基于单片机的太阳能热水器控制器的设计 开题报告.doc

北方民族大学毕业论文（设计）开 题 报 告 书题目 基于单片机的太阳能热水器控制器的设计 姓 名 张小燕 学 号 20080194 专 业 自动化 指导教师 刘 炜 北方民族大学教务处制北方民族大学毕业论文（设计）开 题 报 告 书姓 名张小燕院（部）电信学院课题性质毕业设计学 号20080194专 业自动化课题来源自拟题目题 目基于单片机的太阳能热水器控制器的设计一、 选题的目的、意义（含国内外相同领域、同类课题的研究现状分析）： 众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的绿色能源。太阳能热水器能够将太阳辐射能转换成热能，将水加热以满足人们在生活、生产中的需要。目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一，操作复杂、控制不方便等问题，很多控制器虽然具有温度和水位显示功能，却不具有温度控制功能，致使热水器阴天的时候不能方便使用。即使热水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。不断提高太阳能热水器的性能，满足消费者对于太阳能热水器使用方便的要求，智能化、灵活性成为我们追逐的目标。 以单片机系统为核心而设计制造出来的控制器，在用水时水温达不到设定值，控制器可以自动启动电辅助加热至设定温度；当水位低于警戒值时，自动上水至设定值。当加水时间超过设定值时，控制器报警提醒用户。控制器的主要优势是在晴好的天气利用太阳能为热水器加热，在无光照的情况下利用电辅助加热。充分利用了太阳能丰富、免费的资源的优势，同时考虑到在阴天及夜间无法利用太阳能的缺点，结合太阳能热水器和电热水器的各自优势，兼具实时水位检测、水温测量、上水报警、电辅助加热控制等功能的控制器，会使太阳能热水器使用更加安全、舒适。由于太阳能热水器在生产生活中的广泛应用，国内外的学者对这方面的技术进行了广泛的研究。在电子设计2008年7期中官方勇、李章勇的用AT89C52设计的太阳能热水器控制器中介绍了以 AT89C52单片机为核心设计的一种全自动控制电路，该电路用于太阳热水器,实现了水温的同时测量、显示和控制。又例如在2008年10月刊的电子技术应用里，段哲民、王虎、赵冠华、 王海涛在基于FPGA的太阳能热水器控制系统一文中利用EDA技术和VHDL语言,设计了基于FPGA的太阳能热水器控制系统，该系统运行稳定、安全可靠、抗干扰能力强、操作灵活、使用方便,当太阳能不足时能及时提供辅助能源补充加热,实现了全天候不间断提供热水。自动化与仪器仪表2005年第6期中，张先臣一种实用的太阳能热水器单片机控制器的设计文中也提到一种具有温度和液位分段显示功能的单片机控制器。在计算机测量与控制2006年12期太阳能热水器自动控制系统设计一文中应进平提出了以西门子LOGO!为控制核心,结合水温水位传感变送技术,设计的具有水温水位控制的太阳能热水器自动控制系统。本课题旨在运用单片机技术，设计出一种智能化的控制系统，实现对太阳能热水器的全方位控制，解决太阳能热水器在实际生产生活中遇到的诸多实际问题，满足消费者的需求，促使绿色能源得到更好的利用。在世界能源日趋紧张，绿色能源的应用日渐兴起的时候，基于单片机的太阳能热水器控制器对太阳能热水器的推广应用一定会起到积极的推动作用。 2011年11月30日课题任务、重点研究内容、实现途径、方法及进度计划 1.课题任务设计一个基于单片机系统的太阳能热水器控制器，该控制器能对太阳能热水器进行自动控制。用水时，若水温达不到设定值，控制器可以自动启动电辅助加热至设定温度；当水位低于警戒值时，自动上水至设定值。当加水时间超过设定值时，控制器报警提醒用户。主要技术指标：控制水温范围20-90，水位测量显示6级。该控制器以单片机为核心，实现对水温和水位的实时监测和显示，并实现自动加热和上水控制。控制器主要包括水温测量电路、水位测量电路、液晶显示模块、单片机系统、自动加热上水控制电路、声光音报警电路和电源模块构成。具体任务：根据题目要求，详细分析太阳能热水器控制器的设计需求，并进行软硬件的总体设计。在完成总体设计后，进行硬件功能模块的设计，同时进行控制软件的流程设计及编制工作，利用Keil 51软件完成控制器各模块的仿真调试工作。利用Proteus软件完成大部分功能模块的电路仿真。2.重点研究内容本设计包括硬件设计和软件设计。硬件设计主要包括水温测量电路、水位测量电路、液晶显示模块、单片机系统、自动加热上水控制电路、声光音报警电路和电源模块构成。其中硬件设计的重点是单片机控制系统、自动加热、上水控制电路、水温测量电路和水位测量电路。难点是选择合适的水位检测电路，解决水位检测电路中水位检测触点的电解氧化问题。软件设计主要包括主控制程序和中断服务程序。主要完成系统的初始化，水位、水温的检测，键盘处理，上水、电辅助加热，声光报警和参数显示等任务。难点是水温度的测量与显示处理。3.实现途径、方法本设计主要通过了解太阳能热水器的控制需求、查找资料、系统总体设计、软硬件总体设计、详细的软件与硬件设计、系统仿真与调试、资料整理等步骤来完成。本课题采用Protel软件完成硬件设计工作，利用Keil 51软件完成对全部控制软件的仿真调试工作，通过Proteus软件完成全部设计的电路仿真。4.进度计划进 度 安 排序号毕业设计（论文）工作进度日期（起止周数）%1撰写开题报告并开题2011.11.1612.432毕业实习2011.12.52012.1.2023查找资料，设计需求分析 2.62.19104系统总体设计，软硬件总体设计2.203.4（1-2）105硬件、软件详细设计3.53.18（3-4）206仿真与调试3.194.1（5-6）207论文撰写4.24.8（7）158论文修改、提交4.94.29（8-10）159毕业设计答辩准备与答辩4.305.6（11）5二、本题的基本内容：三、推荐使用的主要参考文献：主要参考文献： 模拟电子技术基础 第三版 高等教育出版社 童诗白 华成英主编 数字电子技术 清华大学出版社 庞学民主编单片机原理及接口技术 北京航空航天大学出版社 李朝青编著单片机原理及实用技术 高等教育出版社 李刚民、曹巧媛、曹琳琳、陈忠平编著2008-2011年无线电、电子世界、电子技术应用等专业报纸杂志 中国电子资源网 传感器资讯网 电子爱好者网 广东电子商贸网 周立功单片机 中国知网 电子开发论坛 Proteus仿真论坛 /bbs/Proteus电子论坛 http:/