太阳能热水器的检测控制系统的设计

太阳能热水器的检测控制系统的设计

【摘 要】主要介绍了太阳能热水器的检测控制系统的硬件设计和软件设计。将低价位的单片机引入太阳能热水器中，以AT89C52 为核心， 实时采集温度和水位数据， 并设置报警系统，具备水温水位及时间的显示功能，实现了太阳能热水器的水温水位的检测与控制，在生产生活中将起到很大的作用。

【关键词】AT89C52单片机；温度检测与控制；水位检测与控制；LED显示

在全球提倡绿色环保并采用新型能源的今天，太阳能热水器得到了广泛的应用，因为其节省能源，没有污染，并且使用方便。在太阳能热水器的整个系统中，起到至关重要的作用的中心环节就是检测控制系统。控制器不仅实现了对水温，水位的检测与控制，而且也实现了对时间，日期的控制及显示。但目前市场上太阳能热水器的控制系统大部分都存在功能单一、操作复杂、控制不方便等或多或少的缺点。随着科学技术的发展，人们生活水平的提高，对太阳能控制系统也就提出了更高的要求，所以开发一种控制方便，操作灵活的太阳能热水器的控制系统是当务之急。

1.控制器系统的总体设计

1.1系统的总体要求

本控制器有主从两个系统，主控系统以AT89C52单片机为核心控制整个系统，选用合适传感器及接口，键盘，显示电路，实现太阳能热水器的温度，压力，时间检测与控制；从控系统是辅助加热系统，在阴天下雨等阳光不充足的情况下，从控系统对水进行加热，以达到24小时都能够供应热水的目的。所以本设计既充分利用太阳能的丰富的免费的资源，又能在阴天及夜间无法利用太阳能的时对蓄水箱加热。

1.2系统的组成

太阳能热水器的控制器主要由主控制器（即单片机），温度检测单元，水位检测单元以及辅助加热单元组成。各个单元发挥各自不同的作用及功能。外接显示器以及按键作为人机交流介质。

太阳能热水器控制器结构如图1所示。

图1 太阳能热水器控制器的结构图

2.系统的硬件设计

2.1温度检测电路设计

为了实现对水箱内水温的实时检测，蓄水箱温度检测电路采用DS18B20传感器，它的精度高、互换性好，只使用一根电缆远距离传输温度数据，抗干扰性好。通过测量输出脉冲频率的大小来换算成水温信号，再将温度信号转换成脉冲电信号，将温度数据进行编码送到AT89C52的I/O 口（编程为计数器工作模式）P1.3口，单片机通过读取该线数据，经处理后送LCD12864显示，温度检测电路如图2所示。图2 温度检测电路

2.2水位检测电路

水位检测电路利用了水具有导电的性质。

在此设计中有四个水位段，分别是低水位、中水位、高水位和超高水位，水位由潜入太阳能热水器的储水箱不同深度的水位电极和潜入储水箱底部的公共电极（导线）进行检测，共5个电极。每检测到水位到达的电极，电路便得到一

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