太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统_谢广文
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（１） 当水温高于设定的温度上限报警值时， 蜂鸣器会报警， 同时 黄色的ＬＥＤ 灯会亮，表示加热完好， 电机正反转３ 秒。
（２）当水温低于设定的温度下限报警值时，同时红色的ＬＥＤ灯 会亮， 表示加热。
（３）电机正反转利用的是定时器ＴＯ中断，工作方式为１６位数值 重装，好处是做到正确延时时间３秒。
定时器的赋值ＴＨ０＝（６５５３６－４５８７２）／２５６； ＴＬ０＝（６５５３６－４５８７２）％２５６；／／５０毫秒
无
无
３
握住温度计升温
３５．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮
正反转各两秒
报警闪烁两秒
４
松开温度计降温
３４．９
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮
无
无
５
松开温度计降温
３１．９
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
无
无
６
握住温度计升温
３２．１
6
３ 系统硬件通讯
3.1 微控制器组成 系统微控制器的主控芯片采用Ａ Ｖ Ｒ 系列。单片机和传感器之 间采用单总线通信， 使用三芯电缆线， 其中包括地线、数据线、电源 线。 3.2 系统通讯设置 埋设的轮辐荷重传感器采集矿井井壁所受压力数据后， 经过 ＡＶＲ单片机将压力等数据进行分析和处理后，以ＲＳ４８５的通讯方式 进行数据传输，通过长距离的传输后（煤矿井筒的井壁到地面的监 控中心），再将数据经过ＲＳ４８５到ＲＳ２３２的转换后，再传入计算机，将
etc. This system is based on single chip microcomputer AT89C52 as the control core, using solar panels to simulate solar heating system. The design of solar
······上接第４页
于埋放在井壁的内部。 2.2 传感器的布置 在矿井的井壁中设置有可压缩的井壁段，这是为了减少地质变
化对井壁的压力，可以对压力进行缓冲。可压缩井壁段里充有沥青， 设置钢板来进行缓冲。因此在可压缩井壁段设置传感器， 可以更好 地检测受压力的情况， 这样做的理由是： （ １ ） 在井壁受到外界的压 力， 可以将压力传递给可缓冲井壁区； （ ２ ） 在此井壁区域打孔来埋设 若干轮辐荷重传感器，由于本身就是可压缩段，故不会影响井壁的 安全状况。具体的设置位置， 在井筒的可压缩井壁段设置轮辐荷重 传感器，在不同的平面进行测试。每水平检测面设置四个监测点，需 埋设八个所选的传感器。
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
无
无
７
握住温度计升温
３５．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮
正反转各两秒
报警闪烁两秒
晶振频率是１１．０５９２，机器周期为１２＊（１／１１０５９２００）＝１．０９微秒。 因此初值Ｍ＝５００００／１．０９ ＝４５８７２。
软件流程图如下图２所示。
数字技术 与应用
数控技术
太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统
谢广文1 林用满2
(1.格兰仕(中山)家用电器股份有限公司 广东佛山 528305; 2.广东技术师范学院天河学院 广东广州 510540)
摘要: 在太阳能水温控制器中采用单片机, 具有设计简单、可靠性高、功能易扩展等优点。所以本控制器是基于单片机AT 8 9 C5 2 为控制核心,
Abstract:In solar energy application of single chip microcomputer temperature controller with simple design, high reliability, functionality, easy extension,
用手握住ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器开始给它加温，当温度超过上限 值时， 红灯灭， 黄灯亮， 电机正反转３ 秒， 同时有声光报警。如图４ 。
松手， Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 降温， 当低于下限， 红灯亮， 开始加热， 又重复以 上过程。太阳能板测试， 用手机闪光灯照射， 红灯亮。表示模拟太阳 能加热， 否则系统供电加热。经过实验， 上限值３５．０，下限值３２．０，得 出了的数据如表１。
５ 测试结果分析
本次系统完成基于５２单片机太阳能热水器储水箱水温智能控 制控制设计，在设计过程中和调试中仍有误差，但基本不大。基本满 足了系统的要求。虽然对单片机软件的编程， 温度传感器的使用和
电机的转动方向控制做了相应的研究。
参考文献
［１］周航慈．单片机应用程序设计技术．北京航空航天大学出版社， １９９１． ［２］万福君．单片机微机原理系统设计与应用．中国科学技术大学出 版社，２００３． ［３］胡汉才主编．单片机原理及其接口技术．北京：清华大学出版社， １９９６． ［４］徐爱均．Ｋｅｉｌ Ｃｘ５１ Ｖ７．０单片机高级语言编程与ｕ Ｖｉｓｉｏｎ２应用 实践．电子工业出版社，２００４． ［５］余永权主编：ＦＬＡＳＨ 单片机原理及应用．北京：电子工业出版社， １９９７． ［６］赖麒文．８０５１单片机Ｃ语言彻底应用．科学出版社，２００２． ［７］基于Ｋｅｉｌ ＣＳ １高级语言的ＴＫＳ系列仿真器使用指南．广州致远 电子有限公司，２００４． ［８］张伟，王力，赵晶．Ｐｒｏｔｅｌ ＤＸＰ入门与提高．人民邮电出版社，２００３． ［９］马忠梅，籍顺心．单片机的Ｃ语言应用程序设计．北京航空航天大 学出版社，１９９９．
用太阳能发电板模拟太阳能加热系统。本文设计的太阳能热水箱储水箱水温单片机智能控制器,具有手动预定温度、检测当前水温、实时加热等
功能, 并且具有结构简单、可靠性高、成本低, 有着广阔的应用前景。
关键词:单片机 水温器 智能控制
中图分类号:TK515
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2013)06-0005-02
hot water tank storage tank water temperature controller, with a manually scheduled temperature, test current real-time water temperature, heating, and has the advantages of simple structure, high reliability, low cost, has a broad application prospect。
井壁变形检测系统能方便实现生产管理人员及时掌握矿井井 壁变形受力检测的数据，并做出迅速判断和采取相关措施，能够即 时避免由井壁变形所引起不必要的生产事故。随着此系统的不断完 善，在以后的矿山生产中，该系统对矿井生产安全将会产生积极的 影响。
参考文献
［１］曹丁涛．鲍店煤矿主副井壁破裂原因及防治对策［Ｊ］．煤田地质与 勘探，１９９７（５）：３８－４０． ［２］王同孝，靳奉祥，张迎弟等．矿山井壁三维变形监测方法［Ｊ］．矿山测 量，１９９９（１）：６－９． ［３］王福瑞．单片微型测控系统设计大全［Ｍ］．北京：北京航空航天大学 出版社，１９９９，２２－２５． ［４］路耀华，崔增祁．中国煤矿建井技术［Ｍ］．北京：中国矿业大学出版 社，１９９５，３１－１６７．
图 3 设置上下值
图 2 软件流程
图 4 演示图
5
数控技术
数字技术 与应用
表 1 测试数据表
步骤
操作方式
实时温度值
加热状态指示灯
电机状态
声光指示
１
２７．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
无
Biblioteka Baidu无
２
握住温度计升温
３２．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
数据显示在做好的上位机上，方便实时进行数据采集和检测。
４ 结语
根据以上所做的工程实践，在以后的工作中要注意做好以下两 条： （ １ ） 检测的数据可反映井壁的受力状态， 因此， 坚持长期持续的 检测很有必要，这样才能发现问题，做到迅速处理排除安全隐患，以 保证井壁安全；（２）继续加强和完善矿井井壁受力的安全情况工作 和井壁变形的检测体系的进一步研究。
太阳能
温度传感器
单
温度显示器
片
键盘
机
单
加热器
片
机
阀门装置
图 1 太阳能水温控制总体布局
２ 硬件系统
根据太阳能水温控制器的功能要求，并结合对５２系列单片机的 资源分析［５］，采用此系列中的主流型号８９Ｓ５２作为电路系统的控制核 心。太阳能水温控制器的总体布局如图１ 所示。
３ 系统软件设计
本系统设有灯光显示和蜂鸣器报警效果。具体为： 当水温高于 上限值超温报警系统动作， 停止加热， 低于下限值时开始加热。
４ 系统调试
系统通电后， 系统进行初始化， 电机转动， 蜂鸣器发声， 灯会闪 烁。按下功能键， 显示出“Ｘ Ｘ ． Ｘ Ｈ ”或“Ｘ Ｘ ． Ｘ Ｌ ”（ 功能键次数不同， 另外按模式键可切换冬／夏模式），进行修改温度上限值和下限值。 假如设置上限３ ５ ． ０下限３ ２ ． ０ ，设置好后， 返回温度检测界面。红灯 亮， 因为此时实际温度低于下限。图３ 是设置上下限值过程的截图。
Key Words:microcontroller water heater intelligent controller
１ 引言
家庭中的热水器储水箱的水温控制，要突显智能控制方向，通 过单片机实现简单容易操作，体积小［１，２］。本文在系统的构建时选取 了ＡＴ８９Ｓ５２芯片作为该控制系统的核心，温度信号由ＤＳ１８Ｂ２０提 供，温度用４位八段数码管显示，有太阳能板，蜂鸣器，ＬＥＤ灯和马达 实现我设计的动作，程序选择基于ｋｅｉｌｃ５１下ｃ语言的编写［３，４］。主要实 现１ ８ Ｂ ２ ０ 的测温， 数码管显示当前温度和上下限温度， 超温报警动 作，还有键位控制调温功能。超温报警动作主要是低温加热，高温马 达正反转蜂鸣器启动。在 编程方面要突显智能控制方向， 对温度 的控制不是简单的超温报警，而是控制温度在适用范围内。
（２）当水温低于设定的温度下限报警值时，同时红色的ＬＥＤ灯 会亮， 表示加热。
（３）电机正反转利用的是定时器ＴＯ中断，工作方式为１６位数值 重装，好处是做到正确延时时间３秒。
定时器的赋值ＴＨ０＝（６５５３６－４５８７２）／２５６； ＴＬ０＝（６５５３６－４５８７２）％２５６；／／５０毫秒
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握住温度计升温
３５．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮
正反转各两秒
报警闪烁两秒
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松开温度计降温
３４．９
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮
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松开温度计降温
３１．９
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
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握住温度计升温
３２．１
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３ 系统硬件通讯
3.1 微控制器组成 系统微控制器的主控芯片采用Ａ Ｖ Ｒ 系列。单片机和传感器之 间采用单总线通信， 使用三芯电缆线， 其中包括地线、数据线、电源 线。 3.2 系统通讯设置 埋设的轮辐荷重传感器采集矿井井壁所受压力数据后， 经过 ＡＶＲ单片机将压力等数据进行分析和处理后，以ＲＳ４８５的通讯方式 进行数据传输，通过长距离的传输后（煤矿井筒的井壁到地面的监 控中心），再将数据经过ＲＳ４８５到ＲＳ２３２的转换后，再传入计算机，将
etc. This system is based on single chip microcomputer AT89C52 as the control core, using solar panels to simulate solar heating system. The design of solar
······上接第４页
于埋放在井壁的内部。 2.2 传感器的布置 在矿井的井壁中设置有可压缩的井壁段，这是为了减少地质变
化对井壁的压力，可以对压力进行缓冲。可压缩井壁段里充有沥青， 设置钢板来进行缓冲。因此在可压缩井壁段设置传感器， 可以更好 地检测受压力的情况， 这样做的理由是： （ １ ） 在井壁受到外界的压 力， 可以将压力传递给可缓冲井壁区； （ ２ ） 在此井壁区域打孔来埋设 若干轮辐荷重传感器，由于本身就是可压缩段，故不会影响井壁的 安全状况。具体的设置位置， 在井筒的可压缩井壁段设置轮辐荷重 传感器，在不同的平面进行测试。每水平检测面设置四个监测点，需 埋设八个所选的传感器。
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
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握住温度计升温
３５．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮
正反转各两秒
报警闪烁两秒
晶振频率是１１．０５９２，机器周期为１２＊（１／１１０５９２００）＝１．０９微秒。 因此初值Ｍ＝５００００／１．０９ ＝４５８７２。
软件流程图如下图２所示。
数字技术 与应用
数控技术
太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统
谢广文1 林用满2
(1.格兰仕(中山)家用电器股份有限公司 广东佛山 528305; 2.广东技术师范学院天河学院 广东广州 510540)
摘要: 在太阳能水温控制器中采用单片机, 具有设计简单、可靠性高、功能易扩展等优点。所以本控制器是基于单片机AT 8 9 C5 2 为控制核心,
Abstract:In solar energy application of single chip microcomputer temperature controller with simple design, high reliability, functionality, easy extension,
用手握住ＤＳ１８Ｂ２０温度传感器开始给它加温，当温度超过上限 值时， 红灯灭， 黄灯亮， 电机正反转３ 秒， 同时有声光报警。如图４ 。
松手， Ｄ Ｓ １ ８ Ｂ ２ ０ 降温， 当低于下限， 红灯亮， 开始加热， 又重复以 上过程。太阳能板测试， 用手机闪光灯照射， 红灯亮。表示模拟太阳 能加热， 否则系统供电加热。经过实验， 上限值３５．０，下限值３２．０，得 出了的数据如表１。
５ 测试结果分析
本次系统完成基于５２单片机太阳能热水器储水箱水温智能控 制控制设计，在设计过程中和调试中仍有误差，但基本不大。基本满 足了系统的要求。虽然对单片机软件的编程， 温度传感器的使用和
电机的转动方向控制做了相应的研究。
参考文献
［１］周航慈．单片机应用程序设计技术．北京航空航天大学出版社， １９９１． ［２］万福君．单片机微机原理系统设计与应用．中国科学技术大学出 版社，２００３． ［３］胡汉才主编．单片机原理及其接口技术．北京：清华大学出版社， １９９６． ［４］徐爱均．Ｋｅｉｌ Ｃｘ５１ Ｖ７．０单片机高级语言编程与ｕ Ｖｉｓｉｏｎ２应用 实践．电子工业出版社，２００４． ［５］余永权主编：ＦＬＡＳＨ 单片机原理及应用．北京：电子工业出版社， １９９７． ［６］赖麒文．８０５１单片机Ｃ语言彻底应用．科学出版社，２００２． ［７］基于Ｋｅｉｌ ＣＳ １高级语言的ＴＫＳ系列仿真器使用指南．广州致远 电子有限公司，２００４． ［８］张伟，王力，赵晶．Ｐｒｏｔｅｌ ＤＸＰ入门与提高．人民邮电出版社，２００３． ［９］马忠梅，籍顺心．单片机的Ｃ语言应用程序设计．北京航空航天大 学出版社，１９９９．
用太阳能发电板模拟太阳能加热系统。本文设计的太阳能热水箱储水箱水温单片机智能控制器,具有手动预定温度、检测当前水温、实时加热等
功能, 并且具有结构简单、可靠性高、成本低, 有着广阔的应用前景。
关键词:单片机 水温器 智能控制
中图分类号:TK515
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2013)06-0005-02
hot water tank storage tank water temperature controller, with a manually scheduled temperature, test current real-time water temperature, heating, and has the advantages of simple structure, high reliability, low cost, has a broad application prospect。
井壁变形检测系统能方便实现生产管理人员及时掌握矿井井 壁变形受力检测的数据，并做出迅速判断和采取相关措施，能够即 时避免由井壁变形所引起不必要的生产事故。随着此系统的不断完 善，在以后的矿山生产中，该系统对矿井生产安全将会产生积极的 影响。
参考文献
［１］曹丁涛．鲍店煤矿主副井壁破裂原因及防治对策［Ｊ］．煤田地质与 勘探，１９９７（５）：３８－４０． ［２］王同孝，靳奉祥，张迎弟等．矿山井壁三维变形监测方法［Ｊ］．矿山测 量，１９９９（１）：６－９． ［３］王福瑞．单片微型测控系统设计大全［Ｍ］．北京：北京航空航天大学 出版社，１９９９，２２－２５． ［４］路耀华，崔增祁．中国煤矿建井技术［Ｍ］．北京：中国矿业大学出版 社，１９９５，３１－１６７．
图 3 设置上下值
图 2 软件流程
图 4 演示图
5
数控技术
数字技术 与应用
表 1 测试数据表
步骤
操作方式
实时温度值
加热状态指示灯
电机状态
声光指示
１
２７．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
无
Biblioteka Baidu无
２
握住温度计升温
３２．１
红色 Ｌ Ｅ Ｄ 亮，黄色 Ｌ Ｅ Ｄ 灭
数据显示在做好的上位机上，方便实时进行数据采集和检测。
４ 结语
根据以上所做的工程实践，在以后的工作中要注意做好以下两 条： （ １ ） 检测的数据可反映井壁的受力状态， 因此， 坚持长期持续的 检测很有必要，这样才能发现问题，做到迅速处理排除安全隐患，以 保证井壁安全；（２）继续加强和完善矿井井壁受力的安全情况工作 和井壁变形的检测体系的进一步研究。
太阳能
温度传感器
单
温度显示器
片
键盘
机
单
加热器
片
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阀门装置
图 1 太阳能水温控制总体布局
２ 硬件系统
根据太阳能水温控制器的功能要求，并结合对５２系列单片机的 资源分析［５］，采用此系列中的主流型号８９Ｓ５２作为电路系统的控制核 心。太阳能水温控制器的总体布局如图１ 所示。
３ 系统软件设计
本系统设有灯光显示和蜂鸣器报警效果。具体为： 当水温高于 上限值超温报警系统动作， 停止加热， 低于下限值时开始加热。
４ 系统调试
系统通电后， 系统进行初始化， 电机转动， 蜂鸣器发声， 灯会闪 烁。按下功能键， 显示出“Ｘ Ｘ ． Ｘ Ｈ ”或“Ｘ Ｘ ． Ｘ Ｌ ”（ 功能键次数不同， 另外按模式键可切换冬／夏模式），进行修改温度上限值和下限值。 假如设置上限３ ５ ． ０下限３ ２ ． ０ ，设置好后， 返回温度检测界面。红灯 亮， 因为此时实际温度低于下限。图３ 是设置上下限值过程的截图。
Key Words:microcontroller water heater intelligent controller
１ 引言
家庭中的热水器储水箱的水温控制，要突显智能控制方向，通 过单片机实现简单容易操作，体积小［１，２］。本文在系统的构建时选取 了ＡＴ８９Ｓ５２芯片作为该控制系统的核心，温度信号由ＤＳ１８Ｂ２０提 供，温度用４位八段数码管显示，有太阳能板，蜂鸣器，ＬＥＤ灯和马达 实现我设计的动作，程序选择基于ｋｅｉｌｃ５１下ｃ语言的编写［３，４］。主要实 现１ ８ Ｂ ２ ０ 的测温， 数码管显示当前温度和上下限温度， 超温报警动 作，还有键位控制调温功能。超温报警动作主要是低温加热，高温马 达正反转蜂鸣器启动。在 编程方面要突显智能控制方向， 对温度 的控制不是简单的超温报警，而是控制温度在适用范围内。