, , , , , , , , , , , , , , , , , , , 第法 利用太阳能的缺点，充分发挥太阳能热水器和电热水器的各自优势。 第二章设计思路及要求 本设计的目的和意义 本设计具有很强的实用性,用成本低廉的电阻式传感器以及电极配以单片机技术 对生产实际中的太阳能热水器的水温的控制以及水位的显示。本装置电路简单实用 性强性价比高水温控制灵活，水位显示直观醒目。可广泛应用于家庭生活对太阳 能热水器的水位显示与水温控制。具有良好的市场前景。 设计要求和目的 掌握太阳能热水器的工作原理及实现控制方法 太阳能热水器水位的检测和显示 太阳能热水器温度的检测和显示 太阳能热水器水温的设定和电加热器的控制 太阳能热水器上水水位的设定和控制 编写控制流程图及单片机控制程序 本设计实现思路及方法 水位由潜入储水容器不同深度的水位电极和潜入容器底部的公共电极导线检 测并由四个绿色发光二极管显示若无水则绿灯不亮若有四分之储水箱的 水亮盏绿灯通过观察绿灯点亮的数量可识别水位的高低，这里取段显示，也可 根据需要进行增减。 水温由四个数码管显示，前三个数码管显示的为温度最后个数码管我们只 用到了四段码显示为温度的符号，水温有效值最多可显示为。 第三章硬件设计 控制系统组成及工作原理 系统组成如图所示，本系统主要由控制器自动控制阀手动控制阀 水位检测电极水温检测传感器电阻加热丝储水箱等组成 控制器主要通过里面的电磁阀控制和的通断，控制水温检测传感器检 测水温控制水位检测传感器检测水在水箱中的位置以及控制电阻加热丝加热。 自动控制阀主要通过控制器控制，当水箱中的水的实际温度大于所设置的温度 时，自动阀就自动打开往水箱中上水，直到上到上个目标水位为止。 手动控制阀当自动阀损坏时，可以通过手动阀进行上下水。 水位检测电极主要用来检测水箱中水的位置，主要把水箱分成四等分，共有 五个电极，接地的电极放在最水箱的最底下，其余分别放在四等分点上，比如当水箱 中的水在第等分和第二等分之间，则显示水箱中有四分之的水，当超过第二等分， 则显示二分之的水。 水温检测传感器主要用来检测水箱中水的实际温度。 电阻加热丝主要用来加热水箱中水，使其达到用户所需要的温度。 太阳能热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能晨水加热控制温水循环 控制冷水集热控制水箱加热控制。 早晨水温控制 由于清晨太阳光较弱，所以太阳能热水器从系统发挥作用。为了提供温度不低于 摄氏度的水，热水器在清晨点之间对水箱进行电加热，具体控制过程如下 首先，关闭冷水阀门和循环水阀门，然后微机开始进行水箱的温度采集， 同时进行温度的比较，当水箱的温度小于摄氏度时，电热器接通进行加热，同 时微机继续对热水箱的温度进行采集。当温度加热到大于摄氏度时电热器断开， 如此反复循环保证了温度的稳定。 循环水集热过程 早晨水温控制之后点，设定当日的水箱温度由两位次齿轮开关 设定，输入微机，再利用微机控制系统，通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温 度。具体控制过程如下 打开循环阀门，关闭冷水进水阀门，热水阀门处于空控状态。然后开始 比较温度，若摄氏度，为止。如若，那么循环水集热过程结 束，进入冷水集热控制过程。 冷水集热控制 此时热水箱温度已达到了，冷水要进入太阳能集热器，这时温度为，和当日 的设定温度值相比较，若则将已加热的水送入热水箱，每天的控制时段大概为 点点。具体控制过程如下 关闭循环水阀门，打开冷水阀门，热水阀门处于可控状态。若， 打开热水阀门并将保持段时间，若，关闭继续给太阳能集热器加热， 知道温度答应，当打开时此时比较水管水温与的值，若阀门继续 保持打开状态，否则关闭。可见，次过程充分利用太阳光能转化为热能，方便快 捷。 水箱加热控制 此时，也许你会问如果没有日照或者日照较弱时，到了晚上我们是否还能洗上热 水澡吗答案是肯定的，不要忘了这款热水器还有个从系统，这时它就要发挥作用 了。热水箱温度为，将它和设定值相比较，从而控制是否打开电加热，控制时 段为下午，具体过程如下 若，电加热接通否则，电加热断开，而且，点点中的每个小时有 下表的关系 表温度比较 时间时温度比较加热值度 最终热水箱的温度加热到设定值。由此可见，即使没有日照我们照样可以洗上 热水澡了。 综上所述，太阳能供热控制系统不仅节约而且高度只能化，方便省事，不论日常 家居，还是对宾馆学校等都是最佳选择。 控制装置的工作原理本控制系统分为手动和自动两种控制方式，在系统处于自 动状态下，当检测温度高于设置温度，且水位未达到最高时，控制器打开电磁水阀 和进行上水，同时点亮上水指示灯，当水位上至上目标水位时，自动停止 上水即关闭电磁水阀和，若水箱内无水，则自动上水至最低水位处。 在系统处于手自动状态下，可自由上水或停止上水上水时水箱水位必须未满， 若水位达到最高则自动停止上水若需要启动加热器则必须先设定加热温度，然后按 下加热键进行加热若需洗浴时，则需打开手动阀，系统自动打开电磁水阀， 可通过自由调节水温当电磁水阀和损坏或停电时，可通过打开 和进行上下水解决燃眉之急此系统设置是为了防止冬天气温过低引起水管 因内有积水而冻裂即手动打开此阀放完水管中的积水 主要原器件介绍 高性能位单片机 是个低功耗高性能位单片机，只读程序存储 器,内部数据存储器,该微处理器采用公司的高密度非 易失性存储技术生产，兼容标准指令系统，引脚兼容和芯片， 片内的存储器可以像常规程序存储器样进行烧写，片内总共有 字节的用户数据区，而字节的内部扩展数据区需通过清的位并用 指令访问，片内置通用位中央处理器和存储单元，另个区与 之系列兼容的单片机是致的，结合通用的位微处理器 和存储技术构成功能强大单片微处理器，可提供许多高性能低价位的系统控制 应用场合。 图引脚图河河南南质质量量工工程程学学院院毕毕业业设设计计 河河南南质质量量工工程程职职业业学学院院 毕毕业业设设计计论论文文 题题目目太太阳阳能能热热水水器器自自动动控控制制装装置置的的设设计计 系系别别机机电电工工程程系系 专专业业 班班级级 学学生生姓姓名名 学学 指指导导教教师师 定定稿稿日日期期 河河南南质质量量工工程程职职业业学学院院 毕毕业业设设计计论论文文任任务务书书 专业 班级姓名学号 指导 教师 设计论文题目太阳能热水器自动控制装置的设计 主要 研究 内容 太阳能热水器水位的检测和显示，温度的检测和显示，水位低时 自动上水，太阳能加热和手动的电加热。 主要 技术 指标 或研 究目 标 掌握太阳能热水器的工作原理及实现控制方法 太阳能热水器水位的检测和显示 太阳能热水器温度的检测和显示 太阳能热水器水温的设定和电加热器的控制 太阳能热水器上水水位的设定和控制 编写控制流程图及单片机控制程序 基本 要求实现太阳能热水器的自动上水及手动上水,水位的检测和设置 主要 参考 资料 及文 献 电路设计与制版北京人民邮电出版社 单片机原理与应用实例教程北京交通大学出版社 模拟电子技术基础简明教程第二版北京高等教育出 版社 目目录录 目录 摘要 第章前言 太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 第二章设计思路及要求 本设计的目的和意义 设计要求和目的 本设计实现思路及方法 第三章硬件设计 控制系统组成及工作原理 主要原器件介绍 高性能位单片机 数码管显示 数字温度传感器主要特性及测温原理 转换器 继电器的工作原理和特性 电磁阀与晶闸管 单片机的最小系统 单片机时钟电路 单片机复位电路 水位检测电路的硬件设计 水温检测电路的硬件设计 键盘电路的硬件设计 驱动电路的硬件设计 显示电路的硬件设计 第四章软件设计 软件设计原理及设计所用工具 显示子程序 第五章系统功能 系统能实现的功能 系统功能测试 第六章参考文献 总结 附录 附录 附录 摘摘要要 众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的巨大能源。随着世界上煤 油气的储量日益减少，能源危机已日益增长，环境污染的危机已威胁着生态平衡， 太阳能开发利用的课题已提到人类的面前。有人预测二十世纪太阳能将由辅助能 源