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1、热泵热水器控制器摘 要节能始终是家电领域中的重要研究课题之一。热泵技术能提高能源利用率，是合理用能的典范。正因为热泵的节能效益，才使热泵在20世纪70年代后，在这个领域中获得广泛地应用与开展。并预言，由于全球温暖化问题成为世人瞩目的焦点，人们要求减少温室效应。也就是说，能源转换效率再次变得更加重要，这不是由于经济问题，而是出于环境原因，热泵的开展将会经历第二次兴旺期。为此，加强有关热泵技术方面的研究工作，积极推广应用热泵技术是十分重要的。关键词：节能、能源转换、温室效应、热泵技术AbstractEconomize on energy is one of the important resear
2、ch topic within the appliance realms always.The hot pump technique can raise the energy utilization, is a reasonable with the model of the ability.Positive because of the economy energy performance of the hot pump, just make hot pump after 70s in 20 centuries, acquire in this realm broadly applied w
3、ith development.Predict also, turn the focus that the problem become people of this worlds focus attention because of the global warmth, the people request to reduce the green house effect.Also is to say, the energy conversion efficiency becomes more important again, this is not because of economic
4、problem, but proceed from the environment reason, the development of the hot pump will experience the second-time prosperous period.For this, strengthen concerning hot pump technique of research work, the aggressive expansion apply hot pump the technique is very important.Key Words: Economize on ene
5、rgy、 energy conversion、 green house effect、 hot pump technique目 录第一章 绪 论21.1 系统主要功能说明21.2 系统框图结构2第二章 硬件电路设计32.1 元器件简介32.1.1.STC12C5410AD 单片机32.1.2.AT24C02 EEPROM52.1.3 HT1380 时钟芯片62.1.4 MAX232 电平转换芯片62.2电路工作原理72.2.1 电源局部7、键盘电路8显示电路9温度检测电路9故障检测电路102.2.6 RS232通信电路112.2.7 EEPROM通信电路11实时时钟通信电路12外围设备驱动电路
6、13第三章系统软件流程图1431 主控系统总体软件架构流程图1432 系统自检流程图1634 软件代码17附图二 实物图33第一章 绪 论1.1 系统主要功能说明1、制热温度控制2、手动操作3、单台压缩机控制运行4、运行模式：制热5、温度设定范围：25C-60C6、定时开机、定时关机7、液晶显示功能8、感温器故障自检功能9、高/低压保护功能10、水流检测功能11、自检功能12、实时时钟1.2 系统框图结构 该系统主体分为两局部，一局部是主控板，另一局部是线控显示器局部。主控局部用了5个继电器，3片IC，还有一片STC单片机，还有3条5K温敏电阻，还有3个光耦组成了的。显示局部用了比拟高档的12
7、8X64点阵的LCD大屏。能够充分显示系统的各种信息，让用户了解热水器的运作情况，比拟直观大方。系统硬件结构图 该系统的架构分为8大块，分别是电源局部，RS232串口通信局部，EEPROM存取局部，实时时钟局部，检测温度局部，外围控制局部，故障检测局部，还有按键和显示介面局部。MCU稳压电源RS232串口通信设备故障检测检测温度按键和显示外围设备控制EEPROM存取存取实时时钟系统软件架构图第二章 硬件电路设计2.1 元器件简介2.1.1.STC12C5410AD 单片机该单片机具有超强的加密性能和超强的抗干扰性能。高抗静电ESD保护，轻松过4K快速脉冲干扰EFT测试，宽电压，不怕电源抖动，宽
8、温度范围，-40C85C，I/O口经过特殊处理，单片机内部的各功能模块都经过特殊处理。芯片管脚分布图1 高速：1个时钟/机械周期，增强型8051内核，速度比普通8051快812倍2 宽电压：5.53.8V,2.43.8V3 低功耗设计：空闲模式，掉电模式4 工作频率：035MHZ5 时钟：外部晶体或内部RC振荡器可选6 12K/10K/8K/6K/4K/2K字节片内FLASH程序存储器，擦写次数10万次以上7 512字节片内RAM数据存储器8 10位ADC，8通道9 4通道捕获/比拟单元10 2个硬件16位定时器11 硬件看门狗12 高速SPI通信端口13 先进的指令集结构14 通用I/O口，
9、大电流驱动20MA芯片功能说明书芯片各功能原理图2.1.2.AT24C02 EEPROM 该芯片是属于可擦写逻辑器件，它能够掉电保存数据100年，它是利用IIC通信方式进行数据的读写的，它分别有8只脚，SDA就是数据线，SCL就是串口通信时钟线。它们的通信需要严格的时序来控制。芯片引脚功能说明芯片电气和参数功能说明2.1.3 HT1380 时钟芯片 该芯片就是一块普通的实时时钟芯片，它具有低功耗工作方式并用假设干存放器来存放多应信息，它需要电池来保持内部的时钟计数，因而，HT1380是一种性价比级高的时钟芯片，它广泛应用于 、 、以及电池供电的仪器等产品领域。芯片引脚功能说明 MAX232 电
10、平转换芯片 该芯片是对电脑的串口电平进行一个转换，转换成单片机的电平信号。该芯片美国TI公司的一个十分成熟的产品，在中国已经有很久的历史和很广泛的市场，性能稳定和价格合理是它成功的原因。芯片引脚分配图2.2电路工作原理 电源局部电路原理：该电路是整个系统的供电局部，它通过一个双路12V的变压器分别供给系统供电局部和继电器驱动局部。系统供电局部通过整流桥得到直流电源，再通过电容和7805稳压IC处理后就得到比拟稳定的5V电源。、键盘电路 电路原理：该键盘电路是整个系统的输入局部，它能够对整个系统的参数进行设定和修改，它利用了单片机的AD口，不同的按键有不同的电压值，通过单片机的AD模块处理后，再
11、通过单片机内部处理数据后就得到不同的键码。这种读键的方式有它的优点，同时也有它的缺点，它的优点是能够节省IO口，它的缺点是随着按键的养化，它的电阻值也会变化，这样就很容易判错键。所以在设计这个电路时，各个分压电阻都要取得十分合理，让每个按键有充足的电压范围。还有的是，在软件件设计时也要有必要的消抖动处理。显示电路电路原理：该电路是整个系统的人机界面局部，该作品用了一个点阵LCD，它能够显示汉字和各种图案，它通过SPI的通信方式进行通信的，SID就是数据线，CLK就是时钟线，在上电后就要对LCD进行一个初始化处理，LIGHT就是用来控制LCD的背光灯。还有的是上面用了一个精密可调电阻，它的功能是
12、对LCD的显示灰度进行调节。温度检测电路电路原理：该系统分别要采集3个不同的温度值，分别是室内温度，水霜温度，还有盘管温度，它们都用了3个5K负温度系数的温敏电阻，通个一个10K的电阻去分压，电阻随着不同的温度得到不同的电阻，最后得到不同的电压，然后再送到单片机的AD口进行数据的读取和处理。就得到不同的温度值。故障检测电路电路原理：该电路局部是整个系统对各个设备局部的故障检测，该系统分别能够检测3个故障点，一个是高压保护故障，一个是低压保护故障，还有一个是水流保护故障。它们各个模块都是高压，不能够直接接入单片机的IO口，所以它们都通过光耦进行隔离后得到单片机的信号电平，最后再送到单片机的IO口
13、处理。它们都接上了上拉电阻和一个100UF的电容。因为各个故障检测模块正常工作的情况下都是常闭的，所以没有故障时光藕一直导通是低电平，有故障就是高电平。 RS232通信电路电路原理：该电路是单片机跟电脑的通信接口，因为电脑的信号电平跟单片机的电片不一样，所以要用到MAX232来进行电平的转换。 EEPROM通信电路电路原理：该电路是用来保存单片机系统的一些重要的数据，例如回差温度值，温度精度值，化霜进入时间值，化霜进入温度值，化霜退出时间值，化霜退出温度值，电加热限制温度值。该芯片是利用IIC的通信方式，先发送启动信号，再发送地址和数据。但是我们在应用的过程当中，要注意的是抗干扰处理。不然在写
14、数据的过程中很容易受干扰，从而影响系统的正常工作。实时时钟通信电路电路原理：该电路的功能是实现系统的实时控制，该芯片利用了SPI通信方式进行通信，单片机作为主机来读写芯片里面的内容，再把数据处理后形式出来。该电路需要一个晶振来维持芯片内部的计时工作，还有用了一个电池来保证系统掉电后丧失内部的计时时间。外围设备驱动电路电路原理：该电路有3个12A的小继电器和两个20A的大继电器组成。它们分别用来驱动外围设备，分别有换向阀，电加热，外风机还有水泵和压缩机。 第三章系统软件流程图31 主控系统总体软件架构流程图系统初始化CHECK-SELF自检判断INIT-SETUPEEPROM处理响蜂鸣器主程序循环上电复位START-UP自检程序读传感器秒时钟平台运行控制显示处理实时时钟处理主控输出程序故障保护处理按键功能处理软件系统分析：该系统架构是以定时器为中心，同过不同的时间触发不同的周期任务，该系统采用分层的编程方法，一共分为四层，第一层是硬件层，第二层是硬件驱动层，第三层是软件驱动层，最高层就是应用层。该系统所执行的任务大概分为三种，第一种是单次任务，第二种就是周期任务，第三种就是突发
