruptedly, And it can prevent empty burning 、high and low water temperature and water level alarm function . This article mainly introduced the single-chip microcomputer control solar water heater of hardware, software design and debug method, etc.Keywords: Solar water heater; MCU; Measurement instrument；DS18B20.48第1章 绪论1.1 引言能源是人类生存和社会发展的物质基础，一个能够持续发展的社会应该是一个既能满足当前需要又不危及后代人前途的社会。因而，随着世界性能源短缺和环境污染的日益严重，节约能源和寻找新的可再生无污染的能源就摆在了人们的面前。节约能源，尽可能多的用洁净能源代替高碳量的矿物燃料，也就成为能源和环境建设必须好遵循的基本原则之一。在近代的100多年间，人们对各种太阳能利用方式进行了广泛探索，逐步明确了发展方向。20世纪70年代以后，世界各国加大了对太阳能研究开发的投入，太阳能热水、太阳能建筑、太阳能光伏发电等利用项目发展速度迅速，规模逐渐扩大。早在1973年，美国就制定了政府级的阳光发电计划。而后许多国家都制定了相应的发展计划。80年代，日本、澳大利亚、美国、以色列和希腊等