BI YE SHE JI（20 届）基于AT89C52单片机太阳能热水器控制器设计所在学院专业班级自动化学生姓名学号指导教师职称完成日期年月V摘要近些年来，太阳能的开发和利用已越来越受到人们的重视和青睐，因为节能、环保、使用方便等因素，太阳能热水器发展速度更是迅猛。
对太阳能热水器来说，最重要的配件就是太阳能热水器控制器。
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，不具有温度和水位控制功能。
虽然热水器具有辅助加热功能，但也可能因为加热时间无法控制而产生过烧，造成电能浪费。
所以研制多功能、低成本的太阳能控制器，对方便用户、安全高效具有一定意义。
本文在分析了解太阳能热水器及其控制器的发展和市场分布状况的基础上，描述了太阳能热水器控制器的组成及其工作原理。
论文完成了控制器的硬件设计和软件设计。
在硬件设计中，利用AT89C52单片机作为控制的中心环节，控制整个系统运作。
利用温度传感器DS18B20和分段式水位传感器作为水温水位测量环节，并将测量结果送单片机进行处理。
利用DS12887作为时钟芯片，以实现时间以及日期的显示。
选用液晶显示模块128*64显示水温水位时间及日期，显示部分是人机交换的重要媒介之一。
在软件设计部分采用模块化结构，完成了包括主程序，水位检测子程序、LCD显示等子程序的设计。
系统主程序主要完成一些初始化功能，温度的检测以及控制辅助加热系统，同时完成信号转换及显示功能；水位检测子程序完成水位测量及送数据功能；显示子程序完成水温水位及时间日期的显示功能；键盘扫描子程序实现功能转换及水温水位时间的设定。
论文通过对整体设计方案，硬件电路，软件程序的设计分析，实现了太阳能热水器的水温水位的检测与控制，具有实际的意义。
关键词：太阳能热水器；传感器；DS12887；单片机；VAbstractIn recent years, development and utilization of solar energy has been paid more and more attention and favor, because of energy saving, environmental protection, easy to use and other factors, the solar water heater development speed is swift and violent. The solar water heater, the most important parts is the solar water heater controller. Currently on the market for solar water heater control system mostly has single function, complex operation, control convenient, a lot of controller with temperature and water level display function, does not have the temperature and water level control function. Although water heater with auxiliary heating function, but also may cause the heating time can't control have been burned, resulting in the waste of electric energy. So the development of multi function, low cost solar controller, for convenient user, safety and high efficiency and has certain significance.In the analysis of the article about solar water heaters and control of the development and market condition on the basis of distribution, solar water heaters of the controller and the principle of work. The papers finish the control of the hardware and software design. In hardware design of AT89C52 monolithic integrated circuits to control center segments of the whole system. Use of the temperature sensors DS18B20 and sectional form sensors to measure the level as the water, and measurements taken for processing monolithic integrated circuits. Use DS12887 as the clock, to realize the time and date display. Use LCD modules 128*64 show that the level of time and date, the display is part of the exchange of one of the man-machine important vehicle. In software design of structure, use modular completed include the program, the level of the inspection or subroutines LCD display design and so on. The main program of the system performs some of the initialization, the temperature of the inspection and control the heating system and the auxiliary signal to show complete the exercise and function testing programs;the water, the measurement and send data to display the functions;a subroutine to complete the water and time functions of the date display;scan a subroutine into the function and the time set.VThis paper on the overall design, software, hardware circuit analysis of designs, make the measurement and control of the solar water heater into realize, which has played a significant role in the daily life.Keywords: solar water heater; sensor; DS12887;single-chip microcomputer;V目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 目录 . (IV)第一章绪论 (1)1.1太阳能热水器控制器的发展概况及市场分析 (1)1.1.1发展概况 (1)1.1.2市场分析 (1)1.2太阳能热水器控制器的应用及意义 (2)第二章控制器的组成及工作原理 (3)2.1太阳能热水器的结构及工作原理 (3)2.1.1 太阳能热水器的结构 (3)2.1.2控制器结构及工作原理 (5)2.2控制器的总体设计 (6)2.2.1设计思想及实现功能 (6)2.2.2方案论证 (6)第三章控制器硬件设计 (8)3.1控制器原理框图 (8)3.2单片机外围电路 (8)3.2.1晶振电路 (9)3.2.2上电复位电路 (9)3.3控制器时钟接口电路设计 (10)3.3.1DS12887时钟芯片简介 (11)3.3.2时钟电路 (17)3.4温度检测电路设计 (18)3.4.1数字温度传感器DS18B20主要特性 (19)3.4.2温度检测电路设计 (20)3.5水位检测及键盘电路设计 (20)V3.5.1水位检测电路设计 (21)3.5.2键盘电路的设计 (22)3.5.3总体电路设计 (22)3.6显示接口电路的设计 (22)3.6.1 FYD128*64-0402B模块简介 (23)3.6.2显示电路设计 (27)3.7光电隔离与辅助加热电路设计 (28)第四章控制器的软件设计 (30)4.1主程序设计 (30)4.2水位检测子程序设计 (32)4.3键盘扫描子程序设计 (32)4.4显示子程序设计 (32)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录电路图 (37)V第一章绪论1.1太阳能热水器控制器的发展概况及市场分析1.1.1发展概况当今社会发展日新月异，人们衣食住行也在不断的提高。
目前我国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国和太阳能热水器市场，该产业也成为我国唯一在生产能力和利用规模上处于世界领先水平的可再生能源产业。
但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。
这种控制器只具有温度和液位显示功能，而且为分段显示，温度显示误差为10%，水位显示误差为25%。
这种显示器(还称不上控制器)不具有温度控制功能，当由于天气原因而光强不足时，就会给热水器用户带来不便；即使热水器具有辅助加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能。