太阳能热水器控制系统水位控制模块设计(附件)
太阳能热水器中包含了很多模块，其中最不可或缺的模块就是水位控制模块，本课题采用软硬件结合，硬件部分主要以单片机为核心，外接按键模块、显示模块、水位检测模块、电磁继电器驱动模块、报警模块。水位检测模块通过桥式压力传感器测量水柱水位高低，随着水位变化，输出相应的电压至单片机；显示模块部分采用了液晶屏实时显示水位数据及当前工作模式状态。系统通过按键模块设置水位的上下限并实现模式转换，当水位低于最高水位时，电磁继电器驱动水泵工作。关键词 单片机，水位控制，压力传感器
目录
1 引言 2
1.1 选题的意义和研究背景 2
1.2 国内外发展现状和前景 2
2 系统总体设计 3
2.1 系统总体概述 3
2.2 系统硬件介绍 4
3 系统模块设计 10
3.1单片机最小系统模块 10
3.2 LCD液晶显示模块 13
3.3 电磁阀控制模块 14
3.4 报警模块 15
3.5 水位检测模块 11
3.6 按键模块 16
4 系统软件的设计 16
4.1 软件开发工具 16
4.2 系统软件的主要模块设计 17
5 系统测试 21
总 结 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 引言
1.1 选题的意义和研究背景
我国近几年随着人们消费水平的提高，人口也呈现持续增长的趋势，人们对能源了解也逐渐加深，能源并不是无限的，这就要求要重视能源的利用，避免浪费。太阳能作为最方便的可持续利用资源之一，得到了广大群众的重视。太阳能热水器在每个家庭里都扮演着重要的角色。通过楼顶太阳光的照射，水箱中的水温度会上升，人们可以通过淋浴出水口冷热水的调节来选择合适的水温使用。由此可见水位控制模块不可或缺也不可马虎。可以自动设置上下限加水，既方便了用户又节约了资源，避免了不必要的能源浪费。本课题主要研究太阳能的水位控制这一模块，让太阳能水箱中的水位一直保持在你所设置的上下限之内，避免过低或者过高对太阳能带来的损伤或者能源浪费。当太阳能水箱中的水位在我们需 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
要的范围之内时，有两种情况，过低时自来水会开始自动往水箱中注水；过高时蜂鸣器就会开始工作，流水灯也会亮；而当水箱中的水在设置的范围内时，自来水停止供水。
水位检测已经普及许多领域，市面上水位检测传感器的选择也琳琅满目，不同类型的液位传感器适用于不同的场合，本课题采用D3B压力传感器结合51单片机设计成一款水位控制器。把课本上学到的知识融入到这次的设计中，学习了解了传感器的原理以及如何显示当前水位的方法，单片机的有关知识，液晶屏的如何与单片机连接后显示当前水位等相关知识，加强了对课本的理解，也提高了自己焊接单片机板子的手工能力。水位控制模块的主要目的是对水位进行实时的监测处理。在太阳能热水器中，各个模块相互扶持工作才能满足居民的需求，而水位控制又是太阳能里极其重要的一个模块，如果水位的测量出现了偏差，就可能导致注满后溢出或者无水空晒的现象，安全性得不到提高也会影响太阳能热水器的推广，发展前景堪忧。本课题就水位控制进行研究，实现控制水位等基本功能。
1.2 国内外发展现状和前景
现阶段我国在水位控制方面取得了很大的成果，也根据失败总结出很多相关禁言。市面上的液位计也有很多，例如雷达式的液位计主要运用于军工业。根据《中国容器液位测量报告》对当前测量市场的发展前景分析来看，容器液位测量以价格合理，市场需求强大等优点，受到广大企业法人和投资者的青睐[1]。他们对产品市场进行详尽分析同时推算出了未来几年的发展趋势，认为液位测量具有良好的发展前景，同时，各个投资方也对目前状况具体分析并且根据国内的现状给出相关具体投资的建议[1]。我国液位测量技术比较熟练的城市是上海。上海的工程人员注重实际的生产开发，并不断努力研究，不断取得了显著地成就，不像其他一些研究人员，对论文研究的重视高过了实际生产。虽然与发达国家还存在一定的差距，但是一些地方高校，例如深圳，已经开始将水位测量与一些机器设备的通讯接口。使用性能高的二极管与光明三极管组成的传感器进行水位测量，可以实现水位的有效控制，减少了人力，对水位的自动控制进行升级，控制简单而且安装方面不需要很多的人手，单片机液位控制的性价比很高，这就是为什么诸多厂商会选择它来进行水位管理与控制。我国仍处于并将长期处于发展中国家，几乎所有与能源相关的领域里，水箱都是必不可少的零件。它性能的好坏直接关系到企业生产的安全性和利益。
目前市面上水管理控制的措施大概分为以下几种：一、外置水压水位控制：这种的运行原理就是根据水位本身所造成的压力转变为力矩，在应用杠杆原理而发明的,能够实现水箱自主进水的管理的功能[2]。该管理控制阀由于水位调节的范畴虽然很大，却可以降低水压，也能够及时调节达到节水的目的。二、电极式水位控制：它的原理是让多个电极线和想测量的液面相接触，来检测水位高低，它以低廉的成本受到不少人的喜爱。三、智能管制器+液位变送器：这种水位控制方式属于模拟量的控制范畴。不但可以实时有效的显示当前水位，还可以在水位过高或者失控故障时发生报警[2]。控制系统简单，便于操作，可以根据用户不同的要求设置用户喜欢的水位值，极其便捷。而且它的控制端还可以与电脑联网，达到远程监控的目的，如果有效的利用，发展前景很客观。
相对于发达国家在单片机上的研究，我国与之还存在一定差距。发达国家对于单片机的应用技术成熟经验丰富，我国在新型测控系统上应该向发达国家学习取经。
2 系统总体设计
2.1 系统总体概述
根据课题的内容和要求，经过方案筛选和各种实际操作因素，制定了整体方案。
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1 引言 2
1.1 选题的意义和研究背景 2
1.2 国内外发展现状和前景 2
2 系统总体设计 3
2.1 系统总体概述 3
2.2 系统硬件介绍 4
3 系统模块设计 10
3.1单片机最小系统模块 10
3.2 LCD液晶显示模块 13
3.3 电磁阀控制模块 14
3.4 报警模块 15
3.5 水位检测模块 11
3.6 按键模块 16
4 系统软件的设计 16
4.1 软件开发工具 16
4.2 系统软件的主要模块设计 17
5 系统测试 21
总 结 27
致 谢 28
参 考 文 献 29
1 引言
1.1 选题的意义和研究背景
我国近几年随着人们消费水平的提高，人口也呈现持续增长的趋势，人们对能源了解也逐渐加深，能源并不是无限的，这就要求要重视能源的利用，避免浪费。太阳能作为最方便的可持续利用资源之一，得到了广大群众的重视。太阳能热水器在每个家庭里都扮演着重要的角色。通过楼顶太阳光的照射，水箱中的水温度会上升，人们可以通过淋浴出水口冷热水的调节来选择合适的水温使用。由此可见水位控制模块不可或缺也不可马虎。可以自动设置上下限加水，既方便了用户又节约了资源，避免了不必要的能源浪费。本课题主要研究太阳能的水位控制这一模块，让太阳能水箱中的水位一直保持在你所设置的上下限之内，避免过低或者过高对太阳能带来的损伤或者能源浪费。当太阳能水箱中的水位在我们需 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
要的范围之内时，有两种情况，过低时自来水会开始自动往水箱中注水；过高时蜂鸣器就会开始工作，流水灯也会亮；而当水箱中的水在设置的范围内时，自来水停止供水。
水位检测已经普及许多领域，市面上水位检测传感器的选择也琳琅满目，不同类型的液位传感器适用于不同的场合，本课题采用D3B压力传感器结合51单片机设计成一款水位控制器。把课本上学到的知识融入到这次的设计中，学习了解了传感器的原理以及如何显示当前水位的方法，单片机的有关知识，液晶屏的如何与单片机连接后显示当前水位等相关知识，加强了对课本的理解，也提高了自己焊接单片机板子的手工能力。水位控制模块的主要目的是对水位进行实时的监测处理。在太阳能热水器中，各个模块相互扶持工作才能满足居民的需求，而水位控制又是太阳能里极其重要的一个模块，如果水位的测量出现了偏差，就可能导致注满后溢出或者无水空晒的现象，安全性得不到提高也会影响太阳能热水器的推广，发展前景堪忧。本课题就水位控制进行研究，实现控制水位等基本功能。
1.2 国内外发展现状和前景
现阶段我国在水位控制方面取得了很大的成果，也根据失败总结出很多相关禁言。市面上的液位计也有很多，例如雷达式的液位计主要运用于军工业。根据《中国容器液位测量报告》对当前测量市场的发展前景分析来看，容器液位测量以价格合理，市场需求强大等优点，受到广大企业法人和投资者的青睐[1]。他们对产品市场进行详尽分析同时推算出了未来几年的发展趋势，认为液位测量具有良好的发展前景，同时，各个投资方也对目前状况具体分析并且根据国内的现状给出相关具体投资的建议[1]。我国液位测量技术比较熟练的城市是上海。上海的工程人员注重实际的生产开发，并不断努力研究，不断取得了显著地成就，不像其他一些研究人员，对论文研究的重视高过了实际生产。虽然与发达国家还存在一定的差距，但是一些地方高校，例如深圳，已经开始将水位测量与一些机器设备的通讯接口。使用性能高的二极管与光明三极管组成的传感器进行水位测量，可以实现水位的有效控制，减少了人力，对水位的自动控制进行升级，控制简单而且安装方面不需要很多的人手，单片机液位控制的性价比很高，这就是为什么诸多厂商会选择它来进行水位管理与控制。我国仍处于并将长期处于发展中国家，几乎所有与能源相关的领域里，水箱都是必不可少的零件。它性能的好坏直接关系到企业生产的安全性和利益。
目前市面上水管理控制的措施大概分为以下几种：一、外置水压水位控制：这种的运行原理就是根据水位本身所造成的压力转变为力矩，在应用杠杆原理而发明的,能够实现水箱自主进水的管理的功能[2]。该管理控制阀由于水位调节的范畴虽然很大，却可以降低水压，也能够及时调节达到节水的目的。二、电极式水位控制：它的原理是让多个电极线和想测量的液面相接触，来检测水位高低，它以低廉的成本受到不少人的喜爱。三、智能管制器+液位变送器：这种水位控制方式属于模拟量的控制范畴。不但可以实时有效的显示当前水位，还可以在水位过高或者失控故障时发生报警[2]。控制系统简单，便于操作，可以根据用户不同的要求设置用户喜欢的水位值，极其便捷。而且它的控制端还可以与电脑联网，达到远程监控的目的，如果有效的利用，发展前景很客观。
相对于发达国家在单片机上的研究，我国与之还存在一定差距。发达国家对于单片机的应用技术成熟经验丰富，我国在新型测控系统上应该向发达国家学习取经。
2 系统总体设计
2.1 系统总体概述
根据课题的内容和要求，经过方案筛选和各种实际操作因素，制定了整体方案。
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