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

1、第20卷第3期鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)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(xué)院助理工程

2、師，主要研究方向：模糊控制技術(shù).文章編號：10041478（2005）03006702基于89C51單片機(jī)的太陽能熱水器智能控制器的設(shè)計(jì)王俊杰（鄭州輕工業(yè)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院，河南鄭州450002）摘要：以89C51單片機(jī)為檢測控制核心，采用DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘，設(shè)計(jì)了一種太陽能熱水器智能控制器.該控制器具有時(shí)間、溫度、水位設(shè)定與控制功能，及良好的抗干擾性能.關(guān)鍵詞：單片機(jī)；自動(dòng)控制；太陽能熱水器；實(shí)時(shí)時(shí)鐘中圖分類號：TP273文獻(xiàn)標(biāo)

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(fù)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(shí)間不能控制而產(chǎn)生過燒，從而浪費(fèi)電能.鑒于此，筆者以89C51單片機(jī)為檢測控制核心，采用DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘，設(shè)計(jì)了一種太陽能熱水器微控制器，不僅實(shí)現(xiàn)了時(shí)間、溫度和水位參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示，而且具有時(shí)間設(shè)定、溫度設(shè)定、水位設(shè)定與控制功能，停電后再來電時(shí)也不用重新設(shè)定.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及原理給太陽能熱水器加裝自動(dòng)控制功能，主要是加裝一個(gè)數(shù)據(jù)采集

6、系統(tǒng)和一個(gè)微電腦控制板.筆者選用89C51單片機(jī)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(jìn)行處理.本系統(tǒng)具有24h定時(shí)和實(shí)時(shí)顯示功能，因此硬件設(shè)計(jì)上必須有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘來為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的基準(zhǔn)時(shí)間，在軟件上則要定時(shí)地讀出當(dāng)前的時(shí)間，并同設(shè)定時(shí)間相比較

7、以決定系統(tǒng)的工作情況.系統(tǒng)采用美國達(dá)拉斯公司生產(chǎn)的DS12887實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片.該片主要特點(diǎn)為：斷電情況下運(yùn)行10a以上不丟失數(shù)據(jù)，計(jì)秒、分、時(shí)、日、月、年，并具有閏年補(bǔ)償功能，可用二進(jìn)制數(shù)碼或BCD碼表示時(shí)間日歷和警報(bào).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(shí)現(xiàn)時(shí)間、水位和溫度的顯示.2微控制器的軟件設(shè)計(jì)軟件的主要功能是完成對硬件的控制，時(shí)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(shí)間，每次設(shè)定結(jié)束后，就將設(shè)定值存入DS12887的非易失性RAM中，下次開機(jī)時(shí)進(jìn)行讀取.這樣，系統(tǒng)在不進(jìn)行設(shè)定時(shí)，就認(rèn)為該設(shè)定值與前一次設(shè)定值一樣，為用戶解決了每次開機(jī)總要重新設(shè)定的問題；若系統(tǒng)在運(yùn)行過程中停電，再次來電后不用重新設(shè)定，就能按原設(shè)定值對溫度進(jìn)行控制，增強(qiáng)了微控制器適應(yīng)外部變化的能力.圖2主程序3電路抗干擾設(shè)計(jì)本系統(tǒng)是用于現(xiàn)場控制的

9、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，易受各種干擾侵襲，因此抗干擾設(shè)計(jì)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(luò).在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，數(shù)字地和模擬地要分開，分別與電源端地線相連，同時(shí)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(shè)計(jì)中將所有器件的地接于一點(diǎn)，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(shè)計(jì)時(shí)

10、，首先采用硬件“看門狗”電路與軟件“看門狗”技術(shù)相結(jié)合，當(dāng)系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”時(shí)，可強(qiáng)迫程序返回到單片機(jī)復(fù)位入口，使系統(tǒng)運(yùn)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(shí)捕捉亂飛程序并將其引入復(fù)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(diǎn)，并且易于控制，具有良好的抗干擾性能等特點(diǎn).參考文獻(xiàn)：［1］何立民.單片機(jī)