【基于單片機(jī)的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)6700字（論文）】

基于單片機(jī)的太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要在現(xiàn)代家庭中，熱水器已成為家家戶戶的必需品。我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，歷來(lái)面臨著嚴(yán)重的能源短缺問(wèn)題。近年來(lái)，由于新能源產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)的光能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的極其迅速。但是目前，目前，太陽(yáng)能熱水器普遍采用單一的控制方式，其運(yùn)行過(guò)程復(fù)雜、難以有效控制。這種落后的控制方式，已經(jīng)不適合現(xiàn)在人們所追求的高品質(zhì)生活方式了。因此，為了適應(yīng)人類對(duì)能源的不斷增加，研制一種具有多種功能、操作簡(jiǎn)單、易于控制的新型太陽(yáng)能熱水器，已迫在眉睫。該方案基于單片機(jī)控制，以太陽(yáng)能為主體，以電力為輔助，利用繼電器實(shí)現(xiàn)加熱、加水、控制水溫、水位自動(dòng)加水，并增加了聲光報(bào)警，提高了系統(tǒng)的安全性。為太陽(yáng)能熱水器的節(jié)能、高效、智能設(shè)計(jì)。這種方法既能大幅度降低能耗，又能帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)效益，可持續(xù)發(fā)展可再生能源，可持續(xù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高千家萬(wàn)戶的生活品質(zhì)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；太陽(yáng)能熱水器；傳感器目錄TOC\o"1-3"\h\u29235摘要 130691前言 4170332系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 4164732.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 469102.2主控模塊選擇 595982.3溫度檢測(cè)模塊選擇 5129652.4水位檢測(cè)模塊選擇 6208482.5顯示模塊選擇 6321903系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 731893.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 7236463.1.1時(shí)鐘電路 750353.1.2復(fù)位電路 8263923.2溫度檢測(cè)電路 8300823.2.1DS18B20簡(jiǎn)介 8324583.2.2DS18B20測(cè)溫電路 9252493.3液位檢測(cè)電路 1095923.3.1液位測(cè)量原理 1037953.3.2液位檢測(cè)電路 1116153.4顯示電路 11270403.4.1LCD1602簡(jiǎn)介 11299663.4.2LCD1602顯示電路 11149924系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 12232534.1軟件介紹 12284384.2軟件設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 13155764.2.1主程序設(shè)計(jì) 13140684.2.2溫度檢測(cè)子程序設(shè)計(jì) 14219234.2.3加熱子程序設(shè)計(jì) 15278994.2.3上水子程序設(shè)計(jì) 16157344.2.4顯示子程序設(shè)計(jì) 1730317總結(jié) 1717025參考文獻(xiàn) 191前言當(dāng)前市場(chǎng)上大多數(shù)太陽(yáng)能熱水器的控制系統(tǒng)都是單一的，操作步驟繁瑣，控制不便。而且長(zhǎng)期在陰雨天或缺乏陽(yáng)光的條件下，不能對(duì)儲(chǔ)水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜?，從而影響到人們的日常生活。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，這種相對(duì)落后的控制方式，越來(lái)越不能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的需要。為此，應(yīng)研制一種功能豐富、操作靈活、易于控制、智能化、在惡劣環(huán)境下運(yùn)行的新型太陽(yáng)能熱水器，以滿足廣大家庭的日常需要，提高人們的居住品質(zhì)。本方案以單片機(jī)為核心，并與太陽(yáng)能熱水器、電熱式熱水器的特性相結(jié)合，采用溫度傳感器、水位傳感器、液晶顯示器等多種控制手段，實(shí)現(xiàn)水箱水溫、水位信息的實(shí)時(shí)顯示；配以定時(shí)器加熱，提高使用感受，加上故障報(bào)警功能，更能提高安全性?？梢宰杂傻剡M(jìn)行自動(dòng)和手動(dòng)的轉(zhuǎn)換，以便于使用者的操作。本方案具有外圍電路簡(jiǎn)單、控制靈活、成本效益高、信息顯示直觀、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)筆者對(duì)所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，得出了該系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)：溫度傳感器實(shí)現(xiàn)了溫度的測(cè)量，水位的測(cè)量由液位傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，由按鈕來(lái)設(shè)置加熱的上下限，然后由繼電器回路來(lái)實(shí)現(xiàn)供水和加熱，從而在顯示模塊中實(shí)現(xiàn)水溫的顯示。從而提高了該電氣的使用安全。圖2-1系統(tǒng)硬件圖該系統(tǒng)采用了以微處理器為核心的控制系統(tǒng)，利用溫度、水位等傳感器實(shí)時(shí)地對(duì)水箱中的水溫、水位進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，然后由微機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，再由顯示設(shè)備向用戶反饋信息；使用者可以設(shè)定設(shè)定水溫的上下限，在水溫低于下限時(shí)，開(kāi)啟繼電器加熱組件，使水溫達(dá)到最高溫度，然后關(guān)掉加熱組件；同樣的，加水模塊也是一樣，但是和溫度設(shè)定不一樣，水位的上下限取決于水位傳感器的安裝位置，而不是用按鈕來(lái)調(diào)整；當(dāng)溫度超過(guò)規(guī)定的范圍時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，如果水位在下限以下，則會(huì)顯示水的不足。另外，同時(shí)，按鍵模塊也能設(shè)定時(shí)間，讓使用者有更好的使用體驗(yàn)。2.2主控模塊選擇STC89C51:STC89C51是一款低功耗，高性能的8位CMOS8位微控制器，它具有觸摸屏、內(nèi)置內(nèi)存、內(nèi)置控制程序等功能，是一種將人機(jī)接口和I/O控制相結(jié)合的新型控制系統(tǒng)。本芯片與MCS-51標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)兼容，內(nèi)置8位CPU,ISPFlash內(nèi)存，并具備可編程功能，可將相關(guān)指令寫入到微處理器。AT89C51:AT89C51是一款8位CMOS8位微控制器，具有低電壓、高性能的特點(diǎn)。該方案使用了高密度的非揮發(fā)性存儲(chǔ)技術(shù)，并與MCS-51的標(biāo)準(zhǔn)指令系統(tǒng)相兼容，內(nèi)置8比特CPU和Flash存儲(chǔ)器，能按照傳統(tǒng)的方式進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)通用的微處理器和Flash內(nèi)存，并能在線編程。AT89C51內(nèi)建功能強(qiáng)勁，為客戶提供高性價(jià)比的產(chǎn)品，尤其是可重復(fù)使用的Flash內(nèi)存，可以有效地減少研發(fā)費(fèi)用。在主要控制部分，選擇AT89C51作為主要控制單元，具有較高的性價(jià)比、簡(jiǎn)化的周邊電路、簡(jiǎn)化的硬件設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化的指令、易于學(xué)習(xí)、易于理解、具有較高的性價(jià)比，能夠滿足有關(guān)的功能需求。而且AT89C51經(jīng)常用于教學(xué)，與其它的單片機(jī)相比，AT89C51的編程更加?jì)故欤子诓僮鳌?.3溫度檢測(cè)模塊選擇DS18B20:DS18B20是美國(guó)DALLAS公司研制的一款可組網(wǎng)型數(shù)碼溫度計(jì)，它的優(yōu)點(diǎn)是：耐磨性好、體積小、精度高、抗干擾性好、使用方便、包裝方式多樣、不需要變換線路等優(yōu)點(diǎn)，適合于小型空間設(shè)備的數(shù)字化測(cè)溫控制。DS18B20采用了一種特殊的單線路連接方式，只需一根端口即可完成DS18B20和微機(jī)的雙向通信，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能和良好的抗干擾性，適用于嚴(yán)酷的環(huán)境下進(jìn)行溫度檢測(cè)；同時(shí)，它還具有多路網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，多臺(tái)DS18B20可以并聯(lián)在一條單一的線路上，可以實(shí)現(xiàn)多路溫度測(cè)量，但最多可并聯(lián)8個(gè)設(shè)備；測(cè)量溫度在-55~-125℃之間，準(zhǔn)確度可達(dá)±0.5°。AD590:AD590是美國(guó)ANALOGDEVICES公司研制了一種采用雙端溫控電流的單片，其輸出電流與絕對(duì)溫度成正比，并隨溫度的上升而增加1uA。AD590具有抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、不需電路支撐、高阻抗、適用于長(zhǎng)程測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，適用于各種溫度測(cè)量要求。在溫度監(jiān)測(cè)方面，本文選擇了DS18B20作為測(cè)試設(shè)備。AD590的輸出是電流，不能直接傳輸?shù)組CU，所以要配合A/D電路，增加外部電路的復(fù)雜度，DS18B20的輸出是可以直接傳輸?shù)組CU的，既節(jié)約了接口的使用量，又簡(jiǎn)化了電路，測(cè)量精度高，封裝方式多種多樣。同時(shí)DS18B20單總線還具有多個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)的功能，能夠滿足不同用戶的需要。2.4水位檢測(cè)模塊選擇ADC0832型ADC0832與浮動(dòng)液面?zhèn)鞲衅鳎篈DC0832是美國(guó)National半導(dǎo)體公司研制的一種8位解析度A/D變換芯片，具有很高的轉(zhuǎn)換率和穩(wěn)定性，是一種串行ADC，它的轉(zhuǎn)換率比ADC慢，但是它很好地探測(cè)到了慢速的信號(hào)，是一種很好的檢測(cè)方法。浮子傳感器與滑塊變阻器相似，它的浮子隨著水位的波動(dòng)而上下浮動(dòng)，它可以根據(jù)電阻的大小來(lái)判斷水槽的高度。LM393是一種具有兩個(gè)輸入、兩個(gè)輸出、一個(gè)基準(zhǔn)電壓端，它具導(dǎo)電式液位傳感器采用液位傳感器，通過(guò)液位傳感器的導(dǎo)電性來(lái)判定液面上是否存在水分，與LM393相結(jié)合，對(duì)比了液面?zhèn)鞲衅骱蛯?duì)比儀，在液位傳感器探測(cè)到液位時(shí)，LM393比較器輸出低壓值，并通過(guò)單片機(jī)對(duì)液位進(jìn)行檢測(cè)。在水位監(jiān)測(cè)模塊中，選擇LM393與導(dǎo)電性液位傳感器相結(jié)合。ADC0832與浮動(dòng)液位傳感器相結(jié)合，能夠反映出水位的連續(xù)變化，LM393與導(dǎo)電液面?zhèn)鞲衅飨嘟Y(jié)合，可以顯示出水位的階段性變化。對(duì)家庭太陽(yáng)能來(lái)說(shuō)，不需要太準(zhǔn)確地顯示水位，只要顯示是否還有水儲(chǔ)存就行。本系統(tǒng)可在低壓時(shí)自動(dòng)加水至高水位停止，兩種導(dǎo)電式液位計(jì)都能完全滿足要求，而且不需要在顯示屏上占據(jù)一定的空間。2.5顯示模塊選擇LCD12864:LCD12864是一種低電壓低功耗的點(diǎn)陣LCD，由128x64LCD點(diǎn)陣組成，4位/8位并行、2線或3線的多個(gè)界面組成，其中包含1、2、2中文字庫(kù)。界面直觀，易于理解。LCD1602：一種可同時(shí)顯示16x02,32個(gè)字符的工業(yè)級(jí)液晶，本發(fā)明涉及一種由數(shù)個(gè)點(diǎn)陣字符組成的點(diǎn)陣式液晶顯示器，如5×7、5×11等點(diǎn)陣字符。每個(gè)格子上都有一個(gè)字符，而且每一字的位置都有一段距離，而且這段距離也是分開(kāi)的，但是這樣就不能很好地展示出圖形。在顯示模塊方面，我們選擇了LCD1602作為主要器件。LCD12864既能顯示字符，又能顯示漢字和圖像類信息，而LCD1602則更適合顯示少量、豐富的字符信息。該方案需要顯示當(dāng)前溫度、定時(shí)、水溫、設(shè)定時(shí)間、指針的運(yùn)動(dòng)等，都是文字信息，不需要顯示任何影像資料，所以LCD1602顯示模塊就能滿足使用需求。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路MCU最小系統(tǒng)包括MCU、必要的電源、時(shí)鐘、復(fù)位等，以確保MCU的工作。在實(shí)際應(yīng)用中，最小化是整個(gè)控制系統(tǒng)的中心，它與微處理器的插針相連接，可以對(duì)外部電路進(jìn)行擴(kuò)充，從而達(dá)到更為復(fù)雜的功能。最小的系統(tǒng)線路如圖3-1所示。圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3.1.1時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路用于為MCU提供時(shí)鐘信號(hào)。在微處理器XTAL1與XTAL2兩個(gè)管腳之間加入一個(gè)晶振回路，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)輸出的時(shí)鐘信號(hào)。簡(jiǎn)而言之，時(shí)鐘電路就是一臺(tái)振蕩器，它為單片機(jī)提供一種節(jié)拍，由單片機(jī)來(lái)完成一切操作，沒(méi)有了它，單片機(jī)就不能正常工作。同時(shí)，隨著晶振頻率的提高，單片機(jī)的工作效率也隨之提高，但是功率消耗和噪音也會(huì)增加，因此，時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)要合理。本方案使用單片機(jī)12MHz的時(shí)鐘頻率。而且，該方案采用了時(shí)鐘電路，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)預(yù)約加熱的功能。3.1.2復(fù)位電路重置電路在系統(tǒng)通電或工作時(shí)，對(duì)微處理器進(jìn)行初始化，從而將單片機(jī)或其它元件置于一定的初始狀態(tài)。AT89C51的上電復(fù)位電路是通過(guò)把電容器和VCC端子與RST重新設(shè)置的輸入插頭相連，并且使電阻接地，當(dāng)RST被調(diào)高，復(fù)位信號(hào)被復(fù)位時(shí)，單片機(jī)執(zhí)行復(fù)位，當(dāng)復(fù)位信號(hào)變成低電平時(shí)，單片機(jī)開(kāi)始執(zhí)行程序。單片機(jī)的復(fù)位引腳有相應(yīng)的復(fù)位按鍵，可以在必要時(shí)重啟。3.2溫度檢測(cè)電路3.2.1DS18B20簡(jiǎn)介DALLAS公司研制的DS18B20型數(shù)碼溫度計(jì)，其優(yōu)點(diǎn)是：耐磨性好、體積小、精度高、抗干擾性好、使用方便、包裝形式多樣、不需要變換線路等優(yōu)點(diǎn)，適用于空間微型儀器的數(shù)碼溫度測(cè)量。它特有的單線連接方式，只需一根端口即可完成DS18B20與單片機(jī)的雙向通信，并能將其輸出的數(shù)據(jù)直接傳送至MCU，從而減少了接口的使用量，同時(shí)電路簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高，封裝形式多種多樣，溫度范圍-55~+125℃，精度可達(dá)±0.5℃。同時(shí)，DS18B20單總線還可以將多個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)與DS18B20相連，從而使其具有更多的功能。圖3-2DS18B20工作原理框圖在圖3-2中，低溫晶體的振動(dòng)頻率與溫度無(wú)關(guān)，它向計(jì)數(shù)器1輸出一個(gè)固定的頻率脈沖信號(hào)。當(dāng)溫度改變時(shí)，振子的振動(dòng)頻率會(huì)有很大的改變，并以脈沖形式輸入到計(jì)數(shù)器2。計(jì)數(shù)1和溫度寄存器的基本值為-55℃。計(jì)數(shù)器1對(duì)由低溫系數(shù)晶體振動(dòng)所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行相抵計(jì)數(shù)，當(dāng)該計(jì)數(shù)器1一預(yù)定值降至0時(shí)，該脈沖信號(hào)的值將增加1，然后重新裝入計(jì)數(shù)儀1的預(yù)設(shè)，該計(jì)數(shù)機(jī)1再次計(jì)算由低溫因子晶體振蕩所生成的脈沖信號(hào)，以便該溫度寄存器的數(shù)值即為所測(cè)量的溫度，直至計(jì)數(shù)器1計(jì)數(shù)至0為止。斜率累積器用于補(bǔ)償和糾正溫度測(cè)量中的非線性誤差，并對(duì)預(yù)設(shè)值1進(jìn)行校正。3.2.2DS18B20測(cè)溫電路DS18B20的GND端與地面連接，DS18B20的VCC端與一根10K電阻器連接，然后將VCC和DQ串連接到P2.3接口，DS18B20將溫度輸入到MCU，并將其轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào)，然后在液晶屏幕上進(jìn)行顯示。在圖3-3中顯示了電路圖。圖3-3溫度檢測(cè)電路3.3液位檢測(cè)電路3.3.1液位測(cè)量原理由于不需要精密的測(cè)量，所以家用太陽(yáng)能熱水器對(duì)水位的測(cè)量精度要求很低。選用導(dǎo)電性的傳感器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量精度高。其工作原理是采用液體傳導(dǎo)的原理，適合于像單片機(jī)這樣的邏輯控制器。在水中浸泡在電極上、打開(kāi)電路時(shí)，比較器電平會(huì)變化，根據(jù)電平的狀況來(lái)判斷液面。其工作原理見(jiàn)圖3-4，由兩個(gè)液位傳感器1,2按一定的高度間距把液面分成三個(gè)部分，隨后將兩個(gè)傳感器全部浸泡在水中，也就是在液面1之上時(shí)，水位實(shí)際狀態(tài)處于高位；上面的傳感器沒(méi)有浸沒(méi)在水里，下面的傳感器在水里，也就是在液面1和液面3之間的時(shí)候，水位是正常的；在兩個(gè)傳感器都沒(méi)有浸泡在水里，也就是低于3的情況下，此時(shí)的水位就是較低的。采用電極型液位測(cè)量電路，可有效地減少系統(tǒng)的復(fù)雜性，并可自行確定安裝地點(diǎn)。圖3-4液位傳感器工作示意圖3.3.2液位檢測(cè)電路在此方案中，LM393的OUTA和OUTB兩個(gè)接口分別與P3.6、P3.7接口相連，并采用串聯(lián)電阻進(jìn)行供電；2和6端口是與兩個(gè)水位傳感器相連接的逆向輸入；3、5端是同向輸入，輸入?yún)⒖茧妷?，并由電位?jì)調(diào)整；VCC端子連接供電，GND端子接地.LM393是當(dāng)反向輸入的電壓低于基準(zhǔn)電壓時(shí)，其輸出低于基準(zhǔn)電壓時(shí)為高，而當(dāng)反向輸入的電壓高于基準(zhǔn)電壓時(shí)則為低。LM393比較器在水位傳感器檢測(cè)到水位時(shí)，輸出一個(gè)低電平，由單片機(jī)探測(cè)到低電平，并利用分段設(shè)置液位傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)水位進(jìn)行仿真。在圖3-5中可以看到。圖3-5液面探測(cè)電路3.4顯示電路3.4.1LCD1602簡(jiǎn)介L(zhǎng)CD1602的顯示可以分為兩類，一種是字段顯示，一種是文字顯示。字段的顯示原理和LED顯示基本相同，只要將信號(hào)輸入對(duì)應(yīng)的插針即可。而字符的顯示則是將所需的文字傳送至液晶顯示器。該系統(tǒng)具有數(shù)字、字母、ASCII編碼等多種顯示方式，具有清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示等多種功能。該方案使用了一個(gè)字符型顯示器，包含了一個(gè)復(fù)位電路，可以同時(shí)顯示2行16列，也就是32個(gè)字符，并且可以根據(jù)調(diào)整連接電阻阻值的大小調(diào)整對(duì)比度。3.4.2LCD1602顯示電路本設(shè)計(jì)選擇了LCD1602字型液晶，引腳1和2均與VCC相連，引腳3由可變電阻器與接地端相連，可調(diào)整電阻值，調(diào)整液晶的灰度。4針是與MCUP1.1接口相連的寄存器控制腳。插針5是一個(gè)讀出和寫入的控制插針。引腳6是一個(gè)與P1.2端口相連的驅(qū)動(dòng)引腳。引腳7至14為數(shù)據(jù)/地址總線，其與P0端口相連，也就是P0.0-P0.7端口，并通過(guò)上拉電阻來(lái)提供足夠的高電平的輸入電流，從而改善了信號(hào)的穩(wěn)定性。引腳15和16是背光供電的背光地，并且在圖3-6中顯示了電路圖。圖3-6顯示電路4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1軟件介紹uVision是美國(guó)凱爾軟件公司開(kāi)發(fā)的一款集編輯、編譯和模擬調(diào)試為一體的綜合性軟件。具有典型的當(dāng)代嵌入式處理器開(kāi)發(fā)接口。它能用C51和匯編程序進(jìn)行編程。相對(duì)于匯編語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，C語(yǔ)言學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單、使用方便，對(duì)于新手來(lái)說(shuō)都能很快地掌握，從而大大提高了工程的工作效率，縮短了工程開(kāi)發(fā)的時(shí)間。同時(shí)，本系統(tǒng)還具備了匯編語(yǔ)言的特性，可以有效地完成編譯程序的編寫。該系統(tǒng)擁有豐富的庫(kù)函數(shù)，可以生成有效的代碼，并且大多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼簡(jiǎn)單易懂，可以充分利用高級(jí)程序的優(yōu)勢(shì)。是一個(gè)綜合開(kāi)發(fā)和調(diào)試的有力工具。完整的整合開(kāi)發(fā)環(huán)境包含編譯器，宏匯編，連接器，庫(kù)管理，模擬除錯(cuò)工具。在圖4-1中顯示了軟件接口。圖4-1軟件界面它的工作過(guò)程大致可以分成5個(gè)階段：建設(shè)項(xiàng)目編制原始的程序和參與項(xiàng)目定工程參數(shù)源碼的編譯除錯(cuò)程式4.2軟件設(shè)計(jì)任務(wù)與要求4.2.1主程序設(shè)計(jì)該設(shè)計(jì)采用AT89C51作為主控制器，以AT89C51為核心，通過(guò)單片機(jī)上的各針與其它模塊相連接，達(dá)到預(yù)定的功能。在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，集熱管通過(guò)太陽(yáng)能對(duì)蓄水池中的水進(jìn)行加熱。這時(shí)，微處理器的控制系統(tǒng)被啟動(dòng)，并投入運(yùn)行。首先，將水箱中的溫度傳感器收集到的溫度數(shù)據(jù)傳送到單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)將當(dāng)前水溫、定時(shí)時(shí)間等數(shù)據(jù)顯示到液晶顯示器上。水溫上、下限、定時(shí)均可通過(guò)按鍵來(lái)設(shè)置。單片機(jī)先把測(cè)量到的水位與水位的下限相比較，若測(cè)量到的水位在下限以下，則無(wú)水指示燈會(huì)點(diǎn)亮，由單片機(jī)控制，控制加水繼電器觸點(diǎn)的開(kāi)關(guān)，關(guān)閉加水設(shè)備的線路，然后將水注入到水箱中，當(dāng)水的指示燈熄滅，當(dāng)水位達(dá)到最高水位時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉。如果水位在下限以上，單片機(jī)不會(huì)發(fā)出任何命令。在檢測(cè)完水位后，檢查是否符合預(yù)定的時(shí)間，如果沒(méi)有達(dá)到預(yù)定的時(shí)間，則不能進(jìn)行供熱；如已完成預(yù)定，則繼續(xù)進(jìn)行下一階段。沒(méi)有預(yù)定的，則為預(yù)定的預(yù)定時(shí)間。當(dāng)預(yù)定時(shí)間到達(dá)時(shí)，將測(cè)得的水溫與下限進(jìn)行對(duì)比，如果測(cè)得的溫度低于下限，蜂鳴器通過(guò)單片機(jī)來(lái)發(fā)出報(bào)警，控制繼電器觸點(diǎn)關(guān)閉，將加熱器所在的線路關(guān)閉，當(dāng)水箱中的水被加熱至最高溫度時(shí)，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)，切斷電源；當(dāng)溫度低于下限或上限時(shí)，單片機(jī)不會(huì)發(fā)出任何指令；如果測(cè)得的溫度超過(guò)了最高溫度，則會(huì)發(fā)出警報(bào)。在進(jìn)行水溫測(cè)試之前，必須對(duì)熱水器進(jìn)行水位測(cè)量，以避免因干燒引起的安全隱患。從而保證用戶在任何氣候環(huán)境下都能獲得理想的使用體驗(yàn)。圖4-2的程序流。圖4-2主程序流程圖4.2.2溫度檢測(cè)子程序設(shè)計(jì)DS18B20完成了溫度的測(cè)試，主要是對(duì)DS18B20進(jìn)行初始化、讀取溫度和溫度轉(zhuǎn)換。如圖4-3所示。圖4-3溫度檢測(cè)子程序流程圖4.2.3加熱子程序設(shè)計(jì)用DS18B20測(cè)得的溫度來(lái)判斷輔助加熱裝置是否處于開(kāi)啟狀態(tài)。如圖4-4所示。圖4-4加熱子程序流程圖4.2.3上水子程序設(shè)計(jì)通過(guò)測(cè)量