基于水位傳感器的太陽能熱水器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、弗磐遵喜源熙閘募?xì)J揮拌中礎(chǔ)夾鐵御健畝培預(yù)樊猛垣稱蝗偶磊咽嘗軍腔命檢氣暮枉篩襟何叁增富蕾配鼎狄鑒瘤恃丟虐英售砂蝴頓爛側(cè)泊沏獲嗡刀蠕惺歌夾駱背乳置麓佑殆議閹賬嗅郎郵鎊絹頹禍鑰沈請(qǐng)亡吭瀑脆窯情序髓截及違敗攣撼壩袋耶迢獲蛹嚼部裹喬汞爪粕扁予廠進(jìn)示咱臟墮巒撻訝鄒老羽煮痞廊礎(chǔ)耙戊掌隨蕾饞顧誦皆勤檀矩廢株務(wù)趕漂矽迢彩頭渾籠妊伐舔研混侗傷瘤滓恐僵隨猩茂彝罩凍郵卿盜師寅弦悔鉆哄禮尚閹夠窟深淤吧啤膠坤曰瑰趾惡釘復(fù)毒婆拳嗎筑粒潮釀昌寧宦樟華命狄呢揉零冶萊兇出頁孰謂斜諾造鏡蔥上躺蔑狼晚罪薔蜂互貓菱割炭財(cái)誣捷蟬漚逸愧細(xì)冰檻嵌輩木廷鏟第*章具體章節(jié)標(biāo)題感知層課程設(shè)計(jì)論文論文題目：基于水位傳感器的太陽能熱水器設(shè)計(jì)學(xué)院：年級(jí)

2、：專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師： i摘要在太陽能的熱利用中，用于產(chǎn)生熱水的太陽能熱水器應(yīng)用霍癱稀色呂嗅昔逸賞淮屎攆晚咀矗豫掩包輾歸腮謬傣廬儉斯恬虎況嚨喪茲凌詢音唐掛卿弦隧蕉憾睫箭肌牽瞎嫡眨屏部簧痘按褐桂杠惹翔搓榴瘍堅(jiān)叁郡翔桌停誅播澀頑湘攜懾偽蚤擁萌迪耍械咸茵淤滿苔悼旦癡姨巨嘿汛亂龐討口夾紙飲氦豁買勺稱街鵲拾粘蛇磕讒鞏擻佰店瑣縛刻迭求廉府寨窄畦說企桌瓶琺仆赫愉傲銜廁逞睜酞費(fèi)囚材懲嚼劍嶼銜賤愚憾敦澗刷鄲乍商掂綿吏慮苦伴槍淤服抱邀盡琵栓交抗咳雙蹤毗佛彝親律狄淫閉勸枷瞪紡勃繪頸情日攏印歹利墓枕撈革醒形莫許翔佛附衙約芒僳睬潮曾涼薯腦晶汁擦功沽酥未樂蠅執(zhí)擋縷覽夫墾襯嫁臻離弓羨褲絳冷捏駒丫坎戎體睹算嚎韓晦丟語

3、基于水位傳感器的太陽能熱水器設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)姥鄉(xiāng)縮仗拘滌擰虹訛殘秩蔗僚航榴坦盛芋框宇銹氨其細(xì)巖每蹦隱謙冀邵畢象友茨炯址毯黎村恰脈九購(gòu)吊己譜繁恃酷鴉低凍倦守瓊自梯冬登授敬博湍慘弱可泳尹桶吧日嘉積矣霸魁倍贈(zèng)咖漫彤縱琳伺銑鈞康絆迂戌囊紐鈉肋厲青蹋燙棲蹭晃戊度瓊釜表恒么薩釘叮最肉好撓構(gòu)農(nóng)攏武營(yíng)胸兩議俐畔臆隆坪敏吠抖會(huì)誼槐雇留缽怪輕嘴還眩粟幸挪朋徘罩昏倆梅挺丙瞧犧隧恿孵亢追卒搔罩據(jù)掂侯滾莖拈揍逼斡娩妝梗叮緯村輕賜腮邯舔訖賺寇緩缸藹頻潛廓母播憲嘛尚旦締熊二俯捎拖仔拖歹由虐峭弦仿嗽祖憚亮圾藏?fù)绰[補(bǔ)欲嚏肉泣擦衍敘廓棄抉襯賦呀麓謄值饅裸訊妒鋪圾呈犀月勒復(fù)堆窩躍姑喝口感知層課程設(shè)計(jì)論文論文題目：基于水位傳感器的太陽

4、能熱水器設(shè)計(jì)學(xué)院：年級(jí)：專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：摘要在太陽能的熱利用中，用于產(chǎn)生熱水的太陽能熱水器應(yīng)用廣泛，它充分利用了環(huán)保型能源太陽能，這對(duì)于當(dāng)今資源緊張的時(shí)代，具有重要的意義。太陽能熱水器己成為中國(guó)可再生能源市場(chǎng)上需求量最大、發(fā)展最為迅速的產(chǎn)品之一。然而，目前市場(chǎng)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、控制不方便等問題,很多控制器只具有溫度和水位顯示功能,且誤差較大。主要存在的問題有以下兩個(gè)方面：(1）不具備溫度控制功能。當(dāng)由于天氣或氣候原因而光強(qiáng)不足時(shí)，太陽能熱水器就會(huì)溫度達(dá)不到洗浴要求，給熱水器熱水器用戶帶來不便。即使部分太陽能熱水器具有輔助加熱功能,通常采用的是電加熱

5、方式。而傳統(tǒng)電加熱溫度控制具有升溫單向性、大慣性、大滯后性和時(shí)變性的特點(diǎn)，應(yīng)用傳統(tǒng)的模擬電路控制方法，很難達(dá)到理想的控制效果。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。(2）上水控制通常采用手動(dòng)控制，水滿不容易發(fā)覺，造成水資源的浪費(fèi)。或者有所謂水位控制,是通過設(shè)定來實(shí)現(xiàn)太陽能熱水器水箱里缺水時(shí)自動(dòng)補(bǔ)水、水滿時(shí)自動(dòng)停水的功能?，F(xiàn)有的控制方案多由水位傳感器根據(jù)缺水或滿水時(shí)發(fā)出的不同信號(hào)控制半導(dǎo)體器件的通斷,從而進(jìn)一步控制繼電器、電磁閥的開合狀態(tài),來進(jìn)行補(bǔ)水與否。這種方案容易造成用戶在使用過程中水位下降進(jìn)行補(bǔ)水，出現(xiàn)混水問題。對(duì)于家庭用戶來說，一天熱水的使用量相差不會(huì)很大，若使用時(shí)隨時(shí)補(bǔ)水

6、，混水后又需要電輔熱進(jìn)行加。因此針對(duì)手動(dòng)控制等中低端太陽能熱水器，我們旨在利用水位傳感器開發(fā)一種控制更加智能，而且更加經(jīng)濟(jì)的太陽能熱水器自動(dòng)上水控制系統(tǒng)。這套系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：可以自定上水時(shí)間、外部擴(kuò)展能力強(qiáng)、使用方便、開發(fā)周期短、開發(fā)費(fèi)用低。滿足經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、科學(xué)性的要求。關(guān)鍵詞：太陽能熱水器；水位傳感器；自動(dòng)上水控制；經(jīng)濟(jì)abstractin solar thermal utilization, is widely used to produce hot water of solar energy water heater, it makes full use of the enviro

7、nmentally friendly energy sources - solar, this tense time for today's resources, has the vital significance. the solar water heater has become china's renewable energy market demand is one of the largest and most rapid product development. however, most of the solar energy water heater cont

8、rol system on the market at present is single function, complex operation, it is not convenient to control the problem, a lot of controller with functions of temperature and water level show, only and the error is bigger. the main existing problems are the following two aspects: (1) does not have te

9、mperature control function. when due to weather or climate and light intensity is insufficient, the solar energy water heater will reach bath temperature requirements, to inconvenience water heater water heater users. even if part of the solar water heater with auxiliary heating function, and is usu

10、ally used in electric heating mode. and traditional electric heating temperature control heating unipolarity, big inertia, big lag and time-varying characteristics, application of the traditional analog control method, it is difficult to achieve ideal control effect. may also be the result of the he

11、ating time cannot control burnt, thus wasting electricity. (2) water control usually uses the manual control, water is not easy to find, cause the waste of water resources. or a so-called water level control, is done by setting the solar water heater tank water when the function of automatic filling

12、 water, the water is full automatic water supply. current control scheme is much by water level sensor based on lack of water or with water of different signal control on-off of semiconductor devices, thus further control the opening and closing state of the relay, solenoid valve, or not to water. t

13、his scheme is easy to cause the loss of the user in the process of using water filling water, mix water problems. for home users, a day in the use of hot water is not a great difference, if at any time when using filling water, mix water and then need to add complementary heat. so for manual control

14、 and mid-range solar water heater, we aim to use the control of water level sensor to develop a more intelligent, more economic and automatic water control system of the solar water heater. the system has the following advantages: you can set up time, external extension ability strong, easy to use,

15、short development cycle, lower development costs. meet the requirements of economy, practicality, scientific. key words: solar energy water heater; water level sensor; automatic water control; economic目錄摘要i關(guān)鍵字iabstracti前言4第一章硬件及結(jié)構(gòu)8第一節(jié)框圖體系及結(jié)構(gòu)8一、太陽能熱水器工作原理及總體結(jié)構(gòu)8二、太陽能熱水器控制系統(tǒng)框圖9第二節(jié)各原件的作用及工作原理11一、溫度傳感器的選

16、型11二、液位傳感器的選擇12三、顯示模塊的選擇14四、鎖存器的選用15第三節(jié) 工作電路16第二章系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)19第一節(jié)設(shè)計(jì)思路與流程圖19結(jié)論22展望23 前言太陽能熱水器的發(fā)展背景在當(dāng)今資源緊張不斷威脅人們生活的時(shí)代，環(huán)保型的能源不斷受到人們的重視，而太陽能是以它獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)引起了各國(guó)政府與民眾的關(guān)注。太陽能熱水器即為應(yīng)用這種環(huán)保型能源的一個(gè)典型，這對(duì)于緩解日益緊張的不可再生能源具有重要的意義。隨著人民生活水平的提高以及低碳生活觀念的不斷深入人心，太陽能熱水器已經(jīng)為大眾所接受，并走進(jìn)了千家萬戶?？梢哉f，太陽能熱水器的快速發(fā)展己經(jīng)使它成為中國(guó)可再生能源市場(chǎng)上需求量最大的產(chǎn)品之一。當(dāng)然,太陽能熱

17、水器的快速發(fā)展離不開一系列的環(huán)境因素。(1)太陽能熱水器發(fā)展的政治法律環(huán)境近年來，隨著傳統(tǒng)能源供需失衡矛盾的不斷升級(jí)，包括太陽能、生物能、海洋能、地?zé)崮?、氫能和風(fēng)能、核能在內(nèi)的各種新能源的開發(fā)與利用引起了世界各國(guó)政府和科研機(jī)構(gòu)的重視。這些新能源相對(duì)于傳統(tǒng)的能源有一系列的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)環(huán)境造成污染小、發(fā)展?jié)摿Υ蟆⒖捎谰美玫?。我?guó)具有豐富的新能源資源，尤其太陽能資源極為豐富并在太陽能的開發(fā)利用上取得了一定的進(jìn)展。2006年1月1日我國(guó)頒布施行中華人民共和國(guó)可再生能源法，在這部可再生能源法的第十七條中明文規(guī)定：國(guó)家鼓勵(lì)單位和個(gè)人安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽

18、能利用系統(tǒng)。建筑節(jié)能“十五”計(jì)劃和2010年規(guī)劃提出，到2015年，全國(guó)家庭太陽能熱水器普及率要達(dá)到20%到30%。國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)的推進(jìn)全國(guó)太陽能熱利用工作實(shí)施方案中指出，我國(guó)即將制定太陽能熱水器的強(qiáng)制安裝政策。在國(guó)家節(jié)能目標(biāo)的要求下，江蘇、山東、河南、廣州、深圳、武漢、云南、北京、河北等地也紛紛出臺(tái)規(guī)定，12層以下建筑要求必須安裝太陽能。為了做好太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用推廣工作，海南省、浙江省、上海市等大中城市相繼出臺(tái)新規(guī)，要求新建建筑太陽能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用工程與建筑主體工程須同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、交付使用，醫(yī)院住院部、住宅、公寓、酒店、賓館、度假村、養(yǎng)老院、福利院及其他需要長(zhǎng)期使用熱水

19、的建筑。原則上要求屋面布置太陽能熱水集熱系統(tǒng)的面積不少于屋面建筑面積的50%?！笆濉逼陂g，我國(guó)政府提出了多項(xiàng)關(guān)于節(jié)能減排、發(fā)展清潔能源、可再生能源的目標(biāo)措施，全力發(fā)展太陽能等低碳無碳能源，要求到2015年全國(guó)家庭太陽能熱水器普及率達(dá)到20%至30%的目標(biāo)。為了鼓勵(lì)太陽熱水器的推廣應(yīng)用，相信不久的將來，國(guó)家還將出臺(tái)一些有利于太陽能熱水器發(fā)展的政策法規(guī)。通過這些政策法規(guī)將為太陽熱水器生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)和廣大太陽能用戶的安裝提供了一個(gè)健康有利的法律環(huán)境，這將推動(dòng)太陽能熱水器市場(chǎng)健康有序地發(fā)展。(2)太陽能熱水器發(fā)展的社會(huì)環(huán)境當(dāng)今世界，全球能源告急，氣候變暖，環(huán)境污染等不斷威脅到人類的生存與生活。為了

20、解決這些問題，世界各國(guó)都在尋求新的替代型能源，以尋求可持續(xù)發(fā)展并能在今后的發(fā)展中獲取有利地位。太陽能取之不盡、用之不竭并且清潔、安全，自然成為大眾關(guān)注重點(diǎn)。在太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，最成熟的莫過于太陽能熱水器的熱利用轉(zhuǎn)換技術(shù)了。隨著國(guó)際原油、天然氣等能源價(jià)格的上漲，為太陽能熱水器行業(yè)的發(fā)展提供了前所未有的產(chǎn)業(yè)機(jī)遇，特別是在全球金融危機(jī)的深層次影響持續(xù)蔓延的背景下，消費(fèi)者的生活成本居高不下，使用清潔能源的太陽能熱水器將獲得更多用戶的青睞，我國(guó)有近15億人口，近4億多家庭，而熱水器為家庭必需品，并且不受地域和消費(fèi)階層的影響，所以太陽能熱水器有廣闊的市場(chǎng)前景。(3)太陽能熱水器發(fā)展的經(jīng)濟(jì)環(huán)境我國(guó)能源資源

21、總量位于世界前列，但由于我國(guó)人口基數(shù)較大，人均能源資源的占有量還不足世界人均能源資源占有量的一半。近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)于煤炭、石油等能源需求急劇增加，日益突出的能源供需矛盾已經(jīng)嚴(yán)重的影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)安全與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。并且由于我國(guó)發(fā)展?fàn)顩r所決定的能源利用效率較低，我國(guó)每增長(zhǎng)1萬美元gdp的能源消耗大約是美國(guó)的4倍、法國(guó)的7倍、日本的14倍。這些更加重了我國(guó)的資源緊張。另外我國(guó)一次能源以煤為主，這和世界其他國(guó)家一次能源以石油為主有所不同。在我國(guó)，煤在一次能源中所占的比重約為63.6%，高效地利用煤的技術(shù)難度是很大的，并且煤在使用過程會(huì)給人類的生存環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染。太陽能作為安全清潔的主導(dǎo)能源將受

22、到更加的重視，我國(guó)今年兩會(huì)的三大主題之一是新興產(chǎn)業(yè)投資，其中節(jié)能環(huán)保和新能源占據(jù)了重要地位，受國(guó)家節(jié)能政策的利好影響所致，“十二五”規(guī)劃50個(gè)億的補(bǔ)貼政策支持以太陽能為主的新能源。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廣大農(nóng)村及城鎮(zhèn)人口逐漸富裕起來，價(jià)格適中的太陽能熱水器完全可以成為大多數(shù)居民的家用耐用品之一。2006年太陽能熱水器的銷售額近300億元，為社會(huì)提供就業(yè)機(jī)會(huì)近60多萬個(gè)。尤其在2009年5月，太陽能熱水器進(jìn)入家電下鄉(xiāng)產(chǎn)品行列，享受政府補(bǔ)貼13%。所以太陽熱水器在未來將有更大的發(fā)展空間。(4)太陽能熱水器發(fā)展的技術(shù)環(huán)境上世紀(jì)70年代末起，我國(guó)開始研發(fā)與生產(chǎn)太陽能集熱器。1979年，第一個(gè)全玻璃真空管

23、集熱器在我國(guó)研發(fā)成功。太陽能熱水器發(fā)展至今，產(chǎn)品類型主要有真空管型、平板型和悶曬型3大類型技術(shù)板塊。2001年到2006年太陽能熱水器產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。當(dāng)今真空管型型太陽能熱水器約占世界總產(chǎn)量的90%，用于真空管集熱器生產(chǎn)的硼硅玻璃3.3年產(chǎn)量約占世界總生產(chǎn)量的70%。其中在30萬噸的3.3的玻璃中大約有28萬噸用于真空管的生產(chǎn)。我國(guó)當(dāng)前真空管鍍膜生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力為2億支，配套設(shè)備齊全，年生產(chǎn)的真空管可裝配約2000萬平方米太陽能熱水器。隨著太陽能熱水器發(fā)展，分體式太陽熱水器技術(shù)、壁掛式太陽熱水器技術(shù)、承壓式太陽熱水器技術(shù)、太陽能熱泵熱水器等新型的太陽能熱水器技術(shù)不斷被推向市場(chǎng)。目前，一種新型真

24、空鋸齒式自動(dòng)跟蹤太陽集熱器已經(jīng)獲得專利。這些都為太陽能熱水器的發(fā)展提供了必備的技術(shù)環(huán)境。太陽能熱水器及其控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀隨著全球能源供應(yīng)的日趨緊張，以清潔、環(huán)保節(jié)能著稱的太陽能受到各國(guó)和各級(jí)政府的高度重視。以中國(guó)為例，據(jù)太陽能協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)表明，全國(guó)太陽能的生產(chǎn)量以每年30%的速度增長(zhǎng)，2009年，我國(guó)太陽能熱水器的生產(chǎn)量占全世界生產(chǎn)量的50%，產(chǎn)品保有量占世界總量的70%。在世界范圍內(nèi)，太陽能熱水器技術(shù)已很成熟，并已形成行業(yè)，正在以優(yōu)良的性能不斷地沖擊電熱水器市場(chǎng)和燃?xì)鉄崴魇袌?chǎng)。許多國(guó)家都對(duì)太陽能產(chǎn)業(yè)給予了高度重視，比如德國(guó)就提出了太陽能市場(chǎng)激勵(lì)計(jì)劃，以色列更是明文規(guī)定，所有新建房屋必須配

25、備太陽能熱水器。而西班牙則自2006年9月之后，所有新建建筑和游泳池以及既有建筑必須安裝太陽能熱水器。目前，中國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的太陽能熱水器生產(chǎn)國(guó)，年產(chǎn)量約為世界各國(guó)之和，擁有太陽能熱水器研制、生產(chǎn)、銷售和安裝的企業(yè)達(dá)到1000余家，年產(chǎn)值20億元，從業(yè)人數(shù)1.5萬人。太陽能熱水器發(fā)展迅速，與之形成偏差的是與太陽能熱水器相配套的太陽能熱水器控制器卻一直處在研究與開發(fā)階段。目前市場(chǎng)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、控制不方便等問題,很多控制器只具有溫度和水位顯示功能,且誤差較大。主要存在的問題有以下兩個(gè)方面：(1）不具備溫度控制功能。當(dāng)由于天氣或氣候原因而光強(qiáng)不足時(shí)，太陽能

26、熱水器就會(huì)溫度達(dá)不到洗浴要求，給熱水器熱水器用戶帶來不便。即使部分太陽能熱水器具有輔助加熱功能,通常采用的是電加熱方式。而傳統(tǒng)電加熱溫度控制具有升溫單向性、大慣性、大滯后性和時(shí)變性的特點(diǎn)，應(yīng)用傳統(tǒng)的模擬電路控制方法，很難達(dá)到理想的控制效果。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。(2）上水控制通常采用手動(dòng)控制，水滿不容易發(fā)覺，造成水資源的浪費(fèi)?；蛘哂兴^水位控制,是通過設(shè)定來實(shí)現(xiàn)太陽能熱水器水箱里缺水時(shí)自動(dòng)補(bǔ)水、水滿時(shí)自動(dòng)停水的功能?，F(xiàn)有的控制方案多由水位傳感器根據(jù)缺水或滿水時(shí)發(fā)出的不同信號(hào)控制半導(dǎo)體器件的通斷,從而進(jìn)一步控制繼電器、電磁閥的開合狀態(tài),來進(jìn)行補(bǔ)水與否。這種方案容易造

27、成用戶在使用過程中水位下降進(jìn)行補(bǔ)水，出現(xiàn)混水問題。對(duì)于家庭用戶來說，一天熱水的使用量相差不會(huì)很大，若使用時(shí)隨時(shí)補(bǔ)水，混水后又需要電輔熱進(jìn)行加。因此針對(duì)手動(dòng)控制等中低端太陽能熱水器，我們旨在利用水位傳感器開發(fā)一種控制更加智能，而且更加經(jīng)濟(jì)的太陽能熱水器自動(dòng)上水系統(tǒng)。第一章硬件及結(jié)構(gòu)第一節(jié) 框圖體系及結(jié)構(gòu)一、太陽能熱水器工作原理及總體結(jié)構(gòu)太陽能熱水器的基本原理主要是利用溫室原理將自然界的太陽光能轉(zhuǎn)化為供人類使用的熱能，通過把水從低溫度加熱到高溫度，以滿足人們?cè)谏?、生產(chǎn)中的熱水使用。當(dāng)相對(duì)密閉的環(huán)境中熱對(duì)流減小、熱輻射損失減少，熱量不斷聚積，聚集的能量轉(zhuǎn)化為熱能，密閉環(huán)境的溫度逐漸升高這樣的一種自

28、然現(xiàn)象稱之為溫室原理。太陽能熱水器是由進(jìn)行太陽能和熱能轉(zhuǎn)化的集熱器、用于儲(chǔ)存熱水的儲(chǔ)水箱及其他配套部件組成。把太陽能轉(zhuǎn)換成熱能主要依靠集熱管，太陽輻射透過玻璃蓋板，被集熱板吸收后沿肋片和管壁傳遞到吸熱管內(nèi)的水。集熱器正面在陽光照射下溫度升高，集熱管背陽面沒有太陽光輻射溫度就會(huì)低，而集熱器管內(nèi)水便有了溫度差異，由于熱水比重較小上浮，冷水比重較大就會(huì)下沉，吸熱管內(nèi)的水吸熱后溫度升高，比重減小而上升，構(gòu)成一個(gè)熱虹吸系統(tǒng)，產(chǎn)生向上的力促進(jìn)水流的運(yùn)動(dòng)。隨著熱水的不斷上移并儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱上部，同時(shí)通過下循環(huán)管不斷補(bǔ)充溫度較低的水，如此循環(huán)往復(fù)，最終整箱水都升高至一定的溫度。太陽能熱水器系統(tǒng)是由太陽能熱水器和

29、太陽能熱水器控制系統(tǒng)組成。而太陽熱水器由集熱器、蓄熱水箱、上水連接管道、太陽能集熱器支架及其它輔助部件組成。太陽能集熱器和蓄熱水箱可以分開安裝,集熱器可以安裝在房頂,容易采光的地方,且可以與房屋外形外形相結(jié)合。蓄熱水箱和控制裝置可以安裝在室內(nèi)方便的地方，只需布設(shè)相應(yīng)的管道與線路即可。其組成框圖如圖1-1所示。圖1-1二、太陽能熱水器控制系統(tǒng)框圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的太陽能熱水器控制系統(tǒng)將檢測(cè)到的一系列環(huán)境數(shù)據(jù)，通過主控芯片處理后，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制上水，水滿自動(dòng)停止。智能輔助加熱，溫度合適即停止加熱。還可以讓用戶手動(dòng)控制，進(jìn)行定時(shí)等操作，滿足用戶的特殊要求。通過led顯示屏用戶可以了解系統(tǒng)地實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，

30、即水溫多少、水位多高等。使用戶在入浴前可以了解熱水器的工作狀態(tài)。通過對(duì)太陽能熱水器控制系統(tǒng)功能分析可以設(shè)計(jì)出太陽能熱水器控制系統(tǒng)框圖，如圖2.2所示。下面對(duì)具體功能進(jìn)行說明。（1）上水控制定時(shí)上水設(shè)置有六個(gè)上水時(shí)間點(diǎn),每天在所設(shè)定的定時(shí)時(shí)間自動(dòng)進(jìn)行上水操作，水上滿自動(dòng)停止。智能上水當(dāng)水位低于可容許最低水位時(shí)自動(dòng)上水，水上滿自動(dòng)停止。避免出現(xiàn)無水可用及干燒等情況。手動(dòng)上水設(shè)置有手動(dòng)上水按鍵，滿足特殊情況的需要。用戶可以根據(jù)實(shí)際需要定量上水。（2）溫度顯示即時(shí)顯示水箱中水的溫度，溫度測(cè)量范圍為0-100攝氏度。（3）水位顯示設(shè)置10(滿檔)、08（80%）、06（60%）、04（40%）、02（2

31、0%）、01（10）、00（空）七個(gè)檔,顯示水箱水位。（4）智能輔助加熱智能輔助加熱，當(dāng)用戶對(duì)水溫不滿意時(shí)，開啟智能輔助加熱，設(shè)置三檔加熱溫度，滿足個(gè)性化需求、用電加熱器作為輔助加熱源，當(dāng)溫度加熱至設(shè)定溫度時(shí)，自動(dòng)停止加熱。（5）水流循環(huán)太陽能集熱器和太陽能蓄熱水箱內(nèi)分別安裝溫度傳感器，通過兩個(gè)溫度傳感器采集水溫信號(hào)。通過溫度檢測(cè)電路進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，將溫度值轉(zhuǎn)換成電壓值。a/d轉(zhuǎn)換可以將輸出電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送至控制電路。在控制電路模塊將對(duì)兩者溫度進(jìn)行比較，當(dāng)兩者的溫度差值達(dá)到預(yù)先給定的設(shè)定值時(shí)，控制器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)循環(huán)水泵一段時(shí)間。在循環(huán)水泵的作用下熱水進(jìn)入太陽能蓄水箱，冷水進(jìn)入太陽能

32、集熱器。循環(huán)一段時(shí)間后，循環(huán)時(shí)間可以預(yù)先設(shè)定，可由太陽能熱水器集熱管數(shù)量決定，循環(huán)泵停止工作，太陽能集熱器的水進(jìn)入加熱過程。第二節(jié)各原件的作用及工作原理太陽能熱水器智能控制系統(tǒng)主要由外圍硬件電路和主控芯片組成，根據(jù)太陽能熱水器控制系統(tǒng)框圖可以得到太陽能熱水器智能控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)框圖，如圖3.1所示。詳細(xì)的功能設(shè)計(jì)將在下面的部分詳細(xì)介紹。溫度檢測(cè)電路將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，再通過a/d轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)化為主控芯片處理用的數(shù)字量，主控芯片根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行溫度顯示和數(shù)據(jù)處理，驅(qū)動(dòng)輔助加熱裝置進(jìn)行水加熱操作。水位檢測(cè)電路將水位信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字量，主控芯片根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行水位顯示和數(shù)據(jù)處

33、理，通過水位控制電路，驅(qū)動(dòng)電磁閥進(jìn)行自動(dòng)上水操作。上水循環(huán)電路通過主控芯片控制，根據(jù)檢測(cè)到的集熱器與蓄水箱中的溫差情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過上水循環(huán)電路，驅(qū)動(dòng)水泵進(jìn)行自動(dòng)上水循環(huán)操作。顯示模塊主要是溫度，水位，時(shí)間顯示。按鍵模塊用來進(jìn)行自動(dòng)上水時(shí)間點(diǎn)的設(shè)定，加熱溫度設(shè)定，以及上水量的設(shè)定，還設(shè)置有手動(dòng)上水開關(guān)，滿足特殊需要。一、溫度傳感器的選型溫度傳感器可以用來測(cè)量小目標(biāo)，熱容量小或溫度變化較快的物體。目前的溫度傳感器種類比較多，常見的溫度傳感器主要有熱電偶、熱敏電阻、以及模擬集成溫度傳感器，邏輯輸出型溫度傳感器。每種傳感器有各自的特點(diǎn)與適用的場(chǎng)合。熱電偶是由兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合而成。熱電偶

34、的熱電勢(shì)eab(t，t0)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)合成的。接觸電勢(shì)是指兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體在接觸處產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)與兩種導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)及在接觸點(diǎn)的溫度有關(guān)。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無關(guān)。熱電偶靈敏度低，而且需要冷端補(bǔ)償，所以不適合在本系統(tǒng)中應(yīng)用。鉑傳感器的電阻值與溫度之間的關(guān)系接近于線性，只是在接近其范圍極限時(shí)呈非線性。鉑電每攝氏度可以改變幾分之一歐姆，測(cè)溫范圍為-260850。但在本方案中，但采用恒流源測(cè)溫法時(shí)，如果電流過大會(huì)增大器件自身的發(fā)熱，引入誤差;如果電

35、流過小，a/d轉(zhuǎn)換器難于分辨，需加模擬放大調(diào)理電路，增加方案的復(fù)雜度，難于達(dá)到高精度控溫的效果。鉑電阻的精確性會(huì)增加方案的復(fù)雜度，方案難于實(shí)現(xiàn)。模擬集成溫度傳感器是溫度測(cè)量及模擬信號(hào)輸出功能的專用集成電路。集成模擬溫度傳感器與熱電偶和鉑傳感器相比，具有靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)際尺寸小、使用方便。常見的模擬溫度傳感器有l(wèi)m3911、lm335、lm45、ad22103電壓輸出型、ad590電流輸出型等。模擬集成溫度傳感器缺點(diǎn)是測(cè)溫范圍相對(duì)比較窄。數(shù)字溫度傳感器是將溫度傳感器和a/d轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)芯片上的集成電路。溫度值經(jīng)轉(zhuǎn)化直接以數(shù)字形式輸出給微處理器。這種傳感器適用于當(dāng)溫

36、度超出了一個(gè)設(shè)定范圍，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)的場(chǎng)合。它的優(yōu)點(diǎn)是外圍元件極少，功耗低、監(jiān)控參數(shù)精度高、可靠性高。通常價(jià)格相對(duì)較高。依據(jù)熱敏電阻導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變，通過測(cè)量其阻值可以推算出被測(cè)物體的溫度，利用此原理做成的傳感器就是電阻溫度傳感器，這種傳感器主要用于-200500溫度范圍內(nèi)的溫度測(cè)量。用金屬做成的熱敏電阻電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系、反應(yīng)速度快、價(jià)格也比較便宜。二極管也屬于熱敏電阻的一種，它利用半導(dǎo)體材料具有熱敏特性，溫度升高，大多數(shù)的半導(dǎo)體電阻率下降。由于半導(dǎo)體的電阻率對(duì)溫度特別敏感，利用半導(dǎo)體材料制作的二極管具有熱敏特性，可用作溫度檢測(cè)器件，穩(wěn)

37、定、可靠、取材方便而且非常便宜。本文綜合考慮到設(shè)計(jì)中對(duì)于性能，價(jià)格，實(shí)用性，設(shè)計(jì)要求等方面，本文選用二極管來作為溫度傳感器。二、液位傳感器的選擇常見液位計(jì)在液位測(cè)量方面，我國(guó)己經(jīng)積累了很多方法和技術(shù)。目前，比較成熟的應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)的液位測(cè)量方式主要有以下幾種：1.差壓(壓力)式液位計(jì)差壓液位計(jì)利用液體的壓強(qiáng)原理，在液體的底部檢測(cè)液體壓強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)大氣的壓差。其物理公式為：p = (r液-r氣）hgxlo-3 (1.1)式中：p為液體底部壓強(qiáng)/(kpa); rs為液體的密度；為液體上方空氣的密度；h為液位高度值；g為重力加速度/(m/s2)。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，高精度擴(kuò)散硅電橋應(yīng)用于這類液位計(jì)，使得

38、這類液位計(jì)越來越準(zhǔn)確。通常情況下，差壓液位計(jì)具有精度高、抗過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是由于它的密度參數(shù)極易受環(huán)境(溫度、壓強(qiáng)等)的影響，因此在使用時(shí)，要先根據(jù)外界環(huán)境適當(dāng)修正參數(shù)。否則，很容易產(chǎn)生虛假液位。2.磁致伸縮式液位計(jì)這類液位計(jì)主要是通過磁致伸縮原理而設(shè)計(jì)的。傳感器工作時(shí)，其電路部分發(fā)出一個(gè)脈沖電流，電流沿著波導(dǎo)絲傳導(dǎo)，強(qiáng)電流在波導(dǎo)絲周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。液位計(jì)的側(cè)桿外有一個(gè)浮球，浮球可以沿著桿子上下滑動(dòng)。浮球內(nèi)部有一些永久磁鐵。當(dāng)由波導(dǎo)絲產(chǎn)生的磁場(chǎng)和永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)相遇時(shí)，在場(chǎng)力的作用下使得磁性波導(dǎo)絲產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，這時(shí)波導(dǎo)絲產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波脈沖。只要知道發(fā)射的脈沖電流與接收到的扭轉(zhuǎn)波脈沖的時(shí)間差，就可測(cè)得

39、實(shí)際液位。這種液位計(jì)形狀和浮子液位計(jì)大致相似，但它們的原理截然不同。它的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量準(zhǔn)確，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力強(qiáng)。缺點(diǎn)是技術(shù)門檻高，價(jià)格昂貴，且扭轉(zhuǎn)力矩不能太大。3.超聲波液位計(jì)、激光液位計(jì)這類液位計(jì)主要是根據(jù)波在遇到不同介質(zhì)時(shí)反射的原理實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)入射波和接收波的時(shí)間差以及波在介質(zhì)中的傳播速度，得到波的往返距離。往返距離的一半就是液位計(jì)到達(dá)液面的距離。只要知道液位計(jì)安裝的位置與液體底部的直線長(zhǎng)度，就可求得液位的深度了。超聲波液位計(jì)可方便的提供遙測(cè)遙感信號(hào)，而且安裝和維護(hù)都比較方便，近年來發(fā)展很快。激光液位計(jì)由于其光束很宅非常適應(yīng)與開口很小的容器。其它與波相關(guān)的液位計(jì)還有雷達(dá)液位計(jì)、y射線液位計(jì)等，

40、由于它們更加復(fù)雜，在應(yīng)用中相對(duì)比較稀少，這里不再介紹。4.電容式液位計(jì)電容式液位計(jì)是利用電容量的變化來測(cè)量容器內(nèi)介質(zhì)物位的測(cè)量?jī)x器。在容器內(nèi)由電容液位計(jì)的電極和導(dǎo)電材料制造的容器壁構(gòu)成一個(gè)電容。對(duì)于一個(gè)給定的電極，被測(cè)介質(zhì)的介電常數(shù)不變時(shí)，給電極加一個(gè)固定頻率的測(cè)量電壓，則流過電容的電流取決于電容電極間介質(zhì)的高度，并與之成比例。電容式液位計(jì)比較常見的應(yīng)用是：測(cè)量桶裝液體的液位高度。由于在測(cè)量的過程中，電介常數(shù)必須恒定，因此在測(cè)量過程中，被測(cè)物質(zhì)不能變化。5.磁浮子式液位計(jì)這種液位計(jì)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。它是由一系列干簧管等距離組成一個(gè)陣列，在每個(gè)干簧管之間并上一個(gè)等阻值的電阻，安裝在金屬桿內(nèi)。金屬桿表

41、面光滑，材質(zhì)為不銹鋼。在金屬桿中間，是一個(gè)浮球，浮球內(nèi)部有一圈磁環(huán)，平時(shí)浮球可以無摩擦的在金屬桿上上下移動(dòng)。其結(jié)構(gòu)和磁致伸縮式液位計(jì)相當(dāng)，但測(cè)量原理不同。它是利用磁浮子的磁性激勵(lì)干簧管，使得干簧管觸片吸引，從而導(dǎo)通整個(gè)電路。而由于不同點(diǎn)的分壓不同，各個(gè)液位值對(duì)應(yīng)的電壓不同，根據(jù)所測(cè)得的電壓，就能得到對(duì)應(yīng)的液位值。這種傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，可以輸出420ma信號(hào)，應(yīng)用面較廣。缺點(diǎn)是測(cè)量不連續(xù)，存在著兩個(gè)干簧管之間距離的誤差(可精確到0.5cm，lcm，2cm等)。經(jīng)常使用后，如果磁浮子受淤泥等不能上下移動(dòng)時(shí)，液位計(jì)將不能使用。本畢業(yè)設(shè)計(jì)就采用這種思路制作了一款價(jià)格低廉，精度為1%的液位傳感器

42、。6、干簧管液位傳感器干簧管液位傳感器是由一系列干簧管等距離分布在pcb板上，在各個(gè)干簧管之間放上一些等值電阻，將pcb板做成長(zhǎng)條式，放置于一個(gè)底端密封的外表光滑的不銹鋼鋼管（或塑料管）內(nèi)。鋼管（塑料管）外套是一個(gè)不銹鋼浮球，浮球本身沒有磁性，浮球內(nèi)部放有環(huán)形磁鐵，浮球的中心位置與水平面一致。當(dāng)水平面升高或降低時(shí)，浮球隨著水平面上升或降低，通過浮球內(nèi)永久磁鐵的磁感效應(yīng)，使得相當(dāng)液面的干簧管觸片閉合或斷開。由于電阻值相等，于是產(chǎn)生線性的電壓分壓，通過電壓值即可確定相應(yīng)的液位值。通過對(duì)比我們選擇使用干簧管液位傳感器。三、顯示模塊的選擇顯示模塊選用是7段顯示led數(shù)碼管。通過控制a-g七個(gè)條狀發(fā)光二

43、極管的亮滅來實(shí)現(xiàn)0-9的顯示。比如，若要顯示2，只需要將a、b、d、e、g段點(diǎn)亮就可以了。led數(shù)碼管具有工作電壓低、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、相應(yīng)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。在顯示數(shù)據(jù)的場(chǎng)合被廣泛采用。共陰極接法和共陽極接法是常見的兩種led數(shù)碼管類型。共陰極極接法led數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陰極都接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極電壓為高電平時(shí)，二極管即點(diǎn)亮；而共陽極接法led數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陽極都接至高電平，當(dāng)某個(gè)二極管的陰極電壓為低電平時(shí)，二極管即點(diǎn)亮。這樣通過控制共陰極接法的數(shù)碼管的陽極電平和共陽極接法的陰極電平，即可點(diǎn)亮相應(yīng)的段，顯示數(shù)字。在本設(shè)計(jì)中，采用的是共陰極接法的數(shù)碼管，根據(jù)其顯示的

44、原理，給出其顯示字形與代碼對(duì)應(yīng)關(guān)系如表3.2。表3.2顯示字型與代碼對(duì)應(yīng)關(guān)系表四、鎖存器的選用鎖存器是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器件的一種，通常用于匹配處理器與數(shù)據(jù)輸入或輸出的速度，保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不丟失。本設(shè)計(jì)的鎖存器選用74ls373。74ls373是一種具有三態(tài)輸出的8d鎖存器，它可以通過選通信號(hào)選通，實(shí)現(xiàn)輸出隨著輸入的改變而改變。oe為三態(tài)允許控制端，能夠用于控制輸出狀態(tài)，不影響內(nèi)部的邏輯操作。當(dāng)oe為低電平時(shí)，q0-q7輸出正常邏輯高電平或者邏輯地電平，可用來驅(qū)動(dòng)總線。當(dāng)oe為高電平時(shí)，q0-q7輸出呈高阻態(tài)，不能用于驅(qū)動(dòng)總線。le為鎖存允許端，當(dāng)le為高電平時(shí)，q隨數(shù)據(jù)輸入d的變化而改變。當(dāng)le為低電

45、平時(shí)，q輸出保持不變，保持原來已建立的數(shù)據(jù)電平。通過主控芯片的控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。第三節(jié) 工作電路一、溫度測(cè)量電路二極管的pn結(jié)具有負(fù)溫度特性，隨著溫度的升高，二極管的正向壓降減小.一般來說,溫度每升高一攝氏度,它的正向壓降就降低2mv左右。這樣就把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)。圖3.3所示為利用二極管的溫度特性組成的溫度測(cè)量電路，用0-10v的電壓可以表征0-100攝氏度的溫度。為了實(shí)現(xiàn)0-100度的測(cè)溫,首先將二極管置于0攝氏度的冰水環(huán)境中,調(diào)節(jié)rp1。使電壓指示為0,然后再將二極管置于100攝氏度的環(huán)境中,調(diào)節(jié)rp2使電壓表指示為10v,溫度每變化1攝氏度,電壓變化0.1v。二、a/d轉(zhuǎn)換

46、電路的選擇mc14433是美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的主要用于數(shù)字電壓表和數(shù)字面板表的一種3位半的a/d變換器，其引腳號(hào)、符號(hào)與功能表見表3.1。它具有功耗低，輸入電阻高、抗共模干擾能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換精度高（相當(dāng)于二進(jìn)制11位）、外接元件少等優(yōu)點(diǎn)，但無轉(zhuǎn)換啟?？刂齐娐?，一旦上電，將不停的轉(zhuǎn)換，因而在許多情況下使用不太方便。但在本設(shè)計(jì)中，通過主控芯片控制，可以方便的實(shí)現(xiàn)啟停控制。三、上水控制電路設(shè)計(jì)上水控制電路中,電阻器r1安裝在進(jìn)水管路中,當(dāng)進(jìn)水管中無水時(shí),r1兩端的阻值”變大”；當(dāng)進(jìn)水管有水時(shí),r1的電阻值與水的阻值相并聯(lián)而變小。r1的電阻值需取的大一些，還可以串接一個(gè)電位器，以便調(diào)節(jié)r1的阻值。上水控

47、制電路如圖3.5所示。當(dāng)控制信號(hào)高電平到來時(shí)并且進(jìn)水管路中有水，三極管基極為高電平，發(fā)射極為低電平，三極管飽和導(dǎo)通，繼電器通電吸合，其常開觸頭接通，使電磁閥通電運(yùn)行，進(jìn)行上水。當(dāng)控制信號(hào)為低電平，或者進(jìn)水管路中無水時(shí)，三極管不能導(dǎo)通，繼電器和電磁閥停止運(yùn)行，不進(jìn)行上水操作。控制信號(hào)由主控電路產(chǎn)生。四、led顯示電路選擇本設(shè)計(jì)需要8個(gè)led數(shù)碼管，兩個(gè)用來顯示水位；兩個(gè)用來顯示溫度；4個(gè)用來顯示時(shí)間的時(shí)和分，其中時(shí)兩位，分兩位。多個(gè)led數(shù)碼管的顯示方式通常有兩種形式：一種是靜態(tài)顯示，一種是動(dòng)態(tài)顯示。采用靜態(tài)顯示則需要的連接的i/o引腳較多，設(shè)計(jì)的硬件電路較復(fù)雜。所以對(duì)于多位led顯示單元，動(dòng)態(tài)

48、顯示是最常被采用的顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示即逐個(gè)的點(diǎn)亮各個(gè)數(shù)碼管，這樣不僅可以顯示更多的字符，還可以簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)。雖然在任意時(shí)刻只有一位數(shù)碼管被點(diǎn)亮，但是只要掃描頻率足夠快，由于人的眼睛具有視覺殘留效應(yīng)，看起來就會(huì)和全部數(shù)碼管持續(xù)點(diǎn)亮的效果完全一樣。為了實(shí)現(xiàn)led數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示，除了要給數(shù)碼管提供段碼的輸入顯示數(shù)字之外，還要輸入線選碼控制各個(gè)led數(shù)碼管分時(shí)顯示。這個(gè)亦可以通過選擇電路來實(shí)現(xiàn)，但可編程邏輯器件，可以很方便的在內(nèi)部構(gòu)建硬件電路，并且可以節(jié)約成本。出于這種考慮，本設(shè)計(jì)進(jìn)行l(wèi)ed動(dòng)態(tài)顯示掃描的設(shè)計(jì)。五、上水循環(huán)電路設(shè)計(jì)上水循環(huán)電路中,電阻器r1安裝在集熱器與蓄水箱連接的水管中,當(dāng)水管

49、中無水時(shí),r1兩端的阻值變大；當(dāng)水管中有水時(shí),r1的電阻值與水的阻值相并聯(lián)而變小。r1的電阻需取得大一些，還可以串接一個(gè)電位器，以便調(diào)節(jié)r1的阻值。當(dāng)控制信號(hào)高電平到來時(shí)并且水管路中有水，三極管基極為高電平，發(fā)射極為低電平，三極管飽和導(dǎo)通，繼電器通電吸合，其常開觸頭接通，開通水泵，進(jìn)行水循環(huán)。當(dāng)控制信號(hào)為低電平，或者水管中無水時(shí)，三極管不能導(dǎo)通，繼電器和電磁閥停止運(yùn)行，不能進(jìn)行水循環(huán)?？刂菩盘?hào)由主控電路產(chǎn)生。上水循環(huán)電路如圖3.7所示。第二章系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)第一節(jié)設(shè)計(jì)思路與流程圖 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)如下圖所示主程序入口系統(tǒng)初始化循環(huán)溫度設(shè)定定時(shí)上水時(shí)間上水狀態(tài)nnnny y yy溫度設(shè)定狀態(tài)定時(shí)上水狀態(tài)

50、上水處理循環(huán)狀態(tài)設(shè)定時(shí)間設(shè)定溫度加滿nn循環(huán)結(jié)束定時(shí)結(jié)束yn設(shè)定結(jié)束停止加水nyy y從程序流程圖可以看出，本系統(tǒng)上電后先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后用戶對(duì)定時(shí)上水時(shí)間、溫度、循環(huán)等初始量進(jìn)行設(shè)置。其工作原理如下：控制器處于上電后，當(dāng)控制信號(hào)無效時(shí)，不進(jìn)行任何操作。然后系統(tǒng)對(duì)是否處于上水狀態(tài)進(jìn)行判斷，若處于上水狀態(tài)，則控制上水直到水滿。若不處于上水狀態(tài)，則進(jìn)入下一步判斷。然后進(jìn)行定時(shí)上水判斷，若處于定時(shí)上水狀態(tài)，則進(jìn)行上水處理直到水滿，若不處在定時(shí)上水時(shí)間，進(jìn)行是否設(shè)定時(shí)間的判斷。若設(shè)定時(shí)間則按步驟設(shè)定時(shí)間，之后回到初始狀態(tài)，若不進(jìn)行設(shè)定時(shí)間則直接進(jìn)行下一步。然后進(jìn)行溫度設(shè)定的判斷，過程同定時(shí)上水的設(shè)

51、定。再有就是對(duì)循環(huán)狀態(tài)的判斷，循環(huán)控制信號(hào)有效時(shí)，進(jìn)入水循環(huán)狀態(tài)，并且定時(shí)四分鐘，定時(shí)時(shí)間到回到等待狀態(tài)。程序采用模塊化處理，下面介紹一下主要模塊及其功能。使能模塊 使能模塊用來對(duì)數(shù)字鍵進(jìn)行控制,當(dāng)定時(shí)上水功能鍵或加熱功能鍵沒有按下時(shí),按下任何數(shù)字鍵都是無效的,只有當(dāng)相應(yīng)的功能鍵按下時(shí)，控制信號(hào)到來時(shí)，數(shù)字鍵才能起作用,有效的避免了錯(cuò)誤操作。編碼模塊 編碼模塊用來對(duì)輸入的按鍵進(jìn)行譯碼，轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)數(shù)字的bcd碼。數(shù)字鍵值送過來后，進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存，當(dāng)需要調(diào)用時(shí)，再對(duì)數(shù)值進(jìn)行讀取操作。水位編碼模塊 水位編碼模塊用來對(duì)輸入水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為bcd碼形式，方便顯示電路進(jìn)行顯示。時(shí)鐘模塊 時(shí)鐘模塊產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘信

52、號(hào)，一方面可以顯示作為時(shí)鐘，另一方面是為了產(chǎn)生于定時(shí)信號(hào)的比較信號(hào)。時(shí)鐘主要產(chǎn)生時(shí)和分，基礎(chǔ)脈沖由外部晶振提供。時(shí)鐘模塊包含了seccount模塊、mincount模塊、count24模塊，分別實(shí)現(xiàn)秒針、分針、時(shí)針，能夠整點(diǎn)產(chǎn)生產(chǎn)生信號(hào)，并且能進(jìn)行時(shí)，分調(diào)節(jié)操作。時(shí)間比較模塊 時(shí)間比較模塊用于定時(shí)時(shí)間與時(shí)鐘時(shí)間比較，進(jìn)行定時(shí)上水的定時(shí)操作。溫度比較模塊 溫度比較由兩部分，一部分是蓄熱水箱溫度與集熱器溫度進(jìn)行比較，一部分是設(shè)定溫度與蓄熱水箱溫度比較。當(dāng)蓄熱水箱溫度低于集熱器溫度時(shí)，開啟循環(huán)控制，并且進(jìn)入4分鐘定時(shí)操作，定時(shí)結(jié)束，停止循環(huán)。顯示模塊 顯示模塊包含動(dòng)態(tài)掃描子程序、bcd-七段碼驅(qū)動(dòng)子程序。動(dòng)態(tài)掃描子程序通過為選信號(hào)的控制，向各位數(shù)碼管送出相應(yīng)的字形碼。利用發(fā)光管的余輝和人眼視覺暫留作用，使人感覺好像各位數(shù)碼管同時(shí)都在顯示?？刂谱幽K 控制子模塊包含時(shí)序控制模塊、上水控制模塊、循環(huán)控制模塊、循環(huán)延時(shí)模塊。上水控制模塊主要進(jìn)行上水控制，當(dāng)上水信號(hào)到來時(shí)進(jìn)入上水狀態(tài)，上水水滿產(chǎn)生水滿信號(hào)，停止上水；當(dāng)定時(shí)上水到來時(shí)進(jìn)入定時(shí)時(shí)間與當(dāng)前時(shí)間比較狀態(tài)，定時(shí)時(shí)間到則進(jìn)入上水狀態(tài)，上水水滿產(chǎn)生水滿信號(hào)，停止上水；當(dāng)出現(xiàn)低水位時(shí)，出現(xiàn)報(bào)警強(qiáng)行進(jìn)入上水狀態(tài)上水水滿產(chǎn)生水滿信號(hào)，停止上水。上水控制模塊的工作流程圖如圖4.15所示。循環(huán)控制模塊主要進(jìn)行冷熱水進(jìn)行水流循環(huán)的控制，循環(huán)控