基于STC单片机的太阳能热水器智能节水控制系统

基于STC单片机的太阳能热水器智能节水控制系统设计

 

 

　　本系统主要有单片机控制模块、温度测量模块、电磁阀控制模块、按键模块、储水箱、抽水泵等组成。当人们需要热水时，按下启动按键，单片机监测管道中水的温度，当水温不超过设定温度时，打开冷水电磁阀，冷水先通过电磁阀流到一水箱中存储起来。当温度超过设定温度时，关闭冷水电磁阀，并同时发出声光报警，提醒人们现在可以利用热水进行洗漱。存储在水箱中的冷水可以利用水泵重新送到太阳能热水器中，也可以用来进行冲洗厕所等用途。

 

　　本系统以STC15F2K60S2芯片为控制核心，由温湿度传感器SHT10、电磁阀、水温传感器DS18B20和语音提示电路、数码管显示电路、按键电路等部分组成

　　采用STC15F2K60S2单片机作为主控制芯片，这是一种低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，片内大容量2048字节SRAM，内部集成高可复位电路并可彻底省掉外部昂贵的复位电路，具有8K在系统可编程FLASH存储器，32个可设置四种模式的外部双向I/O口，运行速度快、价格便宜、性价比高。主控制器电路原理图如图3所示。

 

　　水温检测采用常用的DS18B20数字温度传感器，外面带有防水不锈钢护套。DS18B20是一种单总线传感器，其输出为数字量，可以直接利用单片机将代表温度的数字量读到单片机中进行处理，不需要额外增加AD转换器。其封装形式为TO-92，体积比较小。为方便测量水温，将DS18B20放入防水不锈钢套中，并用胶加以密封，便于我们测量水温。DS1B 20可以设置为12位的转换精度，测量温度的分辨率可以达到0.0625℃，测量精度为±0.5℃，满足家庭测量水温需要。DS18B20应用原理图如图4所示。

 

　　系统利用语音芯片ISD1820实现语音提示功能。美国ISD公司推出一种单片8～20s单段语音录放电路ISD1820，它采用CMOS技术，内含振荡器、话筒前置放大、自动增益控制、防混淆滤波器、扬声器驱动及FLASH阵列。其可以进行10s左右的语音录放高质量自然的语音还原、外围元件少、电路连接简单、控制方便、成本低，可以通过单片机控制操作。当系统检测到管道中水温超过设定温度时，在单片机的控制下，语音提示电路发出声音提醒。

 

　　按键采用了独立式按键，主要有水温/环境温度切换按键、启动/停止键、温度上升键、温度下降键、水泵抽水键。按键功能直接，配合数码管显示，操作方便、直观。对家庭中老年人来讲，十分方便。

 

　　在软件设计中充分利用了IAP15F2K60S2单片机的优势，根据DS18B20、SHT10传感器的特点，以及按键扫描、数码管动态显示的要求，利用时间触发机制进行软件设计。利用STC的单片机定时计数器0产生系统滴答时钟，然后产生不同的时间片，系统在不同的时间片执行不同的任务。系统分时调度程序框架如图9所示。

 

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