电子信息专业自动化(附件)【字数：10978】
随着不可再生能源的日渐枯竭，太阳能作为循环清洁新能源，在农业、交通、宇航等众多领域得到了广泛的应用。针对现在普遍家用太阳能热水器存在无法对水温进行监控以及对水位检测的问题，本文提出一种太阳能热水器的水温水位检测系统的设计方法，其主要研究内容包括（1）对应用太阳能热水器的意义、国内外的研究现状、发展前景以及市场竞争进行详细的分析和总结，并依据研究现状以及市场分析提出了基于单片机的太阳能热水器水温水位检测系统的总体设计思路。（2）详细分析了每个模块所用到的芯片的工作原理、内部原理图、引脚功能，针对设计要求设计出水温检测、水位检测、显示等模块的电路图，并对电路图的工作流程做了详细分析。（3）根据太阳能热水器水温水位检测系统的设计要求，将各个模块结合形成完整而系统的电路图，并设计出每个模块的程序流程图，依据程序流程图编写了基于C语言的控制程序。（4）在Protues仿真软件中绘制硬件电路，并在KEIL软件中编译控制程序，通过KEIL软件与Protues仿真软件的联调，实现了水温水位的检测和显示、设置水温范围的功能。关键词单片机；太阳能热水器；水温及水位控制
目 录
第一章 绪论 1
1.1应用太阳能热水器的意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 太阳能热水器的发展以及市场竞争的分析 3
1.4 论文结构安排 5
第二章 总体方案设计及子模块设计原理 6
2.1总体方案的设计原理 6
2.2子模块的设计原理 7
2.2.1温度控制系统 7
2.2.2水位控制系统 7
2.2.3报警系统 7
2.3 本章小结 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1系统设计要求 9
3.2各单元电路设计 10
3.2.1单片机控制单元 10
3.2.2时序与时钟电路 12
3.2.3复位电路 13
3.2.4 温度检测控制电路 14
3.2.5 水位检测电路设计 18
3.2.6 报警电路设计 19
3.2.7显示电路设计 20
3.2.8继电器 23 style="display:inline-block;width:630px;height:85px" data-ad-client="ca-pub-6529562764548102" data-ad-slot="6284556726"> (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({ });
目 录
第一章 绪论 1
1.1应用太阳能热水器的意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3 太阳能热水器的发展以及市场竞争的分析 3
1.4 论文结构安排 5
第二章 总体方案设计及子模块设计原理 6
2.1总体方案的设计原理 6
2.2子模块的设计原理 7
2.2.1温度控制系统 7
2.2.2水位控制系统 7
2.2.3报警系统 7
2.3 本章小结 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1系统设计要求 9
3.2各单元电路设计 10
3.2.1单片机控制单元 10
3.2.2时序与时钟电路 12
3.2.3复位电路 13
3.2.4 温度检测控制电路 14
3.2.5 水位检测电路设计 18
3.2.6 报警电路设计 19
3.2.7显示电路设计 20
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3.2.9 按键电路 24
3.3 本章小结 25
第四章 软件设计 26
4.1主程序设计 26
4.2子程序设计 26
4.2.1温度采集 26
4.2.2读温度 27
4.2.3控制按键设计 28
4.3 部分程序展示 29
4.4 本章小结 30
第五章 系统软硬件仿真调试过程及结果 31
5.1 PROTEUS仿真软件 31
5.2 软件调试过程 31
5.3 软硬件联合仿真结果 31
5.3.1 温度显示仿真 32
5.3.2 水位显示仿真 32
5.3.3 辅助加热装置仿真 33
总 结 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
附录1 系统原理图 .......................................................................................................................................38
附录2 源程序..................................................................................................................................................39
附录3 引脚功能详述..............................................................................................................................49
第一章 绪论
1.1应用太阳能热水器的意义
随着不可再生资源的越用越少，面临着资源枯竭的危机，反观太阳无时无刻不在发生核聚变反应，产生的功率极高，即使地球能接收到的功率是几十万分之一，接收的功率百分比很小，但是也相当于世界发电量的几十万倍，据计算太阳能供给的能量足够人类使用600亿年[1]。
本次毕设设计的太阳能热水器，是一种节能、经济、绿色、安全的一款绿色能源产品，使用太阳能作为能源供给：
（1）属于清洁能源不会产生废气废水废渣等废物，在环境污染愈演愈烈的今天，绿色环保的产品更受青睐。
（2）根据用户24小时都需要提供热水的要求，有太阳的时候使用太阳能，夜晚或者阴天时使用辅助加热装置，大大节省了电能，进而节省了不可再生资源的浪费。
（3）大幅度降低安全隐患，避免给用户造成生命财产的安全问题，经过研究人员多次的创新优化操作也变得非常简单，给用户带来了非常方便的使用体验。
截至到现在，太阳能热水器在我国使用非常普遍，仅1997年一年销售出去的太阳能集热板就达到了300万平方米。根据调查数据[2]显示，我国在太阳能热水器产业方面的领域项目内容很丰富，具有大好的发展前景以及巨大的市场潜力。大力着重开发利用太阳能，对于贯彻落实科学发展观，建设资源节约型社会，促进人类社会的可持续发展都有着重要意义和重大影响。
1.2 国内外研究现状
随着时代的进步，科技的发展。人民生活水平不断的提高，太阳能热水器在我国逐渐兴起，不管是农村，还是城市。太阳能热水器都随处可见。而且这种趋势正在逐步扩大，也就是说越来越普及。究其原因，主要有两个方面：
国家的大力倡导。
人民生活水平的提高。
由于我国大力倡导节能减排，保护环境[3]。人们的思想觉悟也越来越高，也逐渐意识到环保的重要性因此，太阳能热水器也逐渐普及开来，不仅使用方便，而且有利于环境保护。于人于社会，都有很大的好处，另外，相对于传统的浴霸，太阳能热水器不仅清洁，而且省电，而传统的浴霸，不仅能耗很高，而且还不方便，比如，碰到停电的时候，也就无法使用。但是，它有一个巨大的优势，就是成本低廉。也就是安装成本低，但是后期耗电量高。如果用户经常使用，胡面临着巨额的电费。相对于成本高的太阳能，后期耗费相对较少。但是随着人民生活水平的普遍提高，收入也逐渐增高。又加上国家对太阳能设备的补助也相对提高，又加上人们思想觉悟的提高。所以太阳能热水器自然而然的也就成为了人们的首选，并且成直线上升姿态[4]。
但是，跟国外的太阳能热水器相比。我国厂家生产的太阳能热水器，在技术上还有一定的差距。例如：功能单一。一般，国产太阳能热水器只有洗浴这个简单功能。其他的功能相对不太完善，也没有开发出来。另外，普通民众很难掌握其基本操作，设计没有达到人性化。不仅如此，最大的缺点在于产品质量参差不齐。可靠性难以得到保证，大大的降低了人们对产品的困惑。近年来，市场上的太阳能热水器出现了大大小小不少的问题。比如一些产品出现检测系统异常等情况，给用户造成了很多不必要的麻烦。另外，也就是把太阳能资源融入到自动化的问题。这个问题始终是困扰着国产厂商的一个难题，难以彻底解决。国内仅仅具有水温测控功能，可以显示温度大小。虽然可以做到这一步，但是也难以满足生活中的需求。例如:
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