基于单片机AT89C51控制的热水器设计33249.pdfVIP

2.1方案比较

方案一设计的太阳能热水器控制系统以89C52单片机为检测控制中心单元，采用DSl2887实时时

钟，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示功能，而且具有时间设定、温度设定与控制功

能。控制系统可以根据天气情况利用辅助加热装置(电加热器)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，该控制器和以往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。

AT89C52

图2-1系统硬件结构图

方案二采用系统的温度采集选用PTl000铂电阻温度传感器，采集到的电压信号经集成运放

LM324放大到2.O一5.0伏之间，送入串行加转换器11LCl543N，转换结果由单片机处理，其电路原

理如图3所示．设计时将加转换器的参考电压设置为vREF+=5．0V，VREF=1.5V．LM324按照同相

比例放大电路连接，则Vo=vi*(Rt/R+1)=0.5*(Rt/300+1)．Rt值的变化表示了PtlooO温度传感器温度的

变化，每个温度值对应一定的转换结果。可以在程序中建立一个查找表，表中每个元素的地址即为

转换结果，元素值即为所对应的温度值。

图2-2系统硬件结构图1

2.2方案选择

方案一硬件电路简单，程序设计复杂一些，但是我已经使用开发工具KEIL用汇编语言对系统

进行了程序设计，用仿真软件PROTEUS对系统进行了仿真，达到了预期的结果。由此可见，该方

案完成具有可行性，体现了技术的先进性，经济上也没有问题。

根据设计的要求，以及设计的便捷性，综上所述，本课题采用方案一对系统进行设计。

3．单元模块设计

3.1各单元模块功能介绍及电路设计物

3.1.1单片机系统设计

单片机系统由AT89C52和一定功能的外围电路组成，包括为单片机提供复位电压的复位电

路，提供系统频率的晶振。这部分电路主要负责程序的存储和运行。上图中MCS-51内部时钟方式

电路外接晶体以及电容C5和C6构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值

虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、谐振器的稳定性、起振的快速性和

温度的稳定性。晶体可在1.2MHz～12MHz之间任选，电容C5和C6的典型值在20pF～100pF之间

选择，但在60pF～70pF时振荡器具有较高的频率稳定性。典型值通常选择为30pF左右，但本电路

采用33pF。在设计印刷电路板时，晶体或陶瓷振荡器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近，

以减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定和可靠的工作。为了提高温度稳定性，应采用温度稳定性

能好的NPO高频电容。AT89C52的复位是由外部的复位电路来实现的。复位电路通常采用上电自

动复位和按钮复位两种方式。本设计中所用到的是上电按钮复位。

图3-1单片机系统

3.1.2控制器实时时钟接口电路

为实现热水器24小时供应热水的目的，控制器必须有一个实时时钟来为系统提供准确的基准

时间；在软件设计上则要实时地读出当前时间，同设定时间比较，以决定系统工作状态。本系统采

用美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的时钟芯片DS12887，该芯片采用CMOS技术，把时钟芯片

所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部，并与MC146818管脚完全兼容。DS12887芯片

具有微功耗、外围接口简单、精度高，工作稳定可靠等优点。它与89C52单片机的接口电路见下图

3-1。

图3-1DS12887与单片机接口电路

3.1.3水位检测和温度检测接口电路

蓄水箱水位和温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节，只有准确地检测出水位和温度，

才能通过软件计算提前开始辅助加热的预加热时间。要实现辅助加热提前时间的精确计算，最好是

采用连续液位传感器，但考虑系统成本，本设计仍采用分段式液位传感器(通过软件来提高精度)，

在水位显示上也仍采用分段显示。水位检测部分的硬件连接如图3-2所示。

图3-2水位监测及显示接口电路

检测原理如