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關于單片機的太陽能熱水器智能儀

來源:www.sbzmhw.live 作者:youwang 日期:2018/6/6 17:41:09 瀏覽次數:391

1智能儀的性能特點

  智能儀主要有以下特點:

  (1)使用電源為220VAC,功耗小于5W。 (2)水溫數碼顯示,測溫范圍0~99℃;精度±2℃,水位分五檔顯示。 (3)水位設置。可設置加水水位20%、50%、80%、100%(本儀預置水位50%)。 (4)溫控上水。當水箱水未加滿,水溫超過60℃時,自動加水至50℃,此功能使太陽能熱水 器產出最多熱水(溫度50℃以上)。 (5)缺水上水/報警。當水位從高到低,出現缺水狀態時,蜂鳴報警,缺水指示燈 閃亮,延時15分鐘自動上水至預置水位。 (6)手動上水。按“上水”鍵,若水位低于預置水位,可上水至預置水位;若水 位已達到預置水位,則在原水位基礎上再加一檔;若水位已加滿,則停止手動加水。在 上水過程中,按“上水”鍵,可停止上水。 (7)定時上水。按“定時”鍵,可設定定時上水時間,實現定時上水。 (8)低水壓上水。在上水過程中,水壓過低或停水,智能儀會自動進入低水壓模 式,黃燈閃亮,并報警。在此模式中,智能儀會間隔30分鐘啟動上水,若30分鐘內仍 不能使水位上升一檔,則停止30分鐘,然后再啟動上水,反復循環運行。 (9)防高溫上水。以免空曬后上水造成炸管。? 

  根據設計要求,選用Philips公司生產的P87LPC764BN芯片,組成最小最優化系統。

2.1單片機電路

  P87LPC764BN是20腳封裝的單片機,適合于高集成度、低成本的場合。采用80C51加速處理器 結構,指令執行速度是標準80C51 MCU的兩倍。片內有4K字節OTP程序存儲器,128字節的RAM 。32Byte用戶代碼區可用來存放序列碼及設置參數; 有看門狗電路、復位電路(使用片內上電復位時不需要外接組件);2個16位定時/計數器,2 個A/D轉換器;所有口線均有20mA的驅動能力;電源電壓VDD=4.5~6.0V(操作頻率為20MHz)。硬件電路如圖1所示。

  系統電源經單相橋式整流得12V直流電給電磁閥供電,經MC7806穩壓后給單片機等供電。

2.2溫度、水位采集和顯示原理

  水溫、水位傳感器分別利用熱敏電阻和水的導電性,結合HD74HC04P,產生脈沖信號,從T0、T1引腳輸入單片機。經轉換計算,將實測的溫度和水位值存入數顯緩沖區;其采集電 路見圖1所示。將P87LPC764BN的P0.0~P0.6通過電阻接到VD D,每個口線可提供20mA的吸入電流,直接驅動LED,顯示水溫;LED采用共陽極接法,其 輸出電流雖小,但驅動水位顯示指示燈已足夠。由單片機控制通過P0口動態顯示實測的水 溫和水位。

2.3開關、聲光報警電路

  開關有定時、上水和水位設置三個功能鍵,利用P87LPC764BN的P0口鍵盤中斷,實現定時 時間的設定、手動上水和水位的設置等。相應的聲光報警電路,采用高亮度LED和高響度 蜂 鳴器,由單片機控制,發出不同的聲光報警。

2.4電磁閥驅動電路

  由單片機控制,從P1.4口線輸出信號,經放大驅動電磁閥,進行上水。

2.5復位、抗干擾

  本系統采用P87LPC764BN片內上電自動復位,RST管腳可作為待開發用。為防止或減少上電及 掉電時的錯誤操作,啟用P87LPC764BN的電源監控功能。采用防雷措施,傳感器和電磁閥的 每根信號線均通過壓敏電阻接地(圖1中未畫出)。起用P87LPC764BN片內的看門狗定時器,在 顯示水溫水位的子程序中,定時對看門狗清0。   

  主程序流程圖如圖2所示,采用人性化設計,用戶不必作任何操作,智能運行。本智能儀有 三種上水方法:缺水上水、溫控上水和手動上水,前兩種在主程序中實現。初次安裝投入使 用或停水后突然來水,水箱缺水,若溫度低于100℃,打開電磁閥上水至設置水位(初始預置 水位50%);若溫度高于100℃,不上水,防止空曬后上水而炸管。太陽曬后,當水溫上升, 溫度超過60℃且水未滿時,打開電磁閥上水至50℃。晚上,若熱水已用完,延時15分,進行 缺水上水;若熱水未用完,不上水,以保證熱水充分利用。第二天太陽出來后,利用溫控上 水。在上水過程中,水壓過低或停水,智能儀會自動進入低水壓上水模式:低水壓聲光報警 ,間隔30分鐘啟動上水,若30分鐘內不能使水位上升一檔,則停止30分鐘,然后再啟動,反 復循環,以免電磁閥長時間通電而燒毀。在主程序中,15分鐘和30分鐘的延時,通過多次調 用顯示子程序來實現;檢測低水壓循環上水時,也調用顯示子程序;所以智能儀在自動上水 的同時,也實時顯示水溫和水位。若用戶需要設置水位、定時上水和手動上水,可在面板上 直接操作,通過外中斷來實現,鍵盤中斷服務程序如圖3。

 

  本智能儀采用P87LPC764BN單片機控制,外圍電路少,系統穩定;功能強,操作方便;價廉 物美;值得推廣。

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