单片机原理及系统课程设计专 业：电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 7 指导老师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院2012 年 7 月 1 日 评语：平常（40）修改（30）报告（30）总成绩下载后可任意编辑1 引言 太阳能热水器控制器设计2 方案设计及原理2.1 设计方案 如图 2-1 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。2.2 系统组成及工作原理本系统由温度传感器及调理电路、水位传感器及调理电路、A／D 转换电路、液晶显示电路、 FPGA控制模块、按键输入和继电器执行部件组成，其中 FPGA 控制模块是本系统的核心。系统结构如图 2-1 所示。(1) 液位传感器采纳ATSl73 型 霍 尔 元 件121，若干霍尔元件固定在一个垂直导槽上，霍尔元件的输出经电阻网络 转 成 不 同 电 压 ， 经ADC 送入智能控制模块中。(2) FPGA 控 制 部 分根据检测到的水位信号、温度信号以及用户的设定或操作，通过必要的逻辑运算，以确定当前应该进行的操作，并通过输出口送至执行部件，进而控制进水阀、加热泵的状态，以实现所要求的控制功能。图 2-1 系统组成示意图下载后可任意编辑2.3 单元模块设计2.3.1 单片机概述 图 3.1 中，晶体振荡器的频率选 6MHZ，复位电路采纳上电复位，电路参数如图中所示，以满足系统复位时两个机器周期的高电平的要求。由于 CPU 的内部已含有程序存储器，所以 EA 引脚接高电平。 图 2.3.1 时钟电路与复位电路 该水位自动显示控制器采纳 AT89C51 单片机，机内有一高增益反相放大器，构成自激振荡电路，振荡频率取 6MHz,外接 6MHz 晶振，两个电容 C1、C2 取20pF，以便于起振荡的作用。右图中 XTAL1 为内部时钟工作电路的输入，XTAL2 为来自反向振荡器的输出。2.3.2 温度检测模块 本设计温度传感器选用 AD590。AD590 属于半导体集成电路温度传感器，测温范围-55℃- +150℃，在其二端加上一定的工作电压，其输出电流与温度变化成线性关系，1uA/°K，误差有几种等级:±1、±0.5、±0.3℃，本设计中选取±0.5℃品种。OP07 为高精度运算放大器，AD590 电流流经 R1、RP1 转换为电压下载后可任意编辑信号，R2、RP2 为运算负反馈电阻，成反相比例放大器，将温度信号转换成 0-5V 的电压信号，ADC0832 再将其转换为数字信号，输入 CPU。图 3.2 温度检测和 A/D 转换电路图。 图 2....
