目录
3.7 辅助加热电路............................................................................................... 15
第四章 控制器软件设计..................................................................................... 17
4.1主程序设计.................................................................................................... 17 4.2 温度检测子程序........................................................................................... 18 4.3 水位检测子程序........................................................................................... 18 4.4 报警子程序................................................................................................... 19 4.5 显示子程序................................................................................................... 19 4.6 辅助加热子程序........................................................................................... 19 4.7 自动上水子程序........................................................................................... 20 4.8 温度设定子程序........................................................................................... 20
第五章 电路调试及结果..................................................................................... 21
5.1程序编译与仿真结果.................................................................................... 21 5.2 硬件电路调试............................................................................................... 25 5.3 调试过程中遇到的问题............................................................................... 27
总结 ............................................................................................................................ 28 参考文献 ................................................................................................................... 29 致谢 ............................................................................................................................ 31 附录 ............................................................................................................................ 32
IV
南京工业大学本科生毕业设计（论文）
第一章 绪论
1.1背景
随着社会的进步，人类文明在不断提高的同时，却面临着一个非常严峻的问题：世界上的不可再生能源——煤炭、石油、天然气的存储量在以极快的速度减少，在不久的将来，这些宝贵的资源将逐渐从地球上消失。与此同时，使用这些能源给我们周围的环境带来了巨大的破坏。蓝藻爆发、臭氧空洞、二噁英事件等环境问题在不断的出现，生态平衡遭到了严重的破坏。所以，人类急需发现更多无污染的可再生资源，在这时，太阳能这个无穷无尽的绿色资源得到了人们的青睐。使用它不仅可以解决能源短缺的问题，而且不用担心它会消耗尽，只要太阳 升起，人们就可以得到储量丰富的太阳能；另外，太阳能的使用不会产生CO2等有害气体，绝对不会对环境产生任何的污染，有效地缓解了现存的环境问题。太阳能技术也因此得到了飞速的发展，太阳能汽车、太阳能电池、太阳能热水器等新型产品不断出现在市场上，其中，以太阳能热水器发展的最为广泛，也得到了大众的认可。根据不完全统计，太阳能热水器的销售量已远远超过了其他种类的热水器。随着太阳能技术的不断改革，此款热水器会有一个更广阔、更长远的发展。
太阳能热水器给人们提供着安全、绿色、节能的热水，而且造价比较低廉，在技术上也比较成熟，因此受到人们的喜爱。在整个太阳能热水器系统中，除了热水器本身之外，还有一个系统也起到了及其重要的作用，即控制器。它是用户与热水器之间的交流介质，通过控制器，可以将热水器的水位水温信息及时反馈给用户，而用户也可以通过控制器对热水器进行操作，比如，当热水器的水箱没水时，用户可以选择自动上水功能来加水，当雨雪天气时，没有足够的热量来满足水的温度，用户就可以启动辅助加热功能，通过加热棒来加热水，这样，无论何时用户都可以使用到热水。
1.2 现状分析
太阳能热水器的销量一直成增长趋势，十几年前，市场的主导还是电加热型的热水器，太阳能热水器寥寥无几，而如今，几乎每家每户都在使用太阳能热水
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第一章 绪论
器，以其廉价、节能、环保的优势占领了绝大部分市场。随着人们越来越浓厚的环保意识，对这种绿色的太阳能热水器的需求会越来越大。但是与之配套的控制器却一直没有达到成熟的阶段。目前，大多数控制器只具有简单的检测、显示功能，还需要人为的上水，当水温达不到满意的温度时，用户束手无策。因此，一个多功能的控制器一旦问世，一定会得到人们的喜爱。这种控制器的市场前景非常广阔。
这种控制器以单片机为核心器件，单片机的价格低廉、工作稳定、设计简单，非常适合这种控制器的生产，智能化的单片机还能够根据不同的需求作出相应的调整，满足了不同用户的多方面需求。另外，单片机系统耗能较少，能够最大程度的节约能源，保护设备，增加设备的使用寿命。它适用于各个地方的各种需求，且安装快捷，使用方便，所以它的市场前景广阔，是目前市面上其他热水器种类的升级产品。总之，无论从价格还是技术来说，太阳能热水器及其控制器都具有很大的优势。
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南京工业大学本科生毕业设计（论文）
第二章 太阳能热水器的结构及工作原理
2.1太阳能热水器的结构及工作原理
太阳能热水器的组成很简单，包括存储热水的保温水箱、用于吸收太阳光能量并把它转换为热量的集热器、冷水和热水循环流动的水管，再加上几个阀门，用来控制水的流向。其结构图如下所示：
图2-1太阳能热水器结构原理图
太阳能热水器产生热水的过程也非常简单，利用冷热水密度不同的原理就可以完成水循环，集热器可以很好的保留太阳光的能量，从而将其转换为水的热量，当有水从集热器中流过时，冷水被加热为热水，再流向保温水箱储存起来，以供用户随时使用，直到水温达到设定值，循环阀门关闭。水循环过程如下图所示：
图2-2太阳能热水器水循环原理图
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第二章 太阳能热水器的结构及工作原理
2.2 控制器结构及工作原理
控制器的核心器件为SST89E58单片机，下图中T1代表保温水箱中的温度传感器DS18B20，由它负责实时温度值的检测，再发送给单片机进行显示；T2负责水位的检测，并完成自动上水功能；F1、F4分别代表冷水阀门和热水阀门；冷水和热水分别经F2、F3循环流动，最终存储在保温水箱中；电加热系统负责在雨雪天气进行加热，来达到设定温度；控制器还应有报警功能，当数据超过了正常范围，报警器启动，提醒用户。
图2-3控制系统结构简图
工作原理：
白天集热器工作时，打开阀门F2、F3，冷水从水箱流向集热器，经过加热后的热水经F3流向保温水箱。温度传感器T1实时检测水温，当温度达到设定值时，关闭阀门F2，F3。用户使用水时，打开阀门F4。没有水时，打开阀门F1上水。当阳光不足的阴雨天气时，水温达不到设定值，可以启动辅助加热系统。
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