太阳能热水器控制器研发设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计太阳能热水器控制系统是一种利用太阳能来加热水并保温的设备。
基于单片机的太阳能热水器控制系统能够监测系统状态，并根据需要自动地调节工作参数，实现高效能的利用太阳能热水器。
该系统的设计涉及多个方面，包括传感器、执行元件、控制算法和人机交互界面等。
首先，传感器部分。
在太阳能热水器系统中，常用的传感器包括温度传感器、光照传感器和压力传感器。
温度传感器可以用来测量水温，光照传感器可以用来检测太阳光强度，压力传感器可以用来监测水流状态。
这些传感器的数据可以通过单片机进行采集和分析。
其次，执行元件部分。
太阳能热水器系统中常用的执行元件包括电磁阀和水泵。
电磁阀用于控制水的流动方向，水泵用于实现水的循环。
在系统的运行过程中，单片机可以根据采集到的数据来控制这些执行元件的开关状态，以实现对水的流动和供暖的控制。
第三，控制算法部分。
太阳能热水器控制系统需要进行一系列的控制算法设计，包括针对太阳能热水器的启动和停止控制，水的加热和供暖控制等。
通过合理的控制算法设计，可以最大限度地提高太阳能热水器的工作效率，提升整个系统的性能。
最后，人机交互界面部分。
太阳能热水器控制系统需要一个人机交互界面，使用户可以进行相关参数的设置和监控。
在设计上，可以采用液晶显示屏和按键来实现用户的交互操作。
通过人机交互界面，用户可以方便地设置系统的工作模式、温度设定等，同时可以实时地监测系统的运行状态和各项参数。
综上所述，基于单片机的太阳能热水器控制系统设计包括传感器的选择和布置、执行元件的控制和驱动、控制算法的设计和优化以及人机交互界面的设计等方面。
这些设计要求兼顾系统的可靠性、高效性和便利性，以实现对太阳能热水器的精确控制和高效利用。
通过优化设计，可以将太阳能热水器的效能最大化，提供可靠的热水供应。
太阳能热水器智能控制系统设计
太阳能热水器智能控制系统设计智能控制系统主要分为硬件部分和软件部分。
硬件部分包括传感器、执行器和控制模块；软件部分包括数据采集、数据处理和控制算法。
1.传感器通过安装在太阳能热水器上的不同类型的传感器，可以实时获取一些必要的参数信息，如太阳辐射强度、水温、水位等。
传感器的选择需要考虑到其精度、可靠性和成本等因素。
传感器可以通过模拟信号或数字信号的形式将收集到的数据传输给控制模块。
2.执行器执行器用于控制太阳能热水器的工作状态，如水泵的开关控制、阀门的开关控制等。
执行器通常由电磁阀、电机或电热器等组成，通过开关控制电源的通断来实现相应的操作。
3.控制模块控制模块是整个智能控制系统的核心部分，它接收传感器传输过来的数据，并根据一定的控制算法进行处理，最后控制执行器的工作。
控制模块通常由单片机或微处理器组成，具有数据处理能力，并能通过通信接口与其他设备进行数据传输和控制。
4.数据采集数据采集是指将从传感器采集到的数据进行收集和记录的过程，可以将数据存储在数据库或者内存中，供后续的数据处理和分析使用。
数据采集可以通过定时采集、事件触发采集或实时采集等方式进行。
5.数据处理数据处理是指对采集到的数据进行计算、分析和处理的过程，以提取有用的信息。
例如，可以通过计算太阳能辐射强度和水温的关系来预测水温的变化趋势，以及控制相应的工作状态。
6.控制算法控制算法是根据实际应用需求设计的，用于根据传感器数据和其他信息来控制太阳能热水器的工作状态。
例如，根据太阳辐射强度和水温的关系，可以设计一个算法来控制水泵的开关，以实现更高效的加热水温。
总结起来，太阳能热水器智能控制系统的设计可以通过传感器实时获取相关参数信息，经过数据采集和处理，最终通过控制算法控制执行器的工作状态。
这样的设计可以提高太阳能热水器的效率和节能性，实现智能化的控制和管理。
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计一、本文概述随着全球对可再生能源需求的日益增加，太阳能作为一种清洁、可持续的能源形式，已经引起了广泛的关注和应用。
太阳能热水器作为一种常见的太阳能应用产品，其在节能减排、提高生活质量等方面具有显著的优势。
然而，太阳能热水器在实际使用过程中，仍存在一些问题，如水温控制不稳定、能效利用率不高等。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于51单片机的太阳能热水器控制系统设计方案。
该系统以51单片机为核心控制器，结合温度传感器、水位传感器、执行机构等硬件设备，实现了对太阳能热水器水温和水位的精确控制。
通过实时监测水温和水位信息，系统能够自动调整加热功率和补水流量，确保水温稳定在用户设定的范围内，同时避免了水资源的浪费。
系统还具有故障诊断功能，能够及时发现并处理潜在的故障问题，提高了系统的可靠性和稳定性。
本文首先介绍了太阳能热水器的工作原理和现状，分析了传统控制系统存在的问题和不足。
然后，详细阐述了基于51单片机的太阳能热水器控制系统的硬件组成和软件设计。
在硬件设计方面，本文介绍了各个硬件模块的功能和选型原则，包括温度传感器、水位传感器、执行机构等。
在软件设计方面，本文详细说明了系统的控制算法和程序流程，包括温度控制算法、水位控制算法、故障诊断算法等。
本文通过实验验证了系统的可行性和有效性，为太阳能热水器的智能化、高效化提供了有益的探索和实践。
本文的研究不仅有助于提升太阳能热水器的能效利用率和用户体验，还为其他可再生能源应用产品的智能化控制提供了有益的参考和借鉴。
本文的研究成果对于推动太阳能热水器行业的技术进步和产业发展具有重要的现实意义和应用价值。
二、太阳能热水器控制系统总体设计太阳能热水器控制系统的总体设计是确保整个系统高效、稳定运行的关键。
在设计过程中，我们充分考虑了太阳能热水器的实际应用场景和用户需求，以及51单片机的性能特点，从而构建了一个既实用又可靠的控制系统。
工作页太阳能热水器智能控制系统研发设计
任务描述：太阳能热水器使用方便，节能，无污染，普及推广迅速。
目前市场上太阳能热水器的控制系统大部分都存在着或多或少的缺点：功能单一、操作复杂、控制不方便等。
随着人们生活水平的提高和电子技术的发展,这样的太阳能热水器控制系统越来越不适应人们的生活需求，开发一种控制方便，操作灵活的太阳能热水器的管理控制系统，有利于更好的使用太阳能热水器系统。
任务3 太阳能热水器智能控制系统设计一、任务描述在了解太阳能热水器智能管理控制系统的构成及特点的基础上，以单片机作为核心部件设计智能管理控制系统，实时采集温度和水位数据, 并设置报警系统，当水位不符合某一标准时发出报警信号（高、低水位报警控制），当水温不符合设定的温度时发出报警，还有定时提醒加水的功能，以及辅助能源加热功能。
二、知识获取学生通过教师教授、自主学习、小组讨论，获取本任务所学的知识点，了解常用的温度传感器，常用的压力传感器；掌握热水器智能控制系统硬件设计、软件设计的方法及步骤。
三、任务实施由小组长协调组织，在小组讨论、教师指导下完成下面的任务。
1、小组讨论，确定温度测量、水位测量的方法，选择相关元器件构建太阳能热水系统智能管理控制系统方案绘制系统原理框图。
残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
答：系统组成 ： 如图1所示，本系统主要由控制器、自动控制阀、手动控制阀、水位检测电极、水温检测传感器、电阻加热丝、储水箱等组成 控制器：主要通过里面的电磁阀控制YV1和YV2的通断，控制水温检测传感器检测水温、控制水位检测传感器检测水在水箱中的位置以及控制电阻加热丝加热。
自动控制阀：主要通过控制器控制，当水箱中的水的实际温度大于所设置的温度时，自动阀就自动打开往水箱中上水，直到上到上一个目标水位为止。
手动控制阀：当自动阀损坏时，可以通过手动阀进行上下水。
水位检测电极：主要用来检测水箱中水的位置，主要把水箱分成四等分，一共有五个电极，接地的电极放在最水箱的最底下，其余分别放在四等分点上，比如当水箱中的水在第一等分和第二等分之间，则显示水箱中有四分之一的水，当超过第二等分，则显示二分之一的水。
太阳能热水器控制系统设计(doc 62页)
太阳能热水器控制系统设计(doc 62页)摘要众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的巨大能源。
随着世界上煤、油、气的储量日益减少，能源危机已日益增长，环境污染的危机已威胁着生态平衡。
随着日本9.0级地震，引起的海啸以及发生的核电站安全事故，让人们对核能有着很大的安全隐患担忧，因而太阳能开发利用的课题已提到人类的面前。
现有电热型热水器费用昂贵及燃气型的不安全性，且排放二氧化碳污染大气，北方用煤气取暖造成城市空气环境污染，这些都是太阳能热水器良好的外部生存环境。
目前,太阳能热水器控制器还一直处于研究与开发阶段,市面在售的控制器绝大部分只具备温度和水位显示功能,不具备温度、水位的自动控制，以及太阳光线自动跟踪功能。
本设计具有很强的实用性,用成本低廉的电阻式传感器以及电极配以单片机技术对生产实际中的太阳能热水器的水温的控制以及水位的显示。
本装置实用性强、性价比高、水温控制灵活，水位显示直观醒目、太阳光自动跟踪。
关键词：单片机、太阳能热水器、温控系统、水位控制、太阳光自动跟踪英文摘要：As is known to all, solar energy is inexhaustible, an inexhaustible, no pollution huge energy. With the world coal, oil and gas reserves are dwindling, already growing energy crisis, environmental pollution crisis has threatened the ecological balance.As Japan caused by the earthquake, 9.0 tsunami and the nuclear safety accidents happened, let people in nuclear energy has the very big safe hidden trouble, so solar energy concerns for the development and utilization of the already mentioned before the human subject.The existing electric heating type water heater is expensive and gas type of unsafe, and emissions of carbon dioxide, air pollution caused by gas heating northern city's air pollution, these are solar water heater a good external environment.At present, the solar energy water heater controller also has been in research and development phase, the controller sold in the market most have only temperature and water level display, do not have a temperature, water level automatic control, and the sun's rays automatic tracking function. This design has a strong practicability, with low-cost resistive sensor and electrode match with micro-controller technology to the production practice of the solar energy water heater temperature control and water level is displayed. This device has strong, cost-effective, water temperature control flexible, water show intuitional marked, sun automatic tracking.目录摘要.......................................... 错误!未定义书签。
太阳能热水器自动温度控制器设计
太阳能热水器自动温度控制器设计
引言
目前，市场上销售的太阳能热水器大多没有自动控制功能，使用起来不
灵活方便，为此，为太阳能热水器加装自动控制功能，具有广泛的市场。
1 自动控制系统技术要求
（1）设定温度的范围为25℃至65℃。
（2）输入信号为水温传感器产生的温度信号；水位传感器产生的水量
信号。
（3）输出信号为控制水温电信号（控制加热电热管）和控制水流量
调节阀信号（控制加水电磁阀）。
（4）配有输入功能键盘：完成自动/手动、手动加水键、手动加热键、
温度设定键、水位档选择键。
（5）具有两位LED 数码显示电路，显示温度设定值、实际温度测量值，六个发光二极管指示六档水位（10%、30%、50%、70%、90%、100%）。
2 系统硬件设计及原理
太阳能热水器加装自动控制功能，主要是加装一个数据采集系统和一个
电脑控制板。
根据太阳能热水器的技术要求及经济方面的考虑，我们选用
89C51 单片机为核心控制器,组成热水器温度控制系统。
系统由89C51 单片机、数据采集系统、水位选择电路、温度显示系统、水位指示系统、加水电磁阀控
制电路、加热电热管控制电路、报警讯响电路、复位电路、晶振电路、键盘电
路组成。
硬件系统组成粗略框架如数据采集系统是非常重要的一部分，它通过水。
太阳能热水器的智能控制器毕业设计
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太阳能热水器主要由集热器、保温水箱、支架、控制系统等部分组成。
控制系统用于控制集热器、保温水箱、支架等部分的工作状态，实现自动控制。
支架用于固定集热器和保温水箱，使其能够稳定地接受太阳辐射。
集热器吸收太阳辐射能，将太阳能转化为热能，加热水箱中的水。
优点：使用寿命长，维护成本低
自动控制：根据水温、水量等参数自动调节加热功率
定时控制：用户可以设定加热时间，控制器自动执行
安全保护：过热、过压、漏电等异常情况自动报警并切断电源
远程监控：用户可以通过手机APP实时查看热水器运行状态，远程控制加热过程
电源模块：选择合适的电源模块，如太阳能电池板、蓄电池等
安全性测试：测试智能控制器的安全性，如防雷、防电磁干扰等
智能控制：自动调节水温、水量，提高使用舒适度
节能环保：减少能源消耗，降低碳排放
安全可靠：自动检测故障，提高安全性能
远程控制：通过手机APP远程控制热水器，方便快捷
提高水温稳定性：智能控制器可以实时监测水温，自动调节加热功率，使水温保持稳定。
保温水箱用于储存热水，保持水温稳定。
家庭使用：安装在屋顶，提供热水
商业使用：酒店、学校、医院等场所的热水供应
工业使用：工厂、企业等场所的热水供应
农业使用：温室大棚、养殖场等场所的热水供应
优点：节能环保，可再生能源，无污染
缺点：受天气影响较大，阴雨天无法使用
缺点：安装成本较高，需要专业人员进行安装
编程语言：C++或Java等高级语言
功能模块：温度控制、水位控制、安全保护等
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计智能家居中的太阳能热水器控制系统设计随着科技的不断进步，智能家居正在逐渐普及和应用于人们的生活中。
其中，太阳能热水器作为绿色清洁能源的一种重要形式，也逐渐成为智能家居的一部分。
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计的主要目的是提高家庭生活的舒适度，同时也达到节能环保的效果。
1. 引言太阳能热水器作为一种非常有前景的清洁能源形式，其广泛应用势必能够为节能减排做出重要贡献。
而智能家居是目前人们生活的一个热门话题，通过将各类设备与智能控制系统相连，能够实现家庭生活的自动化和智能化。
太阳能热水器控制系统的设计就是将这两种前景相结合，旨在提高人们的生活品质，并为环保事业做出贡献。
2. 系统概述智能家居中的太阳能热水器控制系统主要包括太阳能热水器、传感器、控制器、通信设备和用户界面。
太阳能热水器主要负责收集太阳能并将其转化为热水，传感器用于监测水温、水压、光照等参数，控制器负责根据传感器的反馈进行控制，通信设备用于实现与用户界面的互联。
3. 系统设计3.1 传感器设计太阳能热水器的控制系统需要实时监测一系列参数，如太阳能辐射强度、水温、水压等。
因此，传感器的设计是系统中的重要一环。
传感器可以选用温度传感器、压力传感器和光照传感器等。
这些传感器的安装位置需要合理确定，以保证其能够准确监测到所需参数。
3.2 控制器设计控制器是智能家居中的核心部件，负责根据传感器的反馈信息进行控制。
在太阳能热水器的控制系统中，可以采用PID控制算法进行温度和水压的控制。
即通过控制水泵的工作状态，调节系统中的循环速度，从而达到恰当的水温和水压。
3.3 通信设备设计通信设备可以选择无线通信模块，如WiFi、蓝牙等，以便与用户界面实现远程及时控制和监测。
用户可以通过手机App、智能家居控制面板等方式，远程监测和控制太阳能热水器的运行状态，实现智能化的管理。
3.4 用户界面设计用户界面是用户与智能家居系统进行交互和管理的入口。
太阳能热水器智能控制器的设计
摘要太阳能热水器以其诸多的优点受到人们的欢迎。
本文结合实际太阳能热水器的具体应用，在介绍太阳能、传感器、单片机的特点基础上，详细描述了太阳能热水器的工作原理和设计方案。
这里根据太阳能热水器对控制器的要求与特点，提出了一种基于DS12887的太阳能热水器智能控制器的设计方法，给出了系统硬件设计及软件实现方法。
全文分三大部分。
第一部分包括第一章，描述太阳能的利用和前景发展状况。
第二部分包括第二章，描述太阳能系统组成及工作原理。
第三部分包括第三、四章硬件设计及电路原理和软件设计，分别介绍了传感器的特点及应用、一般的太阳能热水器及循环系统、单片机发展和原理，这也是此款太阳能热水器的理论基础和必要前提。
关键词：太阳能热水器;传感器; 模糊控制; 实时时钟;单片机AbstractSolar Water Heater is popular with its pretty benefits, Based on author’s real experience on Solar Water Heater design, this article describes the working theory of this solar water hearer after introducing the characters of solar、sensor、Single Chip Microcomputer(SCM).According to the request and characteristic of Solar Water heater for the controller. Providing a design of Intelligent Con- troller for Solar Water heater based on DS12887. Sum up a design way of the system’s hardware and software.This article is divided into 3 parts. Part One is Chapter 1,including the use and perspective of solar energy. Part Two, including Chapter 2, describing the including and the theory of this solar water heater. Part three, including Chapter 3,Chapter 4: the design of hardware and software、the theory of the circuit. Separately introducing the characters and use of transducer, common solar water heater and cycle system, the development and theory of Single Chip Microcomputer(SCM),which are the basic theory and necessary precondition.[Key Words]：Solar Water Heater、Sensor、Vague control、Real clock、Single Chip Microcomputer(SCM).目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (2)[Key Words] (2)绪论 (1)1.太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析 (1)2.太阳能热水器的应用及意义 (1)第1章：太阳能热水器的组成及工作原理 (4)1.1 系统总体结构设计 (4)1.早晨水温控制 (5)2.循环水集热过程 (6)3.冷水集热控制 (6)4.水箱加热控制 (6)1.2太阳能热水器组成及原理 (7)1.3 主要芯片的结构与特点 (8)1.3.1.DS12887时钟芯片简介 (8)1.主要技术特点 (8)2.DS12887/ DS12C887 的内部结构 (9)3.DS12887/ DS12C887 内部寄存器的功能 (11)4. DS12887/DS12C887 的中断和更新周期 (13)1.3.2 80C51单片机结构特点 (14)1.芯片的引脚描述 (14)1.3.3 数字温度传感器DS18B20主要特性及测温原理 (16)一、DS18B20的特性 (16)二、DS18B20 测温原理 (17)三、DS18B20的操作协议 (17)第2章：太阳能热水器硬件设计 (19)2.1.太阳能控制器硬件结构 (19)2.2. 控制器实时时钟接口电路 (19)2.3.水位检测和温度检测接口电路 (20)2.4 看门狗和复位接口电路的设计 (21)2.5 键盘和显示接口电路的设计 (22)2.5.1 键盘电路 (22)2.5.3 显示接口电路的设计 (22)2.6 光电隔离与辅助加热电路设计 (24)结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)绪论1.太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析目前，中国已成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量约为世界各国之和，已有一百多家太阳能热水器生产厂。
太阳能热水器控制器设计
太阳能热水器控制器设计引言：设计原理：太阳能热水器控制器的设计原理主要涉及三个方面：传感器、控制算法和执行器。
传感器用于检测环境温度、太阳辐射强度和水温等参数；控制算法根据传感器数据进行计算和判断，并控制执行器的运行，以达到合适的工作状态。
传感器：太阳能热水器控制器需要安装多个传感器以便准确检测各种参数。
温度传感器用于测量环境温度和水温，以判断是否需要加热；光照传感器用于测量太阳辐射强度，以判断是否有足够的太阳光来加热水；水位传感器用于检测水箱内的水位，以判断是否需要补充冷水。
通过这些传感器的数据，控制器可以做出合适的决策。
控制算法：太阳能热水器控制器的控制算法非常关键。
根据传感器数据，控制器可以判断出当前的工作状态并进行相应的控制。
例如，当太阳辐射强度较强时，控制器可以启动水泵，将太阳能集热器中加热的水送入水箱；当太阳辐射强度较弱时，控制器可以暂停水泵的工作，以免浪费电能。
此外，控制器还可以设置温度上限和下限，当水温超过上限时停止加热，当水温低于下限时重新启动加热。
通过合理的控制策略，可以有效地提高太阳能热水器的效率和稳定性。
执行器：功能：1.实时监测太阳辐射强度和水温，以确定水的加热需求；2.控制水泵的启停，实现太阳能集热器与水箱之间的水循环；3.控制加热器的启停，实现水箱内水的加热；4.设定温度上限和下限，自动控制加热器的工作；5.监测水箱内的水位，及时补充冷水；6.显示当前的工作状态和水温情况。
总结：太阳能热水器控制器的设计对提高太阳能热水器的效率和稳定性有着至关重要的作用。
通过合理选择传感器、控制算法和执行器，并充分发挥控制器的功能，可以实现对太阳能热水器的精确控制和自动化管理。
这样不仅能够节约能源，减少对传统能源的依赖，还能够为人们提供更加便利和舒适的热水使用体验。
太阳能热水器控制器设计
摘要该设计以单片机 AT89C52 为核心，结合单线数字温度传感器 DS18B20 与液晶显示器1602，设计一种数字化的太阳能热水器控制系统。
该系统由主控芯片模块、DS18B20 温度检测模块、LCD 显示模块、水位检测模块、键盘控制模块、报警模块和电磁阀控制模块组成。
给出了各个模块结构及其工作原理、系统硬件原理图、程序流程图和部分源程序。
此系统解除了热水器上水时需人工守候和过量溢水的问题，达到了省时、环保、节水的目的。
该系统与传统的机械式控制系统相比较，具有结构简单，使用方便等特点。
关键词：单片机AT89C52；温度传感器 DS18B20；太阳能热水器AbstractThis design takes monolithic integrated circuit AT89C52 as the core, combining the single digital temperature sensor DS18B20 and LCD 1602, to design a kind of digital control system of solar energy water heater. The system consists of main chip module, DS18B20 temperature detection module, LCD display module, the water level detection module, keyboard control module, alarm module and solenoid valve control module. given to the structure of each module and its working principle, system hardware, schematics, process flow charts, and some source code, and theoretical design of physical production. The system needs to lift the water heater in sheung Shui and excessive artificial overflow problem waiting to reach a time-saving, environmental protection, water conservation purposes. The system with the traditional mechanical control systems compared to simple structure, easy to use and so on.Keywords：Microcontroller AT89C52; Transducer DS18B20; Solar water heater1绪论1.1 太阳能热水器的发展概况及市场竞争分析在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计在当今能源紧张和环保意识日益增强的背景下，太阳能作为一种清洁、可再生的能源，其应用范围越来越广泛。
太阳能热水器便是其中一种常见且实用的设备。
为了提高太阳能热水器的性能和使用效率，设计一个基于单片机的智能控制系统具有重要的意义。
一、太阳能热水器的工作原理太阳能热水器主要由集热器、水箱和管道等部分组成。
集热器通常安装在屋顶或其他阳光充足的地方，其内部有吸热管，能够吸收太阳能并将其转化为热能。
被加热的水通过管道输送到水箱中储存起来，以供用户使用。
然而，传统的太阳能热水器存在一些不足之处。
例如，在阳光不足或天气变化时，无法保证稳定的热水供应；水温难以精确控制，可能会出现过热或过冷的情况。
为了解决这些问题，我们需要引入单片机控制系统。
二、单片机控制系统的总体设计本控制系统以单片机为核心，结合传感器、执行器和通信模块等组成一个完整的系统。
传感器部分包括温度传感器和水位传感器。
温度传感器用于实时监测水箱内的水温，水位传感器则用于检测水箱内的水位高度。
这些传感器将采集到的信息传输给单片机。
单片机作为控制中心，对传感器传来的数据进行处理和分析，并根据预设的控制策略发出相应的控制指令。
执行器主要包括电加热装置和水泵。
当水温过低时，单片机控制电加热装置启动，对水进行加热；当水位过低时，单片机控制水泵启动，向水箱内注水。
通信模块用于实现系统与用户之间的交互。
用户可以通过手机或其他终端设备远程查看热水器的工作状态，并进行相应的操作。
三、硬件设计1、单片机选型选择一款性能稳定、功能强大且成本适中的单片机，如 STM32 系列。
STM32 具有丰富的外设资源和较高的运算速度，能够满足系统的控制需求。
2、传感器电路设计温度传感器可选用 DS18B20 数字温度传感器，其具有精度高、接口简单等优点。
水位传感器可采用压力式水位传感器，通过测量水压来确定水位高度。
传感器的输出信号需要经过调理电路进行放大、滤波等处理，然后输入到单片机的 ADC 端口。
太阳能热水器控制仪设计(毕设)
摘要本课题的目的是结合太阳能热水器的具体应用，设计一种用于太阳能热水器的检测控制系统,以更好的实现对太阳能热水器的监控与控制。
太阳能热水器作为太阳能利用中最常见的一种装置，经济效益明显，正在迅速的推广应用。
根据太阳能热水器特点以及对控制器的要求，本文提出了一种基于单片机AT89C52的太阳能热水器智能控制器的设计方法。
本文在分析了解太阳能热水器及其控制器的发展和市场分布状况的基础上,描述了太阳能热水器控制器的组成及其工作原理.论文完成了控制器的硬件设计和软件设计。
在硬件设计中，利用AT89C52单片机作为控制的中心环节，控制整个系统运作.利用温度传感器DS18B20和分段式水位传感器作为水温水位测量环节,并将测量结果送单片机进行处理。
利用DS12887作为时钟芯片，以实现时间以及日期的显示。
选用液晶显示模块12864显示水温水位时间及日期，显示部分是人机交换的重要媒介之一。
在软件设计部分采用模块化结构，完成了包括主程序，水位检测子程序、LCD显示等子程序的设计。
系统主程序主要完成一些初始化功能，温度的检测以及控制辅助加热系统，同时完成信号转换及送显示功能；水位检测子程序完成水位测量及送数据功能；显示子程序完成水温水位及时间日期的显示功能;键盘扫描子程序实现功能转换及水温水位时间的设定。
论文通过对整体设计方案，硬件电路，软件程序的设计分析，实现了太阳能热水器的水温水位的检测与控制，具有实际的意义。
关键词：太阳能热水器；传感器；DS12887；单片机； FYD12864—0402BIAbstractThe purpose of this study is to introduce a kind of solar water heater detection based on the application of solar water heater，achieving to do the better monitoring and controling of the solar water heater. Solar water heater，as one of the most common use of the solar energy utilization. The economic benefit is obviously and the popularization and application is rapidly。
太阳能热水器控制系统设计方案
太阳能热水器控制系统设计方案
引言
本文档旨在提供一种太阳能热水器控制系统的设计方案。
该系统旨在有效管理和控制太阳能热水器的运作，提高能源利用率并确保用户的舒适度。
系统设计
太阳能热水器控制系统的设计包括以下几个关键方面：
1. 传感器
系统将配备温度传感器和光照传感器。
温度传感器用于监测水箱温度和太阳能集热器的温度，以便根据温度变化进行控制调节。
光照传感器用于检测太阳光的强度，以确定是否能够进行正常的加热操作。
2. 控制器
控制器是系统的核心部分，它将根据传感器的信号进行智能控制。
当温度传感器检测到水温低于设定值时，控制器将自动开启加
热装置以提供热水。
当光照传感器检测到太阳光强度较低时，控制器将停止加热操作，以避免能源的浪费。
3. 电源系统
系统将使用太阳能电池板作为主要电源。
太阳能电池板将将净化太阳能转换为电能供系统使用。
此外，系统还将配备备用电源以确保系统在夜晚或阴雨天气时仍然能够正常运行。
4. 用户界面
系统将具备一个用户界面，以便用户能够方便地了解系统的状态和进行操作。
用户界面将显示当前水温、光照强度以及系统的工作状态。
用户可以通过界面对系统进行手动控制，如调整水温和加热时间等。
总结
本设计方案提供了一种简单而有效的太阳能热水器控制系统。
通过合理利用传感器和智能控制，该系统能够提高能源利用率，满足用户的热水需求，同时减少能源浪费。
该设计方案的实施将有助于推动太阳能热水器的发展和应用。
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计
智能家居中的太阳能热水器控制系统设计智能家居中的太阳能热水器控制系统设计引言：随着科技的不断进步，智能家居正逐渐走入千家万户。
其中，智能家居中的太阳能热水器控制系统设计是一个热门话题。
本文将详细探讨智能家居中太阳能热水器的控制系统设计，旨在提高用户的生活质量和节能环保。
一、概述太阳能热水器是利用太阳能将日光转化为热能的设备。
传统的太阳能热水器需要手动操作，使用起来非常麻烦。
而智能家居中的太阳能热水器控制系统则能够自动进行控制和管理，使用户使用更加方便、快捷。
二、设计原理1. 太阳辐射识别：通过安装辐射传感器，实时检测太阳的辐射情况，根据辐射强度自动调整热水器的加热功率，以实现最佳的温度控制。
2. 温度控制：太阳能热水器通常需要在一定温度范围内运行，过低则无法提供热水，过高则可能损害设备。
智能家居中的控制系统能够自动调节温度，使其始终保持在安全合适的范围内。
3. 组件监测：通过传感器监测太阳能发电板、水箱和水管等组件的工作状态，及时发现故障并向用户报警，确保设备的正常运行。
4. 能源管理：智能家居中的控制系统能够根据用户的生活习惯和用水情况，合理安排太阳能的利用，避免能源浪费。
三、核心技术1. 无线通信技术：智能家居中的太阳能热水器控制系统需要通过无线网络与用户的智能手机、电脑等设备进行通信，以达到远程操控和实时监测的目的。
2. 数据处理技术：通过数据采集和分析处理，智能家居中的控制系统能够实现对太阳能热水器的自动控制和调节，提高系统的智能化和自动化程度。
3. 人工智能技术：借助人工智能技术，控制系统能够根据用户的使用习惯和需求，学习和预测用户的用水情况，提前准备热水，提供更加贴心的服务。
四、系统特点1. 远程操控：通过连接智能设备，用户可以随时随地远程操控太阳能热水器，方便快捷。
2. 自动调节：智能控制系统能够自动根据环境和需求调节太阳能热水器的工作状态，降低用户的使用成本。
3. 智能学习：控制系统具备学习能力，通过不断学习用户的使用习惯和需求，提供个性化的服务体验。
(完整版)太阳能热水器控制毕业设计论文
中华人民共和国教育部毕业设计论文题目：太阳能热水器中央控制器的设计与实现学生：指导教师：学院：专业：2007年6月摘要当今计算机技术在飞速发展，微机应用日益普及深入，微机在通信自动化、工业自动控制、电子测量、信息管理和信息系统等方面得到广泛的应用。
嵌入式计算机系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软、硬件可裁剪，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功效等严格要求的专业计算机系统。
其最初应用是基于单片机的。
单片机小巧灵活，成本低，易于产品化。
它面向控制，能针对性的解决从简单到复杂的各种控制任务。
目前，国内的太阳能热水器还处于研发阶段，这种控制器只具有温度和水位的显示功能，不具有温度控制功能。
由于加热时间不能控制而导致过烧，从而浪费大量电能。
本设计是以89c51单片机为检测控制中心，采用ds12887实时时钟，实现了温度，水位，时间三种参数的实时显示功能。
关键词：单片机；太阳能热水器；智能控制；水位；温度；时间；The Design and realization of theSolar-powered water ----输入端；Qn-----输出端；、LE为控制端，该片如何工作由功能表定，表中L为低电平、H为高电平、Z为高阻抗（相当开路）×为任意电平，一般将接低电平，LE接ALE就能正常工作。
2.6 IO接口电路8255A(1）总线接口部分CS ——片选线输入A1、A0 ——RD ——WR ——端口选择线（选片内四个端口寄存器）读信号线写信号线（2）内部逻辑部分（3）外设接口部分可由编程决定三个端口的功能输入输出其它A口 8位锁存缓冲 8位锁存双向B口8位锁存缓冲 8位锁存C口 8位锁存缓冲 8位锁存可分成两组分别作A口、B口的选通联络线2、8255A的端口操作A1 A0 选中0 0 PA口0 1 PB口1 0 PC口1 1 控制寄存器二、8255A的工作方式及方式选择1、8255A的工作方式（1）方式0 ——基本输入输出方式A口、B口、C口均有此方式，无选通，是单片机与外部设备之间的直接数据通道。
基于单片机的太阳能热水器智能控制器设计
设计一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器是一项非常有意义的工程项目。
通过这个设计，我们可以实现对太阳能热水器系统的智能监测和控制，提高系统的效率和可靠性。
下面将详细介绍这一设计的原理、结构、功能和实施步骤。
一、设计原理基于单片机的太阳能热水器智能控制器的核心原理是通过传感器采集环境温度、水箱温度、太阳能辐射等数据，并通过单片机进行数据处理、控制算法运算，最终实现对太阳能热水器系统的自动控制。
二、系统结构1. 传感器模块包括环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等，用于采集相关参数数据。
2. 控制模块采用单片机作为控制核心，通过编程实现对传感器数据的采集、处理和控制策略的执行。
3. 显示模块一般采用液晶显示屏或数码管显示太阳能热水器的工作状态、温度等信息。
4. 执行模块通过继电器或驱动电路控制太阳能热水器系统中的循环泵、电加热器等设备的开关。
三、功能设计1. 环境监测：实时监测环境温度和太阳光照强度，以便调整系统工作状态。
2. 温度控制：根据水箱温度和环境温度，控制循环泵和电加热器的运行，保证水温在合适范围内。
3. 节能优化：根据太阳能辐射情况，合理利用太阳能资源，减少电加热器的使用，节约能源。
4. 故障检测：监测系统运行状态，及时发现故障并报警，保障系统安全稳定运行。
四、实施步骤1. 传感器接入：将环境温度传感器、水箱温度传感器、太阳能辐射传感器等传感器连接至单片机的模拟输入引脚。
2. 程序设计：编写单片机程序，包括数据采集、控制算法、显示控制等功能的实现。
3. 硬件连接：根据设计需求，将单片机、传感器、显示模块、执行模块等连接至一块PCB板上。
4. 调试测试：将控制器连接至太阳能热水器系统，进行系统调试和测试，验证控制器的功能和稳定性。
5. 性能优化：根据测试结果对控制算法进行优化，提高控制器的响应速度和稳定性。
通过以上设计和实施步骤，我们可以完成一个基于单片机的太阳能热水器智能控制器的设计。
基于单片机的太阳能热水器的控制系统的设计
基于单片机的太阳能热水器的控制系统的设计摘要本文对基于单片机的太阳能热水器控制系统设计进行了概述。
太阳能热水器是一种利用太阳能将水加热的设备，具有环保、节能的特点。
为了提高太阳能热水器的效率和控制其运行，设计了基于单片机的控制系统。
该控制系统通过测量太阳能热水器的温度和日照强度，并根据设定的参数控制太阳能热水器的加热和停止加热，以实现太阳能的最大利用。
控制系统的设计包括硬件和软件两个部分。
硬件部分主要包括传感器、单片机和执行器。
传感器用于测量太阳能热水器的温度和日照强度，单片机作为控制核心负责处理传感器数据和控制执行器的操作。
执行器根据控制信号进行加热和停止加热操作。
软件部分主要是单片机的程序设计，包括数据处理算法和控制逻辑的编写。
设计的控制系统能够实现太阳能热水器的智能控制，提高其加热效率，并确保其在不适宜的气候条件下停止加热，节约能源。
通过该系统的应用能够更好地利用太阳能资源，减少对传统能源的依赖，具有很大的推广价值和应用前景。
关键词：太阳能热水器，单片机，控制系统太阳能热水器凭借其环保、节能的特点，逐渐成为人们热水供应的主要选择。
然而，目前市场上大部分的太阳能热水器存在着热水温度控制不稳定、能量利用效率不高等问题，因此有必要设计一个基于单片机的控制系统来解决这些问题。
本文旨在基于单片机设计太阳能热水器的控制系统，通过对太阳能热水器的工作原理和控制策略进行研究，提高热水温度的稳定性和能量利用效率，提供更加舒适和可靠的热水供应。
在接下来的文章中，我们将首先介绍太阳能热水器的背景和研究意义，然后探讨太阳能热水器的工作原理和相关技术，最后给出基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计方案。
本文详细描述了基于单片机的太阳能热水器控制系统的设计方案。
在设计该控制系统时，我们将实施以下关键步骤：选取合适的单片机：根据项目需求和资源限制，我们选择了一款适合的单片机作为控制中心。
我们评估了单片机的处理能力、资源消耗和可靠性等因素，以确保其适合于本系统的设计。
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太阳能热水器的通用控制器研制武汉工程大学刘增华李伟1、系统功能与指标1.1功能特点具有目前产品的一般功能：1)设置上限水位：设置水位上限，可选择50% ~99%之间（我们选取80%），并且在使用中，不得自动上水。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
2)设置水箱水温：设置电加热的温度上限，可选择0°C~80°C（我们选取60°C），自动加热。
3)水位指示：LED五段显示。
4)水温指示：LCD液晶数字显示。
5) 自动上水：为防止空晒，当水位低于10%时，系统强制上水；当水位低于30%时，提示报警，若没有使用，启动自动上水，若使用，则报警提示先上水，再使用。
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6)辅助加热：当出现阴雨天气，水温达不到要求，启动辅助电加热，电加热温度上限设置为60°C。
同时还具有新加功能：1)智能模式：检测淋浴水温，自动调节凉水的流量，自动调节，使水温保持在设定温度的2°C范围内，并保持有足够的流量。
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1.2技术指标1)设置上限水位：设置水位上限，可选择50% ~99%之间（我们选取80%），并且在使用中，不得自动上水。
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2)设置水箱水温：设置电加热的温度上限，可选择60°C，自动加热。
3)水位指示：分段显示（5段显示）。
4)水温指示：数字显示（精度为1度）。
5)自动上水：为防止空晒，当水位低于30%时，提示报警，若没有使用，启动自动上水。
若使用，则报警提示先上水，再使用。
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6)智能模式：检测淋浴水温，自动调节热水、凉水的流量，自动调节，使水温保持在设定温度的2°C范围内，并保持有足够的流量。
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2、系统结构设计2.1系统的工作原理太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示。
在太阳能热水器的储水箱内增加一个电加器，采用220V市电加热，由辅助控制系统的继电器控制通断电，用来在温度达不到要求的时候进行辅助加热来保证热水温度。
水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中，通过电缆线接入用户室内控制器。
流量控制阀用通过步进电机来精确控制冷水即自来水的流量，来保证热水与冷水混合后的温度达到用户的要求。
当水位不足报警时，通过电磁阀启动上水，上水的过程中，不允许淋浴，且放水电磁阀关闭。
当需要淋浴时，放水电磁阀打开，通过自动控制冷水电磁阀的开度来保证冷水与热水混合后的温度与用户设定值基本一致（水温保持在设定温度的2°C范围内），淋浴过程中，系统禁止上水和辅助加热。
当淋浴完后按下”淋浴完键”，系统停止放水并且电机要复位。
系统的总体结构图如下。
厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
自来水淋浴器图1 太阳能热水器辅助控制系统结构图温度传感器上水电磁阀放水电磁阀阀门电动节流截至阀热水器储水箱电加热器温度传感器液位传感器三通三通三通2.2 控制系统与电路结构组成控制系统采用FPGA 内部构建Core8051单片机来控制水温水位等，其内部接线图如图2所示。
整个系统采用Fusion StartKit 开发平台，嵌入8051内核为核心，对水温、水位等参数进行智能检测和显示，读取电磁阀的状态，经键盘操作和单片机内部运算比较，控制相应得执行机构进行通、断电及报警提示，其控制系统组成如图3。
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F PG A Fusion StartKitCore8051CPU P0LCD1602模块DB0-DB7P2.0P2.1P2.2RS RWEPLED 模块LED1-LED5P3.0-P3.4P1.0P1.1D0D1D2P1.2BUZZERP1.3K2K3K4K5P1.4P1.5P1.6P1.7P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7D3D4D5D6D7Mini ISA 接口图2 FPGA 内部Core8051引脚分配图P0口DB0-DB7P2.0P2.1P2.2RSRWEP1602液晶显示器CP-U/D-FREE P2.3P2.4P2.5步进电机步进电机驱动器P2.6P2.7+5V1820水箱温度检测+5V1820喷头水温检测光耦放水电磁阀P1.0上水电磁阀P1.1光耦P1.2P1.3-P1.7光耦加热继电器按键K1,K2,K3,K4,K5P3.0-P3.4Core8051K1:加温度键K2：减温度键K3：确认键K4：淋浴完成键图3 太阳能热水器控制系统的组成+5V+5VT0555液位检测装置指示灯水位显示LED1-5K5：上水键复位键K6P3.5K6:复位键蜂鸣器P3.6Core8051的P0口作液晶的数据口，P2.0-P2.2为液晶的使能控制口，P2.3-P2.5分别接步进电机驱动器CP-,u/d-，FREE-, CP 为脉冲信号输入端；U/D 为电机正、反转控制端；FREE 为电机脱机控制端，通过不断的对淋浴水温进行智能检测和显示，经单片机内部运算与设定温度进行比较，控制输入步进电机的脉冲信号及正反转状态，来调节流量控制阀的开度，从而来保证喷头水温与用户设定水温的相一致。
P2.6接数字温度传感器ds1820，用来检测水箱温度并通过芯片及单片机内部处理后显示在液晶上，P2.7也接温度传感器用来检测淋浴喷头的水温。
如果水箱温度不足时（达设置水温下限），则加热继电器动作，启动辅助加热装置，当水温达加热温度上限时加热继电器断开，辅助加热装置关闭。
水位用5段led 灯显示，如果水位不足则报警蜂鸣器响，若没使用则上水继电器动作，电磁阀开通，自动上水至水位上限后关闭。
鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
3、单元电路设计3.1水位检测图4 由555定时器构成的液位测量电图水位检测原理如下：由两块铝板组成电容构成介质变化型电容传感器，电容大小为：lS C ε= 式中：ε为介质，S 为对应的面积，l 为长度。
假设电容器为两平极结构，作绝缘处理后的电容器两极间浸入不同的界质中，由于电容器中的介质相对介电系数不同，电容量是不同的，即检测电容传感器在水位变化导致电容器的电容C 变化情况。
籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
电容传感器处在大气中、浸入水中不同深度，其电容量的变化，可反映出水位的变化。
在大气中相对介电常数为1，电容传感器的电容量为C1，在水中相对介电常数更大，达到80，电容传感器的电容量将随着浸入深度加大而变大。
預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
由于上下两部分的介质不同，则总电容有两个电容并联组成： 设铝板总高度为H ，液位高度为h ，则上下两部的介质分别为空气和水。
h H bh l S C -∙==11εb hbh l S C 80802=∙==ε式中：空气的介电常数为1，b 为铝板的宽度。
本传感器采用NE555制作为脉冲波发生器，输出的频率反映液位的变化，根据实际测试：uF C 1.0min =、uF C 2.2max =取中心工作频率为1KHz ，确定电阻值。
当水箱里无水时（水位最低），最小。
将水位划分为五段：0.1-0.2m 、0.2-0.3m,、0.3-0.4m 、0.4-0.5m 、0.5-0.6m ，分别对应于显示灯LED1、LED2、LED3、LED4、LED5。
当水位发生C1C2变化引起电容的变化，经多谐振荡器输出周期性方波的频率f也随之发生变化[f=1.43/(R1+2R2)C]，根据单片机的计数器T0扑捉到的时钟的个数，再经单片机内部比较处理来决定点亮的LED灯。
譬如当水位处于h1位段时，输出的频率满足点亮LED1的条件，则LED1亮，指示水位位于0.1-0.2m处，由此来实现水位的显示。
LED灯显示采用动态扫描方式，即在某一时刻，只有一个灯被点亮。
当水位低于h2时，启动蜂鸣器报警，提示需加水，若无人使用则自动启动加水。
实验表明，为能很好的满足电路的要求，R1用可调电阻，R2应选取阻值较大一点的电阻，这里我们选R2=8.1KΩ,R1阻值范围为0-30 KΩ。
渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
3.2 温度检测对水温信号的检测采用一线式数字温度传感器DS1820，它以9 位数字量的形式反映器件的温度值。
通过使用连接到VDD 引脚的外部电源来向ds1820供电，如图5 所示，这种方法的优点是在I/O 线上不要求强的上拉，总线上主机不需向上连接便在温度变换期间使线保持高电平。
这就允许在变换时间内其它数据在单线上传送。
铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
图5 温度传感器接线图3.3步进电机控制电路的设计为了能调控水温，需要节流阀控制冷水的流量，由于商品化的电动阀价格太高，本方案选用节流阀＋步进电机的组合控制。
擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
步进电机，选用的二相四拍步进，步距角为1.8°。
同时，采用BY-2HB03M的驱动器来驱动，控制二相四拍步进电机的步进及正反转。
通过单片机控制步进电机即可控制节流阀，达到控制淋浴水温的目的。
步进电机控制电路连接图如图6所示。
贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
A A ￣B B ￣A A ￣B B ￣步进电机CP-U/D-FREE-步进电机驱动器（BY-2HB03M)P2.3P2.4P2.5VHGND电源24vdc步进电机用于控制冷水控制阀的流量图6 步进电机控制连线图R1120Ω1K Vcc 5V C9013R2Vcc 5V R2R1C90133.4 光电隔离与辅助加热电路设计下图7为太阳能热水器辅助加热电路设计，当室外光照不足（阴天，雨天）时，对水箱的水提前加热是非常有必要的，而这一电路恰好能完成该功能。
工作原理为:当Core8051的P1.2口输出高电平时，三极管T1导通，使得继电器线圈通电闭合，电阻丝R1’-R4’发热，从而完成加热任务。
坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
R2GNDVcc图7 辅助加热电路图加热电阻丝继电器T1VccGND5V5V220VACR1120ΩR3R4光耦P1.2K14N293.5继电器驱动电路电路如图8所示，三极管Q为NPN驱动三极管，工作在开关状态；二极管D为继电器线圈在由吸合变为断开时提供续流，以免产生高压，从而保护三极管Q。
蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
R1120ΩC9013 VCC 5VP1.0继电器电磁阀+24v-图8 继电器驱动电路因为硬件设计中要用到两个电磁阀，淋浴时的放水电磁阀和向水箱上水的电磁阀，故需要两个继电器来控制。
4、控制器的软件设计控制器软件设计采用模块化结构，包括主程序，键盘扫描子程序，显示子程序，步进电机控制程序，液位比较子程序及温度计算子程序。
買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
系统主程序主要完成水箱及喷头温度和水位的检测，温度的设置，水位不足报警，自动上水及一些初始化功能。
系统主程序流程图如图8所示。
綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
开始系统初始化显示液位和温度液位是否最低液位是否次低是否有人用液位是否最高否报警提示上水是是打开上水阀否关闭上水阀是扫描按键否K2按下？K1按下？Set+1Set-1是是K3按下？打开放水阀打开上水阀是液位是否最高否关闭上水阀是否温度是否合适调节电机是K4按下？电机复位关闭放水否是否否否是否显示温度水位打开上水阀关闭上水阀K5按下？液位是否最高是是否图9 软件设计流程图5、测试结果该控制器的设计主要采用Actel公司Fusion系列60万门的AFS600芯片，通过嵌入8051内核来实现，充分利用该平台提供的资源，来完成本次设计任务。