【優(yōu)秀資料下載】基于89c51單片機的太陽能熱水器智能控制器的設計

1、第20卷第3期鄭州輕工業(yè)學院學報（自然科學版）Vol.20No.32005年8月JOURNALOFZHENGZHOUUNIVERSITYOFLIGHTINDUSTRY（NaturalScience）═══════════════════════════════════════════════════════════════Aug.2005收稿日期：20050414作者簡介：王俊杰（1972—），男，河南省南樂縣人，鄭州輕工業(yè)學院助理工程

2、師，主要研究方向：模糊控制技術.文章編號：10041478（2005）03006702基于89C51單片機的太陽能熱水器智能控制器的設計王俊杰（鄭州輕工業(yè)學院電氣信息工程學院，河南鄭州450002）摘要：以89C51單片機為檢測控制核心，采用DS12887實時時鐘，設計了一種太陽能熱水器智能控制器.該控制器具有時間、溫度、水位設定與控制功能，及良好的抗干擾性能.關鍵詞：單片機；自動控制；太陽能熱水器；實時時鐘中圖分類號：TP273文獻標

3、識碼：ADesignofintelligentcontrollerofsolarheaterbasedon89C51singlechipWANGJunjie（College.ofElectr.Inf.Eng.，ZhengzhouUniv.ofLightInd.，Zhengzhou450002，China）Abstract：Solarheatercontrollerisdesignedwith89C51asdetectingcontrol

4、cebyadoptingDS12887liningcontrolclock.Ithasthefollowingfunctions：time，temperaturewaterlevelfixingcontrolantijaming.Keywds：singlechip；automaticcontrol；solarheater；liningcontrolclock0引言目前市場上太陽能熱水器的控制系統(tǒng)大多存在功能單一、操作復雜、控制不方便等問

5、題，很多控制器只具有溫度和水位顯示功能，不具有溫度控制功能.即使熱水器具有輔助加熱功能，也可能由于加熱時間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費電能.鑒于此，筆者以89C51單片機為檢測控制核心，采用DS12887實時時鐘，設計了一種太陽能熱水器微控制器，不僅實現(xiàn)了時間、溫度和水位參數(shù)的實時顯示，而且具有時間設定、溫度設定、水位設定與控制功能，停電后再來電時也不用重新設定.1系統(tǒng)硬件設計及原理給太陽能熱水器加裝自動控制功能，主要是加裝一個數(shù)據(jù)采集

6、系統(tǒng)和一個微電腦控制板.筆者選用89C51單片機為核心控制器，組成熱水器微控制系統(tǒng).系統(tǒng)框圖如圖1所示.圖1熱水器微控制系統(tǒng)框圖數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過水溫傳感器和水位傳感器分別采集水溫、水位連續(xù)變化的模擬量信號，通過TLC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送到CPU89C51中進行處理.本系統(tǒng)具有24h定時和實時顯示功能，因此硬件設計上必須有一個實時時鐘來為系統(tǒng)提供準確的基準時間，在軟件上則要定時地讀出當前的時間，并同設定時間相比較

7、以決定系統(tǒng)的工作情況.系統(tǒng)采用美國達拉斯公司生產(chǎn)的DS12887實時時鐘芯片.該片主要特點為：斷電情況下運行10a以上不丟失數(shù)據(jù)，計秒、分、時、日、月、年，并具有閏年補償功能，可用二進制數(shù)碼或BCD碼表示時間日歷和警報.89C51通過RXD和TXD采用串行通信方式向串入并出芯片74LS164發(fā)送顯示代碼，從而實現(xiàn)時間、水位和溫度的顯示.2微控制器的軟件設計軟件的主要功能是完成對硬件的控制，時間、水位和溫度的顯示以及對采樣信號、鍵盤指令的

8、處理.系統(tǒng)的軟件部分主要由主程序、鍵盤子程序（見圖2，圖3）、顯示子程序等組成.對于溫度和時間，每次設定結(jié)束后，就將設定值存入DS12887的非易失性RAM中，下次開機時進行讀取.這樣，系統(tǒng)在不進行設定時，就認為該設定值與前一次設定值一樣，為用戶解決了每次開機總要重新設定的問題；若系統(tǒng)在運行過程中停電，再次來電后不用重新設定，就能按原設定值對溫度進行控制，增強了微控制器適應外部變化的能力.圖2主程序3電路抗干擾設計本系統(tǒng)是用于現(xiàn)場控制的

9、單片機應用系統(tǒng)，易受各種干擾侵襲，因此抗干擾設計比較重要.其方法圖3鍵盤子程序是：采用集成穩(wěn)壓模塊來保證供電的穩(wěn)定性，防止電源系統(tǒng)的過壓和欠壓；利用低通濾波器濾去高次諧波以改善電源波形，采用小電感大電容構(gòu)成的濾波網(wǎng)絡.在PCB設計時，數(shù)字地和模擬地要分開，分別與電源端地線相連，同時加寬電源線和地線，并且盡量使電源線、地線的走向與數(shù)據(jù)傳遞的方向一致；設計中將所有器件的地接于一點，并使接地構(gòu)成環(huán)路，減少接地電位差，從而減少干擾.在軟件設計時

10、，首先采用硬件“看門狗”電路與軟件“看門狗”技術相結(jié)合，當系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”時，可強迫程序返回到單片機復位入口，使系統(tǒng)運行納入正規(guī)；其次，在未使用的中斷區(qū)、RAM區(qū)、用戶程序各模塊之間空余的單元安排了軟件陷阱，及時捕捉亂飛程序并將其引入復位入口地址；最后，對重要的指令采取指令冗余，對重要的數(shù)據(jù)采取數(shù)據(jù)冗余.4結(jié)語該智能型太陽能熱水器微控制器具有控制精確、方便的特點，并且易于控制，具有良好的抗干擾性能等特點.參考文獻：［1］何立民.單片機