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基于单片机的太 阳能热水器智能仪

来源:www. 作者:youwang 日期:2018/6/6 17:41:09 浏览次数: 293

1智能仪的性能特 点

  智能仪主要 有以下特点:

  (1)使用电源为 220VAC,功耗小于 5W。 (2)水温数码显示, 测温范围0~99℃;精度± 2℃,水位分五档 显示。 (3)水位设置。可设 置加水水位20%、50%、80%、100%(本仪预置水位 50%)。 (4)温控上水。当水 箱水未加满,水温超过60℃时,自动加水 至50℃,此功能使太 阳能热水 器产出最多热水 (温度50℃以上)。 (5)缺水上水/报警。当水位从 高到低,出现缺水状态时,蜂鸣报警,缺水指示灯 闪亮,延时 15分钟自动上水至 预置水位。 (6)手动上水。按“ 上水”键,若水位低于预置水位,可上水至预置水位;若水 位已达到预置水 位,则在原水位基础上再加一档;若水位已加满,则停止手动加水。在 上水过程中,按 “上水”键,可停止上水。 (7)定时上水。按“ 定时”键,可设定定时上水时间,实现定时上水。 (8)低水压上水。在 上水过程中,水压过低或停水,智能仪会自动进入低水压模 式,黄灯闪亮, 并报警。在此模式中,智能仪会间隔30分钟启动上水, 若30分钟内仍 不能使水位上升 一档,则停止30分钟,然后再启 动上水,反复循环运行。 (9)防高温上水。以 免空晒后上水造成炸管。? 

  根据设计要 求,选用Philips公司生产的 P87LPC764BN芯片,组成最小 最优化系统。

2.1单片机电路

  P87LPC764BN是20脚封装的单片机 ,适合于高集成度、低成本的场合。采用80C51加速处理器 结构,指令执行 速度是标准80C51 MCU的两倍。片内有 4K字节OTP程序存储器, 128字节的RAM 。32Byte用户代码区可用 来存放序列码及设置参数; 有看门狗电路、 复位电路(使用片内上电复 位时不需要外接组件);2个16位定时/计数器,2 个A/D转换器;所有口 线均有20mA的驱动能力;电 源电压VDD=4.5~6.0V(操作频率为 20MHz)。硬件电路如图 1所示。

  系统电源经 单相桥式整流得12V直流电给电磁阀 供电,经MC7806稳压后给单片机 等供电。

2.2温度、水位采集 和显示原理

  水温、水位 传感器分别利用热敏电阻和水的导电性,结合HD74HC04P,产生脉冲信号 ,从T0、T1引脚输入单片机 。经转换计算,将实测的温度和水位值存入数显缓冲区;其采集电 路见图1所示。将P87LPC764BN的P0.0~P0.6通过电阻接到 VD D,每个口线可提 供20mA的吸入电流,直 接驱动LED,显示水温; LED采用共阳极接法 ,其 输出电流虽小, 但驱动水位显示指示灯已足够。由单片机控制通过P0口动态显示实测 的水 温和水位。

2.3开关、声光报警 电路

  开关有定时 、上水和水位设置三个功能键,利用P87LPC764BN的P0口键盘中断,实 现定时 时间的设定、手 动上水和水位的设置等。相应的声光报警电路,采用高亮度LED和高响度 蜂 鸣器,由单片机 控制,发出不同的声光报警。

2.4电磁阀驱动电路

  由单片机控 制,从P1.4口线输出信号, 经放大驱动电磁阀,进行上水。

2.5复位、抗干扰

  本系统采用 P87LPC764BN片内上电自动复 位,RST管脚可作为待开 发用。为防止或减少上电及 掉电时的错误操 作,启用P87LPC764BN的电源监控功能 。采用防雷措施,传感器和电磁阀的 每根信号线均通 过压敏电阻接地(图1中未画出)。起用P87LPC764BN片内的看门狗定 时器,在 显示水温水位的 子程序中,定时对看门狗清0。   

  主程序流程 图如图2所示,采用人性 化设计,用户不必作任何操作,智能运行。本智能仪有 三种上水方法: 缺水上水、温控上水和手动上水,前两种在主程序中实现。初次安装投入使 用或停水后突然 来水,水箱缺水,若温度低于100℃,打开电磁阀 上水至设置水位(初始预置 水位50%);若温度高于 100℃,不上水,防 止空晒后上水而炸管。太阳晒后,当水温上升, 温度超过60℃且水未满时, 打开电磁阀上水至50℃。晚上,若热 水已用完,延时15分,进行 缺水上水;若热 水未用完,不上水,以保证热水充分利用。第二天太阳出来后,利用温控上 水。在上水过程 中,水压过低或停水,智能仪会自动进入低水压上水模式:低水压声光报警 ,间隔30分钟启动上水, 若30分钟内不能使水位上升 一档,则停止30分钟,然后再启 动,反 复循环,以免电 磁阀长时间通电而烧毁。在主程序中,15分钟和30分钟的延时,通 过多次调 用显示子程序来 实现;检测低水压循环上水时,也调用显示子程序;所以智能仪在自动上水 的同时,也实时显示水温和水位。 若用户需要设置水位、定时上水和手动上水,可在面板上 直接操作,通过 外中断来实现,键盘中断服务程序如图3。

 

  本智能仪采 用P87LPC764BN单片机控制,外 围电路少,系统稳定;功能强,操作方便;价廉 物美;值得推广 。

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