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基于单片机的太阳能热水器控制系统设计
作者：沈凯来源：《山东工业技术》2017年第09期
摘要：本文设计了一种适合于家用、高性能的太阳能热水控制系统。系统以AT89S52单片机为控制核心，采用PCF8563实时时钟，能够实现温度、水位检测、报警、按键输入、液晶显示信息等功能。系统具有控制精度高、抗干扰能力强、实用方便等优点。
关键词：太阳能热水器；AT98S52；水温；水位
DOI：1016640jc
ki371222t201709053
太阳能作为绿色环保的能源在现今社会的使用相当普及，太阳能热水器是太阳能利用最常见的一种装置，它将太阳能转化为热能，将水从低温加热到高温。本文设计的太阳能热水器控制系统以单片机AT89S52为主控芯片，能够实时测量水温、水位，并将数据显示于液晶屏，同时显示时间；可以根据用户实际需求和季节变化预先设置水位和温度；根据天气情况启动辅助加热（电加热），使水温达到预先设定的温度；同时通过软件来实现自动上水、循环加热、防冻控制、自动报警等功能1。
1系统主要硬件设计
太阳能热水器控制系统采用MCS51系列单片机AT89S52作为主控芯片，本系统主要由水位检测电路、温度检测电路、键盘输入、液晶显示、报警电路、数据存储、通讯接口、时钟电路、输出控制电路等部分组成2，系统框图如图1所示。
11温度检测电路
在整个太阳能热水器控制系统中温度的检测对整个系统能否选择正确的工作状态起着重要作用。根据系统测量精度要求及考虑成本因素，温度传感器选用热敏电阻，通过多个热敏电阻分别来检测供水箱温度、集热器温度、出水管温度、回水管温度，采集到的信号放大后送多路模拟开关CD4052，在此选用ADOP07放大器。再经电压频率转换器LM331实现AD转换34，最后送至AT89S52的T0通道，通过软件实现温度参数计算。
12水位检测电路
水位检测选用不锈钢针进行采样，水位高度分为5级，用5根不锈钢针分别置于水箱内的5个不同高度位置。当水位低于钢针高度时，输出为高电平；水位高于钢针高度时，输出为低
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电平。采样得到的信号经电子开关CD40106送至单片机P2口，单片机根据引脚状态判断出相应的水位值，送液晶屏显示电路，显示共分5档，每档为满水位的20。
13通讯电路
系统主控电路板主要与两种显示电路进行通讯，一是近程显示电路，由于距离较近，直接采用排线方式实现通讯；二是远程显示电路，采用串行异步通信方式，系统通过RS485接口进行远程通信5，发送与接收器选用DS36r