毕业设计（论文）-基于FPGA控制的太阳能热水器水位水温智能控制仪精选.doc

目 录 引言 2 第1 章 太阳能热水器 3 1.1 太阳能热水器的发展背景 3 1.2 太阳能热水器国内外发展现状 4 1.3 太阳能热水器 6 1.4 太阳能热水器的优缺点 7 1.5 本设计的目的与意义 9 第2 章 新型太阳能热水器功能分析及总体方案设计 11 2.1水位水温控制 11 2.2安全控制 12 2.3水循环控制 14 2.4总体方案的确定 15 第3 章 太阳能热水器智能控制仪的功能模块设计 15 3.1 主控硬件电路芯片的选型 15 3.2电源电路的设计 16 3.3实时时钟电路的设计 18 3.4人机界面电路设计 20 3.4.1 12864液晶引脚功能 21 3.4.2 液晶显示器的原理 21 3.4.3 液晶显示器的优点 22 3.5电磁阀和电加热棒控制电路设计 23 3.6温度和液位信号采集电路设计 26 第4 章 软件的设计 30 4.1主程序流程图 31 4.2键盘中断服务流程图 31 第5 章 总结 33 致谢 35 附录1 太阳能热水器智能控制仪原理图 36 基于FPGA控制的太阳能热水器水位水温智能控制仪 摘要: 针对目前家用太阳能热水器功能单一、操作复杂、控制不方便等特点，本文提出了一种新型的太阳能热水器控制系统设计方案。根据太阳能热水器对控制系统的要求，以FPGA为中心控制单元，采用DS1302实时时钟，设计了一种太阳能热水器水位水温控制仪，给出了系统硬件设计及软件实现方法。该系统具有时间、温度、水位设定与控制功能，且具有良好的抗干扰性能。 关键词：太阳能热水器 FPGA 硬件设计 Abstract: At present, domestic solar water heater for single function and complicated to operate and control the characteristics of the inconvenience they may face, this paper presents a new type of solar water heater control system design. Solar water heater in accordance with the requirements of the control system to FPGA as the central control unit, the DS1302 real time clock, the design of a solar water heater water temperature control device, given the system hardware design and software implementation. The system has the time, temperature, water level settings and control functions, and has a good anti-interference performance. Key words: Solar water heater，，Hardware design，Software Design,太阳能热水器的集热效果大大增强,太阳能热水器已经成为百姓家里日常洗澡、取暖、用热水的不可缺少的能源装置。但目前市售的太阳能热水器大部分没有配备全自动水温水位显示及控制仪器,虽然配有电加热辅助装置,但都不是自动的,致使用热水时不知道水温及用水量的多少,带来许多不便。尤其是在冬天太阳光较弱时不能及时启动电加热器,只好等几个小时才能洗澡。 目前,中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国,年产量约为世界各国之和。但是与之相配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。现在的这种控制器只具有温度和液位显示功能,而且为分段显示。他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。鉴于国内太阳能热水器市场不断扩大,而与其相配套的控制仪却急需改进的情况下,研制了这套太阳能热水器控制仪。本文设计的太阳能热水器是以AVR单片机为检测控制核心,不仅实现了温度、水位两种参数的实时显示功能,而且具有温度设定与控制功能。控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱内的水温达到预先设定的温度,从而达到24小时供应热水的目的。实际应用结果表明,该控制仪和以往的显示仪相比具有性价比高、温度控制与显示精度高、使用方便和性能稳定等优点,提高了我国太阳能应用领域控制水平,具有可观的经济效益和社会效益。 太阳能热水器现状分析及本设计的任务 1.1太阳能热水器的发展背景 (1)太阳能热水器发展的政治法律环境 近年来，为缓