太阳能热水器智能控制器的设计

目录摘要……………………..IAbstract…………………..II第一章：绪论1.1太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析1.2太阳能热水器的应用及意义第二章：太阳能热水器的组成及工作原理2.1系统总体结构设计2.2太阳能热水器组成及原理2.3主要芯片的结构与特点2.3.1DS12887实时时钟芯片简介2.3.280C51单片机结构特点2.3.3数字温度传感器DS18B20主要特性及测温原理第三章：太阳能热水器硬件设计3.1太阳能控制器硬件结构3.2控制器实时时钟接口电路设计3.3水位检测和温度检测接口电路设计3.4看门狗和复位接口电路设计3.5键盘和显示接口电路设计钞3.躺5.1呜厘键盘电路摊仇3.5.抓2符显示接口电路芝3.6贵粥光电隔离与辅塞助加热削电路设计个第四章：控制醉器的软件设计结束语参考文献致谢附录增太阳能热水器桂智能控制器的犯设计摘要莲太阳能热水器卧以其诸多的优牛点受到人们的碑欢迎。本文结蹈合实际太阳能逝热水器的具体嫁应用，在介绍角太阳能、传感兔器、单片机的犯特点基础上，笔详细描述了雹太阳能热水器鸣的工作原理和顺设计方案。这津里孟根据太阳能热榆水器对控制器唉的要求与特点摔，提出了一种杯基屑于致DS1288逃7妻的太阳能热水蹈器智能控制器聋的设计方法，溜给出了系统硬吸件设计及软件客实现方法。罚全文分三大部咳分。第一部分此包括第一章，套描述太阳能的狸利用和前景发赛展状况。第二详部分包括第二什章，描述太阳碗能系统组成及缩工作原理。第距三部分包括第神三、四章硬件扛设计及电路原燃理和软件设计债，分别介绍了近传感器的特点替及应用、一般糕的太阳能热水瞒器及循环系统脾、单片机发展中和原理，这也锻是此款太阳能塔热水器的理论缴基础和必要前域提。唉关键词：桌亮太阳能热水桥器哭;善传感描器吊;肾鞭模糊控卫制后;纳寺实时时银钟拌;呈单片肠机怠狸Design妇of脱intell肚igent纠contr灌oller闹forSo倚larWa然terHe动ater丘Abstra鞋ct众Sola正rWate寿rHeat鹅eris求popula假rwith痰itsp推retty宴benefi蒸ts,Ba阵sedon供autho寺r打’掌sreal旧exper草ience吧onSol哪arWat博erHea想terde撑sign,遮thisa属rticle浩descr中ibest勿hewor笑kingt骗heory柱ofthi黎ssola剥rwate川rhear安eraft可erint跑roduci阻ngthe瓜chara湾cters反ofsol蛙a秧r腐、渡senso粥r杂、全Single忌Chip菊Microc栏ompute袄r(SCM)榆.Accor愚dingt欠othe齿reques旱tand酬charac狡terist慎icof去Solar塔Water菊heater初fort殊hecon梅trolle化r.Pro冠viding泛ades物ignof罚Intell津igent爆Con皮-国troll奥erfor拒Solar池Water喊heater果based怒onDS汁12887.筝Sumu劲pade早signw凤ayof浮thesy铜stem院’虹shard项warea闲ndsof裕tware.语Thi孩sarti垃cleis敌divid积edint铺o3pa悟rts.P绣artOn帆eisC兆hapter蒙1,inc更luding地theu贞seand床persp惑ective号ofso寻laren沉ergy.婶PartT况wo,in束cludin这gChap际ter2,欠descr坛ibing见thein败cludin预gand苗theth算eoryo果fthis拾solar没water铸heate猫r.Par炕tthre仙e,inc伪luding劝Chapt糕er3,C舟hapter酒4:th延edesi槐gnof膏hardwa陪reand嘱softw尽ar填e赢、筑theth第eoryo背fthe贩circui斩t.Sep序aratel够yintr虚oducin惹gthe碑charac病tersa谦nduse喂oftr择ansduc盘er,co舟mmons跑olarw鸟aterh哑eater病andcy节clesy上stem,与thede芽velopm旁entan株dtheo络ryof车Single惯Chip穗Microc慎ompute亏r(SCM)疫,which厌aret财hebas北icthe造oryan叨dnece塞ssary欢precon片dition任.闭[KeyW随ords复]违：伙Solar宰Water茧Heate倒r乞、薯Senso搂r坊、愈Vague定contro罩l骄、锯Real厚cloc嗽k焰、壮Single烫Chip像Microc岩ompute云r(SCM)北.第一章：绪论项1.晒1村太阳能热水器距的发展概况及蠢市场竞争分析义目前，中国已拥成为世界上最记大的太阳能热持水器生产国，其年产量约为世胃界各国之和，撤已有一百多家眯太阳能热水器撇生产厂。但是捷与之配套的太热阳能热水器控逢制器却一直处钩在研究与开发惑阶段。这种控匪制器只具有温刻度和液位显示蔑功能施，纵钻而且为分段显静示，温度显示钩误差塌为遵10支%朗，水位显示误陶差靠为泽25城%乐。这种显示聋器乡(辨还称不上控制江器蔬)市不具有温度控个制功能，当由轨于天气原因而偶光强不足时，墙就会给热水器跌用户带来不便浊；即使热水器拘具有辅助加热终功能，由于加飘热时间不能控色制而产生过烧办，从而浪费大需量的电能。本没文设计的太阳稍能热水器控制胸器免以愤80C5踩1她单片机为检测免控制核心，采抚用某DS1288皆7迅蒜实时时钟，不鬼仅实现了时间赵、温度和水位大三种参数实时乞显示档和诸FUZZ粥Y钟控制功能，而掘且具有时间设悉定、温度设定回与控制功能。框温度控制采用拴模糊控制酬，著扩控制器可以根庄据天气情况利星用辅助加热装协置使蓄水箱内碌的水温在设定傲时间达到预先蔽设定的温度，键从而达包到距2恩4部小时供应热水比的目的。帮太阳能热水器殖是太阳能利用康中最常见的一怀种装置，经济尾效益明显，正肾在迅速的推广宰应用，太阳能抗热水器能够将按太阳辐射能转特换热能，供生陕产和生活使用努。他主要由平魄板集热器、蓄鹿水器和连接管妈道等部件组成萄，可分循环式猎、直流式和闷凝晒式。坛当今社会发展尼日新月异，人距们衣食住行也篮在不断的提高盲。现有电热型钱热水器费用昂差贵及燃气型的袄不安全性，且糠排放二氧化碳望污染大气，北悲方用煤气取暖裹造成城市空气冒环境污染，这洪些都是太阳能蓝热水器良好的速外部生存环境枝。太阳能热水阵器夕蛇克服了上述缺洁点，他是绿色宝环保产品。它老使用简单、方服便。太阳能热怎水器顺呼时代郑发展的要求，斧满足人们对环堂保绿色产品的甩需求。在人类倚文明程度日益沿提高的今天，忌它是现代文明腰社会的最佳选爪择。应该注意省到，集体单位牵对太阳能热水稳器的用量很大怨。新建商住楼朋安装热水器，箱已是房屋开发路公司计划之内季的事，配套热测水器的商品房捐销势更好堡[5]雕。齐费脂此款热水器包展括主、从两大狠系统：主系统靠的特点是在晴盐好的天气利用赛太阳光能为热铃水器加热；从构系统相当于电亦热水器，它在讲无光照的情况横下利用电辅助杀加热。它充分富利用太阳能的幼丰富的免费的带资源的优势，姓同时考虑到在钢阴天及夜间无称法利用太阳能蜜的缺点，充分油发挥太阳能热厕水器和电热水铜器的各自优势扔，这是世面上瓶大部分热水器筋所不能比拟的碑。排1.饼2土太阳能热水器散的应用及意义敌众所周知，太血阳能是取之不严尽，用之不竭晴，没有污染的史巨大能源。随废着世界上煤、百油、气的储量搞日益减少，能初源危机已日益免增长，环境污俊染的危机已威秆胁着生态平衡跑，太阳能开发进利用的课题已涌提到人类的面昆前。有人预测啦：二十一世纪睛太阳能将由辅泛助能源上升为帜主要能源。但拴由于太阳能的献分散性、季节夏性和地区性又带给太阳能利用里带来重重困难息，有些技术难朴点尚未突破，知产品造价偏高韵（如光电池）袜。因而尚未被纤人们大规模的丸使用。非在太阳能热利乓用技术中，太乎阳能热水器是怒技术上比较成双熟、造价比较档低廉的产品，岛同时给人民提多供不耗能源、慕保护环境、绝封对安全的热水深而受到人们的餐欢迎。刑太阳能热水器腔是以太阳能光强热转换，利用隆温室效应和虹乳吸原理使水加吸热的装置，此奖装置分为两个崖不同的概念：县1团.龙太阳能热水工叮程系统，这种洒系统由太阳能蝶集热器、储水编箱管线、补水倚箱组成不同形削式的热水系统听，包括自然循陕环式、定温放抖水式等等，可带构成提供热举水凑1李0气吨和到瘦10勉0驴吨的装置，大敏多提供集体单量位使用。见2显.烦太阳能热水器介是指将上述各添种不见组装成环一个小系统，喂提供家庭或需洽要产热浇水父1咸吨以下的单位舞使用，此种装熄置算为太阳能旅热水器。太阳弓能热水器（或苹系统）均以其到采光面积作为束计量单位，一销般激1鲜平方米光面积绍可产热秀水堡10从0法升，采光面积蕉每种型号不同幸，一般之在霞1.或5校～蜻2.态0系平方米。透我国市从浑“乡六燕五堪”郊计划期间开始棵推广太阳能热兆水器，到目前干全国已朗有衰25送0品万平方米采光胡面积的太阳能评热水器，厂家地又几家发展到嚷全国约泻有饿18苍0傅家左右，是目欲前世界上推广隔最大的国家之脚一，而且形成篮了规模，形成弊了中国特色的羊太阳能企业，址有中国太阳能驼协会为中心的径学术中心，以堡中国农村能源侵企业协会太阳扯能热利用专业敏委员会为中心吵，制定了产品袭标准、测试条棕件、产品合格及证颁发等一系自列措施。谜世界各国的太炉阳能热水器生围产发展也很快湿。例如：澳大拐利亚政府规定塑，在北部地区逗新建房屋一定猴要设置太阳能透热水器，西澳斩大利亚已焰有太25扁%动的新住宅安装此了太阳能热水幅器。肺日本现在每年艇安装太阳能热繁水器佳近著5嫩0绞万台，现在给有耍20摔%惩的家庭安装了狼太阳能热水器桶，计划今后普根及率达锯到奥25树%骆，按照日本闸的绿“后阳光计糊划卵”皮还将为公寓，征办公楼安忍装西650咏0踩套太阳能热水久系统，为工厂警安恢装析190掩0提套工业用太阳分能热水系统。辆以色列的法令碑规定所有新建讨筑物必须配备砌太阳能热水器犯，目前普及率荣已超快过适60降%妈。英、法、德徐、意、希腊五驳国晚到小200竹0厨年底推广热水组器近60爬0年万平方米，碌比基199丽0量年增浅长家2门倍多。藏国内外太阳能妄热水器使用量血增长如此之快锯，其根本原因河是：能源问题扁、环保问题是玉当今世界各国枝面临的主要问沟题之一。太阳拘能热水器是节扮能、环保产品驴，故受到广泛腔重视，发展极拢快，预计今后刘每年将态以风15吐%晴～廉20膀%爽的速度发展。浓根据理论计算博及实际应用证青明，太阳能热博水器每平方米胆光面积一年可滑节约标准皆煤真200-30荣0共公斤节巾电倘150安0跑度，或节约液庙化神气申18偶0眼公斤。眠采用本热水器银与电热水器、名燃气热水器相声比，还具有绝犁对安全，最为纤卫生的特点，涨在电费，液化宁气、煤气价格膛较高的地区，早用嗓户芬1-条3贞年即收回投资梅，在这以后提胆供的热水是免智费的。设计可彼以参考以下的泊几个意见：映1纺.盐在设计民用建托筑时，若此地炉区没有集中热肿水供应，可给坏用户安装太阳慈能热水器，以圆提供热水，提揉高住房的档次翁，在设计时将皮冷、热水管线仪预埋，以平均散每套住宅建筑盈面泉积循6清5款平方计算，工污程造价大约每堡平方米增聋加糟18-2说0润元，向2揉.把设计工厂浴室桑时，可考虑采衡用太阳能热水测系统，每平方尽采光面积产热幸水僻10择0讯升计算线，区10覆0歇平方米太阳能乖热水系统可产拆热脸水故1育0裹吨，每人每次拍标准用镰水掩4询0臂升，可解皮决第25户0直人的洗浴用水特。作为工厂中谎低温工业热水欣，可根据当地践各种各样的不井同条件予以特币殊设计。疼3三.佩作为工厂中低售温工业热水，扭可根据当地各触种各样的不同正条件予以特殊败设计遵，恶太阳能热水器音的推广应用及猛经济效益据不和完全统计，迄辛今全国太阳能瓶热水器累计安增装使用总量已喜达匹30企0讨万平方米以上臂。所以该控制属器具有使用方谅便、性价比高大、工作可靠、柄精度高等特为腾太阳能热水器福的进一步推广锻具有积极的推果动作用。抢第二章：栋太阳能热水器淹的组成及工作广原理冬2.1游朋系统总体结构贝设德计伟排气管促不锈钢保温水烧箱东图鱼2-1覆系统结构图匠图圆2-丝1探为系统设计的有结构图，该图赖的系统控制原讲理图如下鉴图厉2-承2灯：T3T2翼摆造录诚阶F3热集水热太阳光F1箱器T1接背D秤途诞搬自来水F2川图弃2-2慰种系统控制原理庸图鄙注释彼：气T展1柏：热水箱的温腿度传感器蓄T诊2勤：循环水管中要的温度传感器户T错3做：集热器中的茂温度传感器王F称1杰：循环水阀门摩F俱2搭：冷水阀门悦F旷3报：热水阀门桂此款抖热水器利用微欣机控制主要有述以下几种控制着功能：晨水加做热控制、温水面循环控制、冷款水集热控制、捆水箱加热控制阅。早晨水温控制梨由于清晨太阳厉光较弱，所以臣太阳能热水器架从系统发挥作深用。为了提供堂温度不低养于协3怠0密摄氏度的水，篇热水器在清祖晨街4-句7端点之间对水箱宾进行电加热，喇具体控制过程扫如下：睬首先，关闭冷涛水阀般门被F哥2璃和循环水阀飞门鉴F扛1总，然后微机开基始进行水箱的盼温度采集，同下时进行温度的布比较，当水箱播的温度小稳于堵3绢0伶摄氏度时，电逮热匠器议D咱接通进行加热靠，同时微机继式续对热水箱的淹温度进行采集泊。当温度加热笑到大轻于不3蛙0料摄氏度时电热棍器断开，如此表反复循环保证叔了温度的稳定象。事循环水集热过返程柴早晨水温控制缝之后免（墨7纺～驴9冻点），设定当棋日的水箱温裂度饲N荣（由两补位鞭BC匪D宗次齿轮开关设烟定），输入微党机，再利用微衰机控制系统，均通过太阳光能死对热水箱加热纤以达到理想温胶度叠N想。具体控制过帆程如下：论打开循环阀尤门暴F顿1输，关闭冷水进溉水阀条门存F透2太，热水阀阿门悬F罪3代处于空控状态惰。然后开始比棕较温度，若熔（淋T3-T1>评5搂摄氏度筝，民T2>T怪1雹）为止。如辰若港T1=茅N荡，那么循环水乔集热过程结束俭，进入冷水集虑热控制过程。冷水集热控制次此时热水箱温开度已达到签了赶N穷，冷水要进入欢太阳能集热器饱，这时温度零为星T总3卧，和当日的设气定温度值相比复较，倍若疲T3>并N恐则将已加热的爽水送入热水箱亦，每天的控制傍时段大概皂为闭9玉点疲～铁2日0露点。具体控制础过程如下：疮关闭循环水阀赞门支F柴2焰，打开冷水阀缸门肥F厌2传，热水阀前门迷F南3式处于可控状态职。预若苗T3>仇N御，打开热水阀锅门仍F塞3求并将保持一段登时间，怪若佛T3<许N棍，关洲闭摇F越3土继续给太阳能化集热器加热，谎知道温度答手应清N践，当打阶开势F姻3限时此时比较水告管水曾温枣T海2段与练N草的值，圆若前T2>予N蛮阀浪门得F译3夸继续保持打开伯状态，否则关搅闭声F需3肺。可见，次过模程充分利用太部阳光能转化为躺热能，方便快促捷。水箱加热控制船此时，也许你特会问如果没有趴日照或者日照将较弱时，到了层晚上我们是否愿还能洗上热水为澡吗？答案是扣肯定的，不要碗忘了这款热水弃器还有一个从鹿系统，这时它俯就要发挥作用坏了。热水箱温魄度礼为销T叮1行，将它和设定伸值番N骤相比较，从而寿控制是否打开办电加热，控制海时段为下午，描具体过程如下语：犯蓄若碰T1<接N扬，电加热接通避；否则，电加舟热断开，而且耳，侮1锄5第点鄙～服2冤0鸣点中的每个小补时有下表的关因系：表一刘面搬时间（时延）武句雹冲温度比纪较勿得垫没加热值（度）保滥15迷谢哪T1<带35<N冰血园35兽层16栽科甜T1<扣40<N忽辣营40融迹17骄祸节T1<夕45<N队兴帮45箭告18翁别女T1<芳50<N具皂限50殖寄19雅稿画T1<谢55<N剖浊翼55言诞20视弓炼T1<侨60<N砌只悔60当最终热水箱的席温度加热到设包定睡值颜N腹。由此可见，居即使没有日照用我们照样可以极洗上热水澡了式。烈综上所述，太包阳能供热控制超系统不仅节约耽而且高度只能洞化，方便省事柿，不论日常家科居，还是对宾划馆、学校等都榴是最佳选择耐。拣2.坊2务太阳能热水器缎组成及原理脉赞晒程枕竟乌胖绍粱毅65暖沟益拉连融难剖捞碗王4槽裙丈夏疯7栋葬丸叉姓蛮担吵2洞糠1袍挂霞自拢流锁滔月罗3健2-3承耳热水器装置简久图们1逼-远集热律器谦2受-瓜下降水巨管换3期-铅循环水管贺4饿-窗补给水陕箱许5氧-光上升水海管出6代-亿自来水拜管说7搂-秒热水出水管额热水器主要由隙集热器、循环互管道和水箱等漫组成，图中为还典型的热水器区装置图。图中津集热废器庸1到按最佳倾角放诚置，下降水丸管序2显的一端与循环滥水挽箱始3便的下部相连，值另一端与集热袄器仰1笼的下集管接通召。上升水富管蓬5著与循环水贿箱岭3淡上部相连，另毒一端与集热园器御1纪的上集管相接韵。补给水托箱寨4冰供给循环水盏箱贼3味所需的冷水。带挨蛮当集热器吸收轮太阳辐射后，常集热器内温度数上升，水温也炊随之升高。水访温升高后，水称的比重减轻，烟便经上升水管仁进入循环水箱蚊上部。而循环夹水箱下部的冷永水比重较大，率就由水箱下流及到集热器下方削，在集热器内耳受热后又上升纺。这样不断对虎流循环，水温惊逐渐提高，直标到集热器吸收乏的热量与散失惜的热量相平衡奔时，水温不再捆升高。这种热旷水利用循环加象热的原理，因匪此又称循环热党水器。藏集热器是一种抽利用温室效应锅，将太阳能辐组射转换为热能蛙的装置，该装机置与一般热水快交换器不一样迷，热交换器通魄常只是液体到铅液体，或是液牛体到气体的热打交换过程，而低平板行集热器馋时直接将太阳降辐射传给液体刚或气体，是一杜个复杂的传热摊过程。平板型呜集热器结构形遥式很多，世界雕上已实用的集泰热器就有直管深式、瓦楞式、坐扁管式、铝翼锐式等二十多种蜻。龄2.3非拉主要芯片的结侧构与特点与2.3.1.竖DS1288蜡7壤时钟芯片简介乞随着互2000影年的即将来临验，洁“厚千年榨虫郑”幼问题成为困扰饼当今世界的一所大难题。过去央采用两位数表惧示年度的日历尤系统将要用四丙位数来表示疗，撑因此有关的计轻算机操作系统轮和应用软件都壤要作相应的修此改。据此兽，僻美国达拉斯半浊导体公司租(见Dallas摔)租最新推出敞DS1288盘7女的串行接口实避时时钟芯片牺，梦采用爪CMOS弹技术制成行，归具有内部晶振旗和时钟芯片备吼份锂电池衡，园同时它与目前醉IBMAT瞎计算机常用的漏时钟芯片生MC1468箱18B当和招DS1287户作管脚兼容繁，惑可直接替换。超它所提供的世妖纪字节在位置勾32殖h扣，弹世纪寄存器耐32h笨到痰2000拳年节1点月担1杂日从崭19旨递增到净20柜。采用巡DS1288故7而芯片设计的时琴钟电路不需任拼何外围电路和晴器件寇，海并具有良好的乖微机接口。泉DS1288颂7须芯片具有微功型耗敞，钞外围接口简单迟，植精度高炉，折工作稳定可靠舌等优点鬼，灿可广泛用于各服种需要较高精肢度的实时时钟粗系统。美国菜Dallas淘公司推出两款啦数字时钟芯片破DS1288枯7/DS12砖C88援7焰，科两款时钟芯片勾都将在哑1999叨年既12患月邻31骡日躬23片时搏59包分留59板秒时顺利地跳筝到名2000墙年颂1危月撕1芦日零时普，体并能实魄2000坟年纺2乔月书29梅日的闰年提示饭，注是时钟芯片旺DS1287脱达的增强型品种握，钻结构上相当于宾MC1468扶18B注的改进型。芯热片都采用伤24乳引脚双列直插茂式封装窃，责其引脚接口逻贿辑和内部操作乌方式与隙MC1468锐18闹基本一致碰，感所不同的是傅DS1288促7/DS12潮C887坐芯片的晶体振宽荡器、振荡电而路、充电电路诉和可充电锂电墨池等一起封装弟在芯片的上方线，招组成一个加厚瞒的集成电路模桥块杀，晚因此授，问DS1288躬7/DS1捡2C887散时钟芯片无需秒MC1468赢18挺的电源电位检阵测端句(PS酿)予，亮电路通电时其肝充电电路便自政动对可充电电香池充电王，芳充足一次电可鹰供芯片时钟运帝行半年之久驼，艇正常工作时可踩保证时钟数据劳十年内不会丢豆失。此外蹈，滨片内通用的艳RAM唉为荷MC1468妹18威的两倍以上。的DS1288执7/DS12者C887泛内部有专门的尿接口电路肃，令从而使得外部蓝电路的时序要枪求十分简单膏，雁使它与各种微志处理器的接口愈大大简化。使季用时无需外围忘电路元件蓬，骗只要选择引脚少MOT嫌电平所，反即可和不同计语算机总线连接羡。休1.秤主要技术特点杜DS1288笨7/DS12佛C887恢具有下列主要劈技术特点黑：食(巷1)梯具有完备的时忽钟、闹钟及到罢2100盾年的日历功能恩，送可选择撕12尸小时制或掠24傻小时制计时有，背有塞AM澡和汁PM坛、星期、夏令覆时间操作泪，畏闰年自动补偿舞等功能。袄(慨2)烂具有可编程选痒择的周期性中敲断方式和多频壶率输出的方波旗发生器功能。留(谁3)DS1警2887转内部有扔14袄个时钟控制寄书存器绕，歉包括译10缝个时标寄存器差，嘴4氧个状态寄存器馋和跌114bit易作掉电保护用尸的低功耗沿RAM顺。愚(欲4)薪由于该芯片具典有多种周期中尘断速率时钟中都断功能虾，以因此可以满足道各种不同的待宫机要求衫，植最长可达习24盟小时竭，轻使用非常方便妈。糖(胳5)歌时标可选择二刑进制或抓BCD披码表示。星(巨6)奔工作电压寿：槐+4.粗5株～勉5.5V鱼、工作电流挑：腹7续～乎15mA副。妈(晴7鸽)艰工作温度范围砌：劣0功～油70已°述C贞。散2.乡DS1288导7/DS1循2C887白的内部结构器DS1288触7/DS12体C887朝为医2钟4埋引脚芯片，内符部结构如下图垦。圈图率2-4DS贵18B2者0则内部框图醉其中：邻MO捐T探：舰计算机总线选虾择端鱼；测SQ编W三：她方波输出侵，尼速率和是否输易出由专用寄存热器剃A诸、腐B床的预置参数决占定墙；刮AD0么～底AD时7挣：郊地址斯/蔽数据山(框双向臭)观总线宏，泳由劈AS薪的下降沿锁存另8碗位地址愤；哲R/牙W耍：赶读则/池写数据勤;A么S萄：螺地址锁存信号禽端榨；绍D扫S叶：岩数据读信号端否；冠C搁S怎：武选通信号端膝，耗低电平有效玩；赶IR肾Q勒：潜中断申请和，坐由专用寄存器亭决定骨；编RESE铲T戏：燥复位端馆；吹N察C之：熔空引脚。寺DS1288房7渐内部由振荡电鲁路贺，释分频电路需，贫周期中断舍/优方波选择电路框，建14辅字节时钟和控决制单元文，饲114政字节用户非易隶失端RA垒M顺，考十进制乐/柔二进制计加器逮，趣总线接口电路泼，笑电源开关写保遭护单元和内部石锂电池等部分筋组成。枝DS1288筑7蜡管脚分配如图裂：骗图党2-5殃竹管脚分配图白VCC雨：亏直流电源捧+5V筒电压。当膏5V周电压在正常范辱围内时梯，测数据可读写菠;浸当密VCC狗低于抖4.25铅V滔，跪读写被禁止厌，佛计时功能仍继萌续弊;痰当波V窑CC括下降到挤3V怠以下时，袭RAM添和计时器供电害被切换到内部栋锂电池。灭MOT(辣模式选择怨)度：零MOT萄管脚接到宏VCC厌时霸，秒选择燕MOTORO沾LA轨时序镜，光当接到咱GND纷时庸，藏选择捆INTEL析时序。牲SQW(卫方波信号输出注)拜：份SQW趟管脚能从实时坚时钟内部外15柏级分频器的桶13片个抽头中选择斜一个作为输出听信号透，房其输出频率可帅通过对寄存器共A翅编程改变。贞AD0吃—菊AD7(旺双向地址羡/陡数据复用线泳)布：胳总线接口饺，合可与记MOTORO凶LA共微机系列和斑INTEL寻微机系列接口粥。冠AS(晓地址选通输入敬)肌：嫩用于实现信号绘分离直，狭在威AD/AL赞E使的下降沿把地皂址锁入铃DS1288抗7爬。宿DS(狼数据选通或读啊输入设)值：汽DS/RD榴呼管脚有两种操蜓作模式唐，肃取决于装MOT池管脚的电平辟，停当使用暮MOTORO闻2衣LA经时序时伸，忠DS姨是一正脉冲汁，李出现在总线周均期的后段救，侮称为数据选通堵；送在读周期鸟，仿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宜体的一个引脚柏。在单片机内丑部，它是一个康反相放大器的泪输入端，这个场放大器构成了兄片内振荡器。仅当采用外部振捏荡器时，耐对剧CHMO蜜S咸单片机，此引寿脚作为驱动端岂。醋XTAL宝2必（歇1听8从脚）接外部晶码体的另一端。膨在单片机内部穷，接至上述振恐荡器的反相放贼大器的输出端掏。采用外部振伯荡器挑时，寸对造CHMO碑S肝单片机，该引胸脚悬浮。其控制或与其他兆电源复用引灿脚棒RST/VP肺D收、判ALE/PR算O做G辛、时PSE忌N严和惜EA/VP蜜P埋。陷ST/VP浓D执（她9物脚）：当振荡绸器运行时，在取此引脚上出现华两个机器周期挡的高电平将使讽单片机复位。疤推荐在此引脚高与转VS行S余引脚接一个罩约揪8.2醋K孔的下拉电阻，鼻与疫VC杨C谢引脚之间连接阴一个绒约色10u券f终的电容，以保曲证可靠地复位那。络（努4轧）典VC锐C效掉电期间，此半引脚可接上备鞠用电源，以保宿持内达部烟RA涛M驼的数据不丢失均。敲当浅VC迁C搭主电源下掉到抖低于规定的电责平，棵而瓣VP辟D淋在其规定的电广压范围内翁，贫VP第D史就向内墙部额RA储M压提供备用电源绢。议（惨5舒）绕ALE/PR科O持G义（著3司0遵脚）：当访问滔外部存储器时内，漂AL桶E晨（允许地址锁岂存）的输出用厉于锁存地址的玩低位字节。即眠使不访问外部让存储器辆，易AL纽E级端仍以不变的处频率周期性地付出现正脉冲信圆号，此频率为附振荡器频率骗的鄙1/区6梨。因此，它可型用作对外输出舍的时钟，或用特于定时目的。评然而要注意的椅是，每当访问澡外部数据存储姿器时，将跳过蜜一绍个眠AL课E润脉冲艇。淡AL称E务端可以驱动（乓吸收或输出电渣流兆）咱8里个胡L贿S偿型父的唤TT宣L义输入电路。对爬于挥EPRO沟M董型的单片机，射在售EPRO森M费编程期间，此喇引脚用于输入献编程脉冲缴（盯PRO晶G裙）。周（治6妈）魂RSE会N联（蒙2去9仙脚）：此脚的畏输出是外部程串序存储器的读绝写选通信号。贪在从外部程序恨存储器取令（毙或常数）期间行，每个机器周宋期两任次维PES予N筒有效。但在此券期间，每当访拾问外部数据存蔽储器时，这两原次有效逢的碧PSE弄N枣信号将不出现招，源PSE纲N卖同样可以驱动债（吸收或输出烤）姜8竿个塌L戴S诊型故的洁TT子L报输入。富（荣7刑）痰EA/VP锣P蜻：绳当猜E千A欣端保持高电平午时，访问内部坟程序存储器，倦但但在镇P荒C逝（程序计数器蝶）值超池过唤0FFF惧H哪时，将自动转视向执行外部程彩序存储器内的疮程序，寨当鲁E茧A垂保持低电平时粗，则只访问外强部程序存储器勾，不管是否有辛内部程序存储咬器，对于常用暖的沈80C5态1步来说，无内部鸦程序存储器，虎所昨以梅E六A炒脚必须常接地迅，这样才能只躲选择外部程序纯存储器。对世于唉EPRO佳M箱型单片机，珍在剃EPRO么M屯编程期间，此铲引脚也用于施兽加面2有1顷伏的编程电源条（丽VP届P予）。输葵入材/必输鲜出抬I/绞O腊引洋脚饱P做0笑、棋P导1伐、宅P酒2沃、匆P掘3雅共喂3般2判根。钱a)P途0孔口滩（萌3疲9毫脚鸦～弓3允2槐脚）：是双称向苦8廉位三袖态独I/血O愚口，外接存储趣器时，与地址赶总线的藏低竖8和位及数据总线秆复用，能以吸呀收电流的方式年驱寸动坑8原个虹LSTT减L退负载。途b)P鸭1棒口模（却1张脚躲～长8急脚）：侧是眯8礼位准双翠向剥I/码O史口由于这种接感口输出没有高旱阻状态，输入足也不能琐存，她故不饺是话裕真正舍的盲I/著O吓口。门口能驱喉动（吸收或输搞出电流启）布4挥个运LSTT造L晃负载，养对垫805驴2吐、标803于2混，箩P1.叉0概引脚的第二功渐能纵为厕T厚2购定缸时扫/厘计数器的外部展输入探，劫P1.圾1劫引脚的第二功芹能委为随T2E愈X棍捕捉、重装触封发，饲即捞T肆2别的外部控制端门。锄对某EPRO尚M图编程和程序验患证时，它的接睬收她低羞8熟位地址。稍c)P上2孙口坑（维2拖1盼脚排～都2谊8安脚）：杜是粗8挂位准双掌向呈I/鸭O咳口。在访问外砌部存储器时，谦它可以作为扩蔽展电路傅高棋8雪位地址总线送渐出兰高冤8馒位地址，在产对岩EPRO挥M福编程和程序验戒证期间，它的喝接收克高盆8亦位地址咳。欧P臭2阴可以驱动（吸窄收或输出电流狭）尽4匀个弓LSTT歪L北负载。纠d)P竭3错口利（寒1稼0金脚友～册1腊7产脚）：己是师8惨位准双装向上I/联O律口，阁在事80c5斩1柱中，俭这雁8敬个引脚还用于犁专门功能，是膨复用双功能口以，敞P移3熔能驱动（吸收稠或输出电流槐）伍4果个惜LSTT梢L怜负载。作为第齿一功能用时，免就作为普通固的沿I/梯O询口用，功能和诞操作方法皆与者P瓜1失口相同。表6以辰颗狼口黄线铁台太女引牢脚伯构滔仰第二功能匙隙P3.已0罢蜘10著疲RX嫂D惭（串行输入口女）刺班P3.碧1阀跨11子堵TX绿D倚（串行输出口召）滩屋P3.招2洽浆12跑赢INT哪0里(州外部中赴断汗0)衰方P3.团3饶凡13许倚INT镰1坏(帜外部中慰断蒙1)恐跨P3.慈4昆船14舟痒T务0斩（定时我器通0同外部输入）暑隆P3.技5朱疤15响燕T扫1辅（定时迁器唉1耕外部输入）陡肥P3.升6善姻16袋障W矮R销（外部数据存规储器写脉冲）德诱P3.痛7延喉17染巷R廊D鹅（外部数据存匆储器读脉冲）扇值得强调的是冠，催P牲3砖口的每一条引胁脚都可以独立烛定义第一功能厨的输入输出或令第二功能。魂补比数字温度传感歪器遭DS18B2歉0哗主要特性及测活温原理导秀梅南一线式数字温态度传感器骡DS18B2林0咸是棍DS1820有的更新换代产落品傍(畅由美国轨DAIIA侵S维公司生产巩)肠。它具有体积竹小负,鞠分辨率高议,扰转换快等优点美。由于每片对DS18B2键0座含有唯一的硅紧串行数何,数所以在一条总淡线上可以挂接释多达滤2飘48连≈视2犹1解8价×古10搬14侨只灿DS18B2调0,芽再加上拾DS18B2重0伟独特的单线总剃线结构盛,最决定了扇DS18B2招0鸣特别适合于大域型的多路温度奏实时测控系统娘的温度检测。遵温度实时测控垄集装箱的设计盆,么在实现测控系守统的温度检测滋方面就较好地扔利用了喘DS18B2与0佣的独到愿特点叙,歪使系统得到了猫极大的简化。姿一、遮DS18B2政0滤的特性营(伴1)跑独特的单线接辽口方式。秧DS18B2仍0叮在较I市/榨O狡处理器连接时博,腾仅需要一个模I捷/狐O冲口即可实现微柄处理器同堂DS18B2拨0积的双向通讯。俱(起2)DS1拖8B20把支持组网功能虎,递多个铲DS18B2我0聚可以并联在唯踩一的单线上尊,窄实现多点测温浓。鄙(祥3)DS1东8B20痛的测温范围为谅:-55旅℃硬～努+125厘℃所,匠在丛-10画℃并～控+85南℃区时涂,节其精度为铁+0绣1占5看℃渔。原(瑞4)DS1咬8B20妻的测温结果的安数字量位数从语9恨～彻12慰位灰,伴可编程进行选信择。辉(滨5)DS1验8B20挂内含寄生电源父，汤器件既可以由范单线总线供电扛,惩也可用外部的债电源益(赞3号1袜0V造～猜5很1熄5V)颜供电。作数字化温度传残感器椅DS1820座测温范围为食-55双～唤+125惕℃醋，惩增量值为朋0.5乎℃决(丽9低位温度读数损)蓝，痛它主要由伯4有个数据部件部寺分组成执：积64竟位乡ROM;汁温度传感器裳;诵非骂易失性的温度贝告警触发器隶TH培和乏TL酿；溜高速便笺存储灾器辨64厌位能ROM胳用于存储序列裙号绿，竹其首字节固定通为菌28冠H滋，形表示产品类型息码海，渴后舟6滩个字节是每个管器件的编码量，件最后婶1骑个字节是博CRC妄校验码萄.挣温度告警触发急器写TH科和旧TL症存储用户通过已软件写入的报挑警上下限值筹，劫高速便笺存储萄器由警9华个字节组成巴，模其中有闲2佳个字节贷RAM殖单元用来存放灿温度值前秤1警个字节为温度警值的补码低尘8榴位琴，教后竭1奇个字节为符号冰位和温度值的约补码高腔3谅位。淘二、赤DS18B2置0遣测温原理麻DS18B2泛0灭内部结构框图杂,跌如图所示。互2-7书DS18B2影0差内部结构框图夸DS18B2驾0臣的测温原理政：犁DS18B2尘0酿测量温度采用稳了特有的温度划测量技术柴，贯它是通过计数的时钟周期来实帖现的悄，菠内部计数器对廉一个受温度影礼响的振荡器的需脉冲计数随,织低温时起,某振荡器的脉冲蔬可以通过门电江路。而当到达卷某一设置高温以时电,爪振告荡器的脉冲无里法通过门电榆路。计数器设团置为题-55贪℃监。同时幕,趣计数器复位在凑当前的温度值央时唤,灵电路对振荡器暴的温度系数进旋行补偿诸,屯计数器重新开泄始计数直到回岛零。如果门电缓路仍未关闭秆,唯则系统重复上部述过程。众三、榜DS18B2干0迈的操作协议那DS18B2裂0斤单纯通信功能碌是分时完成的痛。单线信号包奸括复位脉冲耳,评响应脉冲誉,纤写弦“幼0异”伴,归写焦“既1识”凤,宣读肆“锦1辱”例。它们有严格吸的时隙概念。腿系统对牧DS18B2挂0唱的惕操作以窗ROM组命令练(奉5亲个户)稼和存储器命令轰(赛6耳个苦)头形式出现。对希它的操作协议铲是挨：开初始化寨DS18B2后0凤发复位脉冲徐)向→隔发碰ROM念功能命沉令笼→强处理数大据扯→趋发存储器命令拦处理数据。各枯种操作都有相放应的时序图。贤DS18B2柏0欢在使用时征，聋一般都采用单顶片机来实现数路据采集套。霜只需将胶DS18B2际0泉信号线与单片栽机乖1始位竞I/O墓线相连漂，税且单片机的溪1甘位羊I/O扬线可挂接多个枪DS18B2仆0度，叮就可实现单点均或多点温度检旷测吊。耍DS18B2耐0滩传感器精度高存、互换性好宋;借它直接将温度索数据进行编码跳，据可以只使用一喘根电缆传输温其度数据弃，示通信方便合，纹传输距离远且怪抗干扰性好嫂：症与用传统温度巾传感器组成的驴多点测温系统母相比可节省大兵量电缆雕，光而且系统得以跑简化阅，龙系统扩充维护雄十分方便针。肢DS18B2老0约可以广泛用于盟工厂工业过程月、大型粮仓、跑酿酒厂透，模食品加工厂的宝温度检测以及与宾馆、仪器仪春表室等处的温暴度检测和控制赞。饶第三章：盯太阳能热水器扇硬件设计雁3.1扒.薪太阳能控制器赏硬件结构英根据控制要求挥，采彼用头80C5索1拨单片机的智能芝控制器结构框否图如筑图资1逝所示。由于本像系统运算量不吐是很大君，害沫没有太多的中曾间数据需要处谁理、保存，因页此不再外扩数请据存储器。仅奥使绪用码80C51涂华内游部华RA券M素已完全能够满蜘足要求。系统兴的硬件接口电撒路包括：控制也器实时时钟接惕口电路，蓄水臂箱温度和水位驾检测接口电路拒、设定键和串锣行显示接口电仅路、看门狗和默复位接口电路侄以及继电器输若出接口电路等贺。练图肝3-1估呢太阳能控制器蔬硬件结构图嘱3.2.些窜控制器实时时冬钟接口电路既为实现热水至器惊2患4度小时供应热水顽的目的，控制煮器必须有一个拐实时时钟来为衔系统提供准确像的基准时间；杠在软件设计上奔则要实时地读资出当前时间，验同设定时间比埋较，以决定系为统工作状态。坛本系统采用美钥国衬DALLA脖S子半导体公司最导新推出的时钟任芯且片池DS1288撞7街，该芯片采妨用闸CMOS净遣技术，把时钟忌芯片所需的晶督振和电池以及姓相关的电路集塑成到芯片内部卵，并引与吵MC1468湾1条8拨管脚完全兼容司。诵DS1288委7臣芯片具有微功贼耗、外围接口菊简单、精度高插，工作稳定可短靠等优点。它风与依80C5窝1崖单片机的接口狠电路见下遇图指3-怪2智。8+5V5.1K匀+5V视淘飘侵涛磨艘沿部物1KC妻图摊3-2D哨S1288乎7虏与单片机接口扶电路半模式选择滑脚敲MO昼T弱接地潜，去表选真择档INTE锄L何时序宪。钓DS1288摆7忍纹的高位地址腾用晃80C51痰秒的留P2.4晃链选择，则时钟腊芯片的絮高迹8垫位地址啦为安EF盘H蜜，而其现低聋8遵起位地址则由芯张片内部各单元赠的地址来决构定矛(00获H茂～持80H深)弱，创DS1288崭7众花的中断输出和端验IRQ产箩接上拉电阻，数同脖80C5古1炉中断杏线美INT亿O只相连，为单片烧机提供中断信兼号马。其SQ虾W艰端口编程岗为济2H叶z桑方波输出，经燥二分频后，驱术动两类个雁LE孝D堂发光二极管作下为时钟的秒闪牛烁显示。钥3.3柳.霞水位检测和温莫度检测接口电犬路猾蓄水箱水位和终温度检测部分笔是实现温度智玩能控制的重要耐环节，只有准炮确地检测出水越位和温度，才歇能通过软件计删算提前开始辅多助加热的预加陡热时间。要实迫现辅助加热提昏前时间的精确缺计算，最好是迈采用连续液位页传感器，但考认虑系统成本，乒本设计仍采用晕分段式液位传敏感爆器请(挖通过软件来提亮高精掘度慨)锅，在水位显示团上也仍采用分碌段显示。水位轮检测部分的硬赖件连接如涉图植3诸所示。摧图继3-3笨左水位监测及显旁示接口电路历检测原理如下企：当水箱中无耽水时割，架8辆个非门均虎由士1荐M诞欧姆电阻上拉姻成高电平唱，潮沫所以图中末各滚“卖非俩”鸭门丢(CD406纸9)沸刷输出均为低电拘平男，拉LED腥1吓～串LED8积但均不亮。当水上位高溪于俭“记非学”观门泼1壮果的输入探针时述，由于水的导着电作用，除使燥“智非板”烘门呜1纺怎的输入变为低条电平，所以其衡输出变为高电鞠平韵，溜LE成D株点亮，依此类葵推。随着水位吹的上升，凑各订“萌非粒”干门输出相继为泡高电平罗，介LE笑D润依次点亮。这的里要注意的是狗上拉电阻不能笋选择太小，因显为水的电阻株在公100k8技退左右，所以上口拉电阻选择太汇小的话，将在保水位升高时，户无法趟把渡“糟非秩”谁门输入端拉成乖低电平。实验趣表明皮，替悲上拉电阻选择顾在不500烛k演～肿1横M包欧姆左右能很耀好地满足电路境的工作要求。滑为了睁使异80C51团蚂随时能够读出催当前的水位情羞况，这里选肾用寒74LS2义44滩侧作为状态输入侧缓冲器。蓄水状箱温度检测电所路采警用东DS18B2黄0市芯片使其换成沫脉冲信号，送岛到罪80C5担1魂的阀I/O睛追口母(熄编程为计数器催工作模却式带)金，通过测量输虹出脉冲频率的欺大小来换算成珍水温高低信号慢。窄3.4悠磨看门狗和复位攀接口电路的设券计守控制器的看门暑狗电路由两邮级仰74LS12窜3荒芯片组成。军用洒P1.悬7叔作为单稳态触改发器的定时脉世冲发生端，描当逮P1.7关姑口线超过一定此时间不蚕对贱74LS1丘2拥3咏发正脉冲时，舟系统将自动复时位（附录）。撇3爸.告5淘键盘和注显示接口电路插的设计臭3.5.1件键盘电路丑春战下图效为意80C5县1拿单片陶机携P穗1受口构成的中断捎方舅式宾4*茫4部键盘电路服。粱P1.0-P存1.云3迹为行线婶，纺P1.4-P粒1.描7院为列线，行线朵与侄4瓣输入与俭门嗓74HC2类1赌的一组输入端龄相连，输出端势与外部中街断状INT插1跳相连撑。会1逝6纱个键塌号世K倍i粉（爪I漠=0-1害5掩）次序如图中敬标注。时钟愚姜读闭INT溜1印易长74HC21时钟蜜10K*4V斥CC斧器筑劣P1.心0昼宫A其BCD材藏案知P1.高1梁拥拳腿P1.劣2跟犹片悔P1.膊3复位、干手祥虾P1.辅4复位、掌裂貌凝P1.巡5债阻挤火P1.脑6渴兵颗细P1.咳7场订府80C5甘1心图滔3-480奏C51P慧1葡口构成枣的津4*个4霉中断方式键盘见行列式键盘处药理程序较为复棒杂，当有键按嚼下馆时典74HC2强1岁输出端出现低脊电平请求中断谈；在中断服务覆程序中要再次叫确认是否真有宫键按下，真有届键按下时，再附查出是哪个键锐按下，把该键项的键号送入堆棍栈保护，等待望键释放后再将修键号弹皂出距A事中。该键盘输挣入处理程序的付出口状态是键哨号许在暗A垮中。设计中断涌程序时，先在色主程序中将中嘴断系统初始化斯，并开中断。贵在试验演示中莲通常开中断都骗设置循环等待袜。电增涌显示接口电路口的设计怀键盘和显示电乡路是人机交互盆的重要手段。懒控制键是用户勒干预系统运行歉的唯一接口，传也是用户比较袄关心的问题。鹊为了实现控制倘器对时间与温台度的设定及显票示功能，串行挖显示电路采用蚀串入并出芯高片孙74LS16泰4概驱美动赖4施位数码管实现脏时间与温度的冲静态显示。炸该电路只使用完80C51愧的它3耳个端口猾，愚配接污4雅片串入并出移篮位寄存器剪74LS16犁4秀与旬1狼片三端可调稳海压器刃LM317T少。其中姻74LS16皆4酸的引脚紧Q0维～捧Q7昌为学8缝位并行输出端钱;秀引脚熟A纵、滔B援为串行输入端涂;车引脚香CLK卧为时钟脉冲输传入端换，毅在潮CLK可脉冲的上升沿锡作用下实现移嘉位锹，往在笔CLK=宴0盲、清除端座MR士=1哄时姑，抖74LS16卫4绒保持原来数据棵状态亦;住MR雀=0雅时窝，兵74LS16恳4鼠输出清零，其扇显示电路他如睛3.5.渴3友图。天图妇3-5谋敞串行口扩展所的午4仰位逆LE带D凯显示电路刑其工作过程如斤下悄:80C51般的串行口设定逗在方式盲0仇移位寄存器状菊态下闲，睁串行数据由展P3.0岩发送见，谁移位时钟由食P3.1容送出。在移位垂时钟的作用下刺，封串行口发送缓夫冲器的数据一学位一位地移入乒74LS16剥4肤中。哪4党片批74LS16绣4炒串级扩展为搁4境个展8丑位并行输出口驳，槐分别连接到善4刮个饰LED糊显示器的段选剧端作静态显示参。需要指出的岁是潮，格由于怖74LS16使4止无并行输出控胜制端阔，顺因而在串行输菜入过程中户，询其输出端的状寒态会不断变化删，激造成不应显示睬的字段仍有较厅暗的亮度也，娇影响了显示的世效果。以往的是做法是在裕74LS16吹4沈的输出端加接由4廊片锁存器或三节态门多，林使移位寄存器优串行输入数据引时其输出端的郊变化不反映到鹊LED楚上职，夹待串行输入结宫束后再打开锁泽存器或三态门皇，年将稳定的显示忘数据送给吸LED呆。援本设计电路的欣独特之处在于曾仅采用了哀1脂片三端可调稳泼压器亮LM317饰T献，卫317T立的屠3筐、元2活脚分别是电压射输入、输出端竖，陷317T盛的俘1厕脚是电压调整拴端壮，廉脚窜2米输出叉电压随脚伯1蜜电压而变化。乓脚绿1边与接地电阻之殿间并一个葬NPN何三极管公，烟它的基极受露P1.7谜口线控制女，询串行输入时畅P1.7扭口线为高电平陵，禽三极管饱和导毅通使邪317T恐的脚参1客约为似0间.搂3沉V尾，匹脚孤2品输出电压随之奖下降到乳1.5V参，漆不足以使共阳悼极央LED黄发光锻，衔故此时串行输橡入的影响不会晃反映到躺LED似上席；踪串行输入结束盼后殖，畜使哑P1.7蚊口线为低电平版，国三极管截止捞，甚脚阵2黄输出电压因脚盯1荒电压增高便上手升到爹2.0V象使幕LED勺正常发光。因筝此高，崇1看片三端可调稳进压器露LM317T救起到了条4尽片锁存器的作顶用使距LED艺显示不会闪烁途。本电路的另杏一优点是通过泪可调电位器盗P1稀可在线调整脚模2太的输出电压愈，春使评LED岂的显示亮度均令匀可调磁，早而且省掉了大惭量的棒LED僻限流电阻。乞3.6亲悦光电隔离与辅念助加热养电路设计亡葵俩鲜耳影VCC怠兆唤束饼不洁VCC电担弊VCCR5吗P2.1熟KT1抱盈铅渠垦诉淡R1R2么R3R4弱LED遗幻T2GND对御R6贩图叉3-6歪网辅助加热电路片图亿上图为太阳能弯热水器光电隔同离与辅助加热兆电路设计。贡当室外光强不却足（阴天、下富雨）时，对水疫箱的水提前加训热是很必要的喜，这一电路恰帆好能完成这一千功能甘。鲜工作原理况：铸当单片访机必80C51P戚2.碗1帽口输出高电平放时，三极蔬管孤T斗1铲导通，致使发期光二极管发光益，同时光敏三束极结管洲T概2黑导通，继电器蹈闭合，电阻诱丝瓜R1~R虑4彼发热，这样就甲完成了加热任亲务，此电路虽旬然简单，但在脏太阳能热水器勤中是必不可少殃的。但第四章：控制述器的软件设计伶4.1灰精主程序设计掌热水器不论在污什么样的天气餐里，都能够在腊设定的时间向努用户提供设定阔温度的热水，柱从而给用户带度来便利。当控寨制器在设定的膛时间使水温达惧到设定温度时征，将通过声光享报警提醒用户锣。助根据这一要求炊，控制器软件活设计采用模块菊化结构，包括烟主程序、键盘岗中断子程序抚、仅DS1288抽7眉更新周期结束稠中断子程序锹、腐LE融D琴显示子程序和铁提前加热时间砍计算子程序等昏。系统主程序经主要完成温度库和水位的检测鼠以及进行辅助俩加热时间预算屋和一些初始化锈功能。在主程符序中采用了查茧表方法进行辅趋助加热提前量犁预算。系统主喇程序流程图如遭图倒4傅所示。肃图狗4-1盛旺系统程序流程缴图至对于温度和时千间设定摇，悠圈每次设定结束鲁后拉，提炭就将设定值存猎入吴DS1288码7渡择的非易失获性企RA昼M熟中，下次开机巧时进行读取。盘这样作至少有社两个优点：一婚是系统在不进执行设定时，就恩认定该设定值突和先前一次一当样，解决了每仍次开机总要从籍头设定的问题庸，另一个是若算系统在运行中塞间停电而再次财来电时，可以团不用重新设定条，云幅就能按原设定弯值对温度进行待控制，增强了宿控制器适应外紧界变化的能力扑。对提前加热遮时间的计算，督则是系统能否针实现预定功能于的重要一环。队因为系统采用聋分段式水位检凯测，若采用能世量守恒的方法由对提前加热时宴间进行预算，归也同样得不到针精确的结果。普为了避开繁琐逗的计算过程，向本系统中采用稍了模糊控制思和想，使用了如坑下一些控制语砌句：盲IF迹娇水位者高可AND软盗温度差争大三THEN堆青加热时间长持IF桶抖水位适欧中暴AND确浇温度差适奇中脊THEN出协加热时间适中发IF渗猴水位驻低均AND陷遵温度差赴低各THEN凡黑加热时间少路采用这种思想指后，可以用实厨验方法获得各勉种情况下需要斑加热的时间锹，穷燃编制成表格。协使用时，只要版查表获得提前党加热时间就行属了。显然，表装格分得越细，冷控制就越准确巾。本控制器采勉用温差每等循于筋5暂℃巧为一格仁，激倾就能满考足控制要求了闪。为了减小误净差，试验表明斧，可以采用如启图亏5臂罪的方法。浸图科4-2子涝水位监测处理械示意图韵实验中，用水棒位达俗到神B猎1泄时的结果代替酱水位达初到帜A钉1伸时的结果股，衬B我2我代珍替株A务2也，鸣B3字蹲代器替疏A三3棚，哨B四4倡代运替周A当4陡。这样拖，基CPU怖饿读入积的色A啦1祝水位查表后得报到的预加热时陕间是实验中水脾位滨在悠B1屠布处的时间。经擦过这种处理，舱会把由于分段管检测而产生的痛计算误差减小难一半，由原来畏的罩h框变成设了厌h/2(伍h殿为分段水位检民测间封隙亲)殖。如果水箱水北深伤为宁40c旨m抬，还分允8勉段检测，此种鼻处理方法的计菠算将使水位误溉差由原来甘的挽5c全m磨变成伏了勒2.5c银m送。这种误差对划于民用的热水籍器来说，已完牵全能够满足要附求了。浊4.稳2绒显示子程序江分析表明叨，膊移位寄存器早74LS16尖4卫仅有串入并出自作用没有译码斗功能。因此图，卡在编写显示驱始动程序之前萄，叼首先需要计算课列写出与本电拦路对应的将LED践段选码找，倾然后由瞎80C51捉的遵P3.0妥口送收入稍74LS腔164津的串行输入端昆，连再并行输出到饺LED踪的段选端。需摇要指出的是晌，上面惧显示电路采用科TOS油2炮8106BH盆K涌型号的共阳极悼LED嚷显示器咐，愉根据娘PCB篮印制线路板的唐连线方便盐，仍其滴LED卷的思8卸个段选端末与模74LS馅164域的并行输出口秋即柏8涝根段选线的连蛛接没有遵照通越常的规律份，怜而是如图买3-5惊所示的段排列沫为苹7浸、崖6位、歌4言、雀2排、督1际、烘9维、浪10咸、息5陆，亮相应的段选码浴也要重新计算袋，啄如显示字符伸0膏的段选码为浅11纤H恳，挤显示字符椒1典的段选码为组D7H碌等。另外容，贱这种稳定的静帮态显示方式也狼省去了饥CPU访的动态扫描过垄程南，忆此为上述电路孙的又一特点。尽电路中设计了势4絮位夸LED筹显示器伙，塞其功能为驼：休左首位为百位阵数或标志位尤，东左二位为十位著数汗，贝左三位为个位细数编，计左四位为小数袋点后的十分位颠数。据此眨，慈给出如图万4-3第所示的显示子挂程序框图。结束语痛该控制器和以电往显示仪相比义具有性能价格患比高、温度控拾制与显示精度西高、使用方便仅和性能稳定等硬优点。睛单片机控制系河统具有低价、敬智能的优势，尊能够根据需求渗的不同而作相逃应的调整，更档加个性化。同华时，使用单片膛机控制系统能洞够节约能源，违保护设备，延青长设备的使用激时间。墙该热水器具备读以下特点：吗结构简单、运锣行可靠、操作妹维护简便。掩热源取之不尽亲用之不竭，不军需要运输，节灯省燃料。闭无污染，不会岔对周围环境造袍成任何影响。价热水产量受季淹节、地区纬度贤、采热面积、湿采热器类型、掩环境温度、供泡水温度、风速唐、日照实际等础因素影响较大葵。复该系统加装减剥压阀后可与锅浙炉配套使用，楚解决冬季用水杰。毁不用考虑玻璃扣盖的防冻装置坐。拢该热水器装置呼置于浴室屋订大占地面积较大暮，同时增加了奏建筑物的载荷聋。酿在试制和安装流过程中我们体抚会到只有注意葬以下几个方面公才能保证热水幸器的正常运行袖，第一是循环丧管道水流方向宾不允许有反坡遣现象，拐弯要琴和缓，管道内斜要清洁无阻塞炕。第二是冷水阵箱、热水箱、们集热器及热水块保温的相对位勉置及标高合理自，符合水流规扑律，第三是补霞充给热水箱的狗水流不允许冲膨击，第四是电牌磁阀的选择及消安装位置要合椒理，保证动作法灵敏可靠。熄总之，无论从仰市场或技术抑偿或价格的角度术来说，此款热炉水器具有很大拼的优势。它市此场前景广阔、票技术先进、价免格合理、高度壮智能化，方便些省事，是当前依市面上热水器卫的升级产品。尤它不但适合于拿城乡民宅需求求，还适用于写卵字楼、餐饮、详娱乐、商业服亦务浴室、理发味店、旅馆、招杠待所、托儿所壁、敬老院及外高贸出口等各种古需求。参考文献庸[1]匆兆刘福才蜘、恳今刘丰、刘立舌伟瘦AV兄R肯单片机在太阳顶能热水器智能队控制器中的应价用。微计算机赴信息上，昂199鞭9梢，袜财4绑。搞[2]速俯王长胤遣、闲脖文急军立陷凶单片单板机原哄理及应虎用絮[M呜]款。席叔武汉：武汉大忆学出版社看，辫199弟3蒙。验[3]懂爽向奇妈汝打屋因多功能温度控康制闹器穗[J]款江装自动化与仪器匹仪表，抹1999雾[4]读TomFo墨xBu额ildth大eInte吊lligen界tTher究momete资r[J慧]洗。文Comput作er&E毛lectro蜂nic薯s拒。截Janua绣r佳y山，熔1983约。听[4]督轰何立施民滋百默单片机中、高粥级教油程帽聋亮北京航空航天凯出版烛社样1999梦[5]为栗郭廷兵玮胞雅碌太阳能利用和端