畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于單片機(jī)的太陽能熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　題 目 基于單片機(jī)的太陽能熱水器 </p><p>　　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) </p><p>　　學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息科

2、學(xué)與技術(shù) </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 生 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師

3、</p><p>　　二〇一〇 年 月 日</p><p>　　學(xué)院 信息科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù) </p><p>　　學(xué)生 學(xué)號(hào) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目 基于單片機(jī)的太陽能熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4、 </p><p><b>　　一、選題背景與意義</b></p><p>　　1、隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的不斷增長，能源使用帶來的環(huán)境問題及其誘因逐漸為人們所認(rèn)識(shí)，“低碳經(jīng)濟(jì)”這一概念開始進(jìn)入人們的視野。人們?cè)诖罅Φ陌l(fā)展太陽能產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　能源問題將更為突出：①從

5、長遠(yuǎn)來看，全球已探明的石油儲(chǔ)量只能用到2020年，天然氣也只能延續(xù)到2040年左右，即使儲(chǔ)量豐富的煤炭資源也只能維持二三百年。②環(huán)境污染③溫室效應(yīng)引起全球氣候變化。因此，人類在解決上述能源問題，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進(jìn)步，大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源。</p><p>　　太陽能具有：①儲(chǔ)量的“無限性”太陽每秒鐘放射的能量大約是1.6×10的23次方kW，一年內(nèi)到達(dá)地球表面的太陽能總量折合標(biāo)準(zhǔn)煤

6、共約1.892×10的13次方千億t。②太陽能對(duì)于地球上絕大多數(shù)地區(qū)具有存在的普遍性，可就地取用。③發(fā)利用時(shí)幾乎不產(chǎn)生任何污染。鑒于此，太陽能必將在世界能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換中擔(dān)綱重任，成為理想的替代能源。</p><p>　　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和燃?xì)鉄崴魇袌觥?000年太陽能熱水器取代47000套家用電熱水器；2000年日本太陽能熱水器

7、的擁有量將翻一番；以色列更是明文規(guī)定，所有新建房屋必須配備太陽能熱水器。目前，我國是世界上太陽能熱水器生產(chǎn)量和銷售量最大的國家。</p><p>　　然而，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、控制不方便等問題，很多控制器具有溫度和水位顯示功能，卻不具有溫度控制功能，致使熱水器陰天的時(shí)候不能方便使用。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。</p

8、><p>　　2、能源問題與安全問題是現(xiàn)代社會(huì)各界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)之一。目前市場上存在三種樣式的熱水器：電熱水器、燃?xì)鉄崴骱吞柲軣崴?。近年來，在一氧化碳中毒事故中，由燃?xì)鉄崴髟斐傻募s占1/3；電熱水器的大規(guī)模用電，并不能給人們的正常生活帶來便利，作為后來者的太陽能熱水器，因其安全性好、節(jié)能、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，近幾年呈現(xiàn)出爆發(fā)式的發(fā)展趨勢。</p><p>　　選擇太陽能熱水器這個(gè)課題，可以

9、讓我更好的認(rèn)知可持續(xù)發(fā)展問題，看清目前的能源現(xiàn)狀，以及各國在節(jié)約能源上的措施，在太陽能革新上運(yùn)用的新技術(shù)。此外，太陽能熱水器已經(jīng)走進(jìn)千家萬戶,控制系統(tǒng)是太陽能的核心,可以盡可能做到節(jié)能環(huán)保,作這樣一個(gè)設(shè)計(jì),不僅可以考察自己大學(xué)四年的專業(yè)課的理論與動(dòng)手實(shí)踐能力，產(chǎn)品也具有一定的市場前景。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　太陽能熱水器

10、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式很多。本設(shè)計(jì)采用MSC-51系列單片機(jī)AT89S52作為中央處理器，采用12864液晶顯示模塊，熱電偶溫度采集模塊，4x4行列式鍵盤，水位采集模塊，1302時(shí)鐘模塊，電加熱模塊，以及電熱溫度參數(shù)設(shè)置模塊。</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)的基于單片機(jī)的太陽能熱水器在軟件程序的控制下完成時(shí)間、溫度和水位的實(shí)時(shí)顯示功能，并能完成時(shí)間設(shè)定、溫度設(shè)定等功能，具體實(shí)現(xiàn)的功能目標(biāo)為：</p>&

11、lt;p>　　顯示水溫和水位，電加熱水溫可任意設(shè)定；</p><p>　　顯示時(shí)間，可通過鍵盤設(shè)置時(shí)間參數(shù)；</p><p>　　設(shè)置溫度參數(shù)后，自動(dòng)控制電輔助設(shè)備加熱；</p><p><b>　　三、設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　?。?）硬件設(shè)計(jì)：太陽能熱水器控制系統(tǒng)的主體部分為單片機(jī)AT89S52芯片，

12、其外圍電路由鍵盤輸入模塊、顯示模塊、熱電偶溫度采集模塊、水位采集模塊、1302時(shí)鐘模塊、電加熱模塊、以及電熱溫度參數(shù)設(shè)置模塊構(gòu)成。單片機(jī)部分主要用于控制和處理各功能模塊的工作，實(shí)現(xiàn)時(shí)間設(shè)定、水位顯示、加熱等功能。硬件框圖如 圖1 所示</p><p><b>　　圖1 系統(tǒng)組成框圖</b></p><p>　　2）軟件設(shè)計(jì)：太陽能熱水器控制系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是所有功能模塊

13、均由軟件控制以完成各自功能。本系統(tǒng)軟件包括主程序模塊、鍵盤掃描模塊、顯示模塊、溫度水位采集、時(shí)鐘模塊、電加熱模塊等模塊。</p><p>　　顯示模塊由12864液晶屏顯示，鍵盤處理子程序包括溫度的設(shè)置和控制加熱以及時(shí)間的設(shè)置等。軟件流程圖如 圖2所示</p><p><b>　　圖2 軟件流程圖</b></p><p><b>　　

14、四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李念強(qiáng)，等.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 2007. </p><p>　　[2]孫育才，MCS-51系列單片微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用[M].4版.南京：東南大學(xué)出版社，1997</p><p>　　[3]張濤,王金崗 .單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M]. 北京:冶金工業(yè)出版社,2007</

15、p><p>　　[4]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,1997</p><p>　　[5] 周潤景,袁偉亭,景曉松. Proteus在 MCS-51&ARM7系統(tǒng)中的應(yīng)用百例[M]. 電子工業(yè)出版社,2006</p><p>　　[6]王長胤，文軍.單片單板機(jī)原理及應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，1993.</p><p

16、>　　[7]殷為民.太陽能水溫水位儀[J].家用電子，1999（1）：37-38</p><p>　　[8]徐龍坤.輔助加熱式太陽能熱水器[J].家用電器，1997（2）：9-10.</p><p>　　[9]王俊杰.基于89C51單片機(jī)的太陽能熱水器智能控制器的設(shè)計(jì)[J].鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005（8）：67-68.</p><p>　　[1

17、0]張振榮，晉明武，王投平.MCS-51單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù)IMI.北京：人民郵電出版社，2000：64-120</p><p>　　[11]戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[12]李廣第等．單片機(jī)基礎(chǔ)[M]．北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2001</p><p>　　[13]宮亞梅. 基

18、于Proteus和Keil的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)[J].濟(jì)南職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào).2008(5).</p><p>　　[14]張小娟. Mechanical&Electrical Engineering Technology.機(jī)電工程技術(shù)，2009，（3）.</p><p>　　[15] Dreamtech Software Team, Programming for Embedded Sys