基于单片机控制空气能热水器系统设计毕业设计论文说明书

1、编号： 毕业设计说明书题 目 基于单片机控制空气 能热水器系统设计 学 院： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 陈圣盟 学 号： 0901120425 指导教师： 胡机秀 职 称： 工程师 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2013年6月5日摘 要本设计基于单片机控制空气能热水器系统设计，其研究的意义是空气能热水器通过介质交换热量进行加热,不需要电加热元件与水接触,所以没有漏电的危险,它也消除了中毒和爆炸的隐患,更不会因为排放废气造成空气污染，节约能源，提高能源的综合利用，为人民提供一套平安、节能、环保、廉价和可靠的新一代热水器空气能热水器。系统主要采用AT89S52单片机作为空气能热水系统设计控制核心。控制局部主要是以单片机STC89C52RC为控制核心，硬件数据采集局部由DS18B20三路单总线传感器，对水温、压缩机排气温度、外机热交换进行温度采集，人机交互局部并将测试结果通过RS232接口发送至计算机进行显示。软件局部应用单片机C语言实现了本设计的全部控制功能。本设计实现的功能有水位低于最低水位时加水泵开始工作，对保温水箱加水，加满

2、水之后，如果热水的温度低于设置的温度的下限时，压缩机、循环水泵、外机风扇开始工作，模拟吸收空气中的热量，放到保温水箱中，到达设置的温度上限时停止。在压缩机的排气温度大于110时，为保护压缩机被高温烧坏，压缩机停止工作。通过MaxRC232通信把下位机温度数据，各个部件运行状态发送到上位机计算机显示，现实人机交换的显示界面。关键词：空气能；单片机；传感器；通信AbstractThis design based on single chip microcomputer control air sources water heater system design. Air source water heater is the significance of the research through the exchange of heat for heating medium.dont need electric heating element contact with water. So there is no risk of leakage also. It also eliminate

3、s the hidden trouble. Poisoning and explosion will not air pollution caused by the discharge of waste gas. Save energy improve the comprehensive utilization of energy to provide a secure, energy saving, environmental protection, cheap and reliable of a new generation of water heaters - air sources water heater.System mainly adopts the AT89S52 single chip microcomputer as control core air sources hot water system design. Control part mainly based on microcontroller STC89C52 as the control core. T

4、he hardware of data acquisition part by DS18B20 single bus no 3 sensor of water temperature.Discharge temperature of compressor.Machine heat transfertemperatur acquisition.The human-computer interaction part and the test results sent via RS232 interface to computer for display. Software part of the application Microcontroller C language realize the control function of the designThis design features water level is lower than the minimum water level when the pump starts to work. The heat preservat

5、ion water tank and water, filled with water.If the temperature of the hot water is below the set temperature of the lower limit. Compressor circulating water pump, fan starts to work outside the machine.Simulation absorb heat from the air.In the heat preservation water tank, the limit stop on the set temperature is reached. When Compressor Exhaust temperature greater than 110 to protect the compressor is high temperature burning.The compressor stop working.Through MaxRC232 communication under th

6、e machine temperature data.The running state of the parts sent to the PC computer.According to the practical man-machine exchange display interface.Key words: Air source; Single chip microcomputer; Transducer; communication目 录引言11 热水器概述11.1 热水器工作原理1空气能热水器热量121.2 特点与优点21.3 本文研究的意义42 系统方案设计52.1 根本设计要求52.2 发挥局部52.3 方案步骤52.4 方案设计5主控制局部方案设计5温度采集方案设计6显示模块方案设计6上位机通信方案设计63 硬件电路的设计73.1 硬件设计原那么73.2 系统的根本结构和工作原理7系统的根本结构7 STC单片机最小系统8.1STC89C52单片机简介8时钟电路10复位电路113.4 温度采集模块11DS18B20的工作原理12DS18B20的温度计算123.5 显示模

7、块133.5.1引脚功能说明131602LCD的指令说明141602LCD的RAM地址映射及标准字库151602LCD的一般初始化复位过程163.6 控制继电器模块163.7 按键电路174 通信系统设计 184.1 串行通信概述18并行数据传送与串行数据传送18单工方式、半双工、全双工方式18异步传输和同步传输19波特率194.2 RS232总线194.2.1 RS-232收发器204.3 单片机与PC机的串行通信21波特率及串行口的设置21上位机通信设置235 软件设计235.1 系统软件设计实现的功能23 软件设计流程图235.3 系统软件C程序设计25模块化设计25结构化编程256 调试与分析256.1 下位机整体调试分析25电路调试25 上位机调试与分析277 总结28谢 辞31参考文献32附 录33引言空气能热水器以其节能低碳效果，在热水器市场具有不可比较与无法相比的竞争优势。其最大价值是显于其低碳节能效果在能源紧缺与低碳压力持续增大中应用与普及。空气能热水器其耗能为电热水器的四分之一，燃气热水器的三分之二，太阳能热水器的二分之一，而被称为“第四代热水器。据数据统计，假设全

8、国25%的家庭改用空气源热泵热水器，一年可节约电能约1420亿千瓦时，这个数字相当于为国家建立了一个半的三峡电站，2021年的三峡电站发电量才808亿千瓦时。而这同时也相当于节约了1730万吨标准煤，减少二氧化碳排放3690万吨，减少二氧化硫排放14.7万吨。 根据制冷原理，机组以少量电能为驱动力，以制冷剂为载体，源源不断地吸收空气或自然环境中难以利用的热能转化为可利用的热能，实现低温热能向高温热能的转移；再将热能释放到水中制取热水，通过热水供给管路输送给用户满足热水供给、供暖需求。本设计实现的功能有水位低于最低水位时加水泵开始工作，对保温水箱加水，加满水之后，如果热水的温度低于设置的温度的下限时，压缩机、循环水泵、外机风扇开始工作，模拟吸收空气中的热量，放到保温水箱中，到达设置的温度上限时停止。在压缩机的排气温度大于110时，为保护压缩机被高温烧坏，压缩机停止工作。当外机的热交换器的外表结冰时-5时，电磁阀工作，切换制管路的流向，进行化霜处理，化霜完 ，电磁阀停止，正常制热。在30-60任意设置加热温度，通过MaxRS232通信把下位机温度数据，各个部件运行状态发送到上位机计算机显示，现实人机交换的显示界面。1 热水器概述 热水器工作原理空气能热水器的热量空气能热泵热水工程制冷由四大件部件组成：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置四个部件。主要三大件：压缩机，膨胀阀毛细管，枯燥器，辅助部件除霜器：四通阀。空气能热泵热器突破传统能量转换理论，实现高能效热水器。热泵热水器在工作时，工质能在蒸发器中吸收环境介质贮存的能量QA而启动系统需要消耗能量，即压缩机耗电QB，同时工质在冷凝器中释放到高温介质的热量QC=QA+QB压缩机输入功启动系统后，由机械动能变成热能。所以热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA之和；输入一个QB，得到QB+QA，突破传统单一不同能之间转变无法到达100%效率的瓶颈；采用热泵技术能效比更高。空气能热水器工作原理空气能热水器是按照“逆卡诺原理工作的，形象地说，就是“室外机像打气筒一样压缩空气，使空气温度升高，然后通过一种-17就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内，再将热量释放传导到水中。 保 温 水箱加水泵循环水泵热交换器压缩机外机风扇水源 图

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