基于单片机的太阳能热水器智能控制系统

第27卷第5期

　　Vol.27,No.5

　　

西华大学学报(自然科学版)

　　JournalofXihuaUniversity·NaturalScience

　　

2008年9月

　　　Sep.2008

文章编号:1673-159X(2008)05-0025-03

基于单片机的太阳能热水器智能控制系统

张景文,王震宏,高为浪,李桂花

3.安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243002)

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(1.兰州理工大学流体动力与控制学院,甘肃兰州730050;2.兰州航空机电有限责任公司技术中心,甘肃兰州730070;

摘　要:针对目前家用太阳能热水器功能单一、操作复杂、控制不方便等特点,本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。根据太阳能热水器对控制系统的要求,以MCS-51单片机为中心控制单元,采用DS12C887实时时钟,设计了一种太阳能热水器智能控制系统,给出了系统硬件设计及软件实现方法。该系统具有时间、温度、水位设定与控制功能,且具有良好的抗干扰性能。

关键词:太阳能热水器;单片机;自动控制;实时时钟　　中图分类号:TP273

　　文献标识码:A

　　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

器只具有温度和水位显示功能,不具有温度控制功能.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。本文设计的太阳能热水器控制系统以MCS-51单片机为检测控制中心单元,采用DS12887实时时钟,不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示功能,而且具有时间设定、温度设定与控制功能。控制系统可以根据天气情况利用辅助加热装置(电加热器)使蓄水箱内的水温达到预先设定的温度,从而达到24小时供应热水的目的。实际应用结果表明,该控制器和以往显示仪相比具有性价比高、温度控制与显示精度高、使用方便和性能稳定等优点,提高了我国太阳能应用领域控制水平,具有可观的经济效益和社会效益。

图1　系统硬件结构图

1.1　控制器实时时钟接口电路的设计

为了实现热水器24小时供应热水的目的,控制系统必须有一个实时时钟来为系统提供准确的基准时间。在软件设计上则要实时地读出当前时间,同设定时间比较,以决定系统工作状态。本系统采用美国DALLAS半导体公司的时钟芯片DS12C887,该芯片采用CMOS技术,把时钟芯片所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部,同时还具有微功耗、外围接口简单、精度高、工作稳定可靠等优点。它与单片机的接口电路见图2。

[3]

1　硬件结构和工作原理

根据系统要求,智能控制系统采用MCS-51单片机为中心控制单元。由于系统运算量不是很大,没有太多的中间数据需要处理、保存,使用AT89S52已完全能够满足要求。系统的硬件接口电路包括:

控制器实时时钟接口电路、蓄水箱温度和水位检测接口电路、设定键和串行显示接口电路、看门狗和复位接口电路以及继电器输出接口电路等,系统结构框图如图1所示

[1-2]

。

图2　DS12C887与单片机接口电路

　　收稿日期:2008-03-24

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