1、 毕业论文（设计） 开 题 报 告 书 题目 基于单片机的太阳能热水器控制器的设计 开 题 报 告 书 2011 年 11 月 30 日 姓 名 院（部） 电信学院 课题性质 毕业设计 学 号 专 业 自动化 课题来源 自拟题目 题 目 基于单片机的太阳能热水器控制器的设计 一、 选题的目的、意义（含国内外相同领域、同类课题的研究现状分析）： 众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的绿色能源。太阳能热水器能够将 太阳辐射能转换成热能，将水加热以满足人们在生活、生产中的需要。目前市场上太阳能热 水器的控制系统大多存在功能单一，操作复杂、控制不方便等问题，很多控制器虽然具有温 度和水位显示
2、功能，却不具有温度控制功能，致使热水器阴天的时候不能方便使用。即使热 水器具有辅助加热功能，也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。不断提 高太阳能热水器的性能，满足消费者对于太阳能热水器使用方便的要求，智能化、灵活性成 为我们追逐的目标。 以单片机系统为核心而设计制造出来的控制器，在用水时水温达不到设定值，控制器可 以自动启动电辅助加热至设定温度；当水位低于警戒值时，自动上水至设定值。当加水时间 超过设定值时，控制器报警提醒用户。控制器的主要优势是在晴好的天气利用太阳能为热水 器加热，在无光照的情况下利用电辅助加热。充分利用了太阳能丰富、免费的资源的优势， 同时考虑到在阴天及夜间
3、无法利用太阳能的缺点，结合太阳能热水器和电热水器的各自优 势，兼具实时水位检测、水温测量、上水报警、电辅助加热控制等功能的控制器，会使太阳 能热水器使用更加安全、舒适。 由于太阳能热水器在生产生活中的广泛应用， 国内外的学者对这方面的技术进行了广泛 的研究。在电子设计2008 年 7 期中官方勇、李章勇的用 AT89C52 设计的太阳能热水 器控制器 中介绍了以 AT89C52 单片机为核心设计的一种全自动控制电路，该电路用于太 阳热水器,实现了水温的同时测量、显示和控制。又例如在 2008 年 10 月刊的电子技术应 用里，段哲民、王虎、赵冠华、 王海涛在基于 FPGA 的太阳能热水器控制系
4、统 一文 中利用 EDA 技术和 VHDL 语言,设计了基于 FPGA 的太阳能热水器控制系统， 该系统运行稳定、 安全可靠、抗干扰能力强、操作灵活、使用方便,当太阳能不足时能及时提供辅助能源补充 加热,实现了全天候不间断提供热水。 自动化与仪器仪表2005 年第 6 期中，张先臣一 种实用的太阳能热水器单片机控制器的设计 文中也提到一种具有温度和液位分段显示功能 的单片机控制器。在计算机测量与控制2006 年 12 期太阳能热水器自动控制系统设计 一文中应进平提出了以西门子 LOGO!为控制核心,结合水温水位传感变送技术,设计的具有水 温水位控制的太阳能热水器自动控制系统。 本课题旨在运用单
5、片机技术，设计出一种智能化的控制系统，实现对太阳能热水器的全 方位控制，解决太阳能热水器在实际生产生活中遇到的诸多实际问题，满足消费者的需求， 促使绿色能源得到更好的利用。在世界能源日趋紧张，绿色能源的应用日渐兴起的时候，基 于单片机的太阳能热水器控制器对太阳能热水器的推广应用一定会起到积极的推动作用。 二、本题的基本内容： 课题任务、重点研究内容、实现途径、方法及进度计划课题任务、重点研究内容、实现途径、方法及进度计划 1.课题任务 设计一个基于单片机系统的太阳能热水器控制器，该控制器能对太阳能热水器进行自动 控制。用水时，若水温达不到设定值，控制器可以自动启动电辅助加热至设定温度；当水位
6、低于警戒值时，自动上水至设定值。当加水时间超过设定值时，控制器报警提醒用户。 主要技术指标：控制水温范围 20-90，水位测量显示 6 级。 该控制器以单片机为核心，实现对水温和水位的实时监测和显示，并实现自动加热和上 水控制。控制器主要包括水温测量电路、水位测量电路、液晶显示模块、单片机系统、自动 加热上水控制电路、声光音报警电路和电源模块构成。 具体任务：根据题目要求，详细分析太阳能热水器控制器的设计需求，并进行软硬件的 总体设计。在完成总体设计后，进行硬件功能模块的设计，同时进行控制软件的流程设计及 编制工作，利用 Keil 51 软件完成控制器各模块的仿真调试工作。利用 Proteus 软件完成大 部分功能模块的电路仿真。 2.重点研究内容 本设计包括硬件设计和软件设计。 硬件设计主要包括水温测量电路、水位测量电路、液晶显示模块、单片机系统、自动加 热上水控制电路、声光音报警电路和电源模块构成。其中硬件设计的重点是单片机控制系统、 自动加热、上水控制电路、水温测量电路和水位测量电路。难点是选择合适的水位检测电路， 解决水位检测电路中水位检测
