CN201819428U - 一种太阳能热水器控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能热水器控制装置，包括控制器、水位传感器、温度传感器、光电隔离电路、辅助加热器、水位及状态显示、时间及温度显示、时间及温度设定、键盘电路、时钟接口电路、看门狗电路，所述水位传感器通过缓冲驱动器74LS244把信号输送至控制器，所述控制器采用单片机80C51，单片机80C51的TXD脚通过缓冲驱动器74LS244控制时间及温度设定，单片机80C51的RXD脚通过74LS164位移位寄存器控制时间及温度显示，该装置采用80C51单片机智能控制器，具有提供准确的基准时间及自动检测水位和温度等功能，能为热水器24小时供应热水，控制灵活，性能可靠，实用性强。

Description

一种太阳能热水器控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能热水器控制装置。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，人类对能源的需求也逐渐趋向高水平和高质量化，核能、凤能和太阳能等可再生能源越来越受到人们的关注，许多利用太阳能的产品应运而生，太阳能蓄电池、太阳灶、太阳能热水器等产品已在社会上广泛使用，太阳能热水器以其节约能源且对环境无污染的特点，自问世以来一直深受人们的欢迎。但是，现有的大多数太阳能热水器功能比较单一，控制系统均采用比较陈旧的电气控制系统，并且由各种分工不同的元器件组装而成，其线路连接交错复杂，损耗快、更换频繁、控制不灵活，不仅控制性能欠佳，还存在不同程度的能源浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种采用单片机智能控制的太阳能热水器控制装置。

本实用新型所采用的技术方案是这样的：一种太阳能热水器控制装置，包括控制器、水位传感器、温度传感器、光电隔离电路、辅助加热器、水位及状态显示、时间及温度显示、时间及温度设定、键盘电路、时钟接口电路、看门狗电路，所述水位传感器通过缓冲驱动器74LS244把信号输送至控制器，所述控制器采用单片机80C51，单片机80C51的TXD脚通过缓冲驱动器74LS244控制时间及温度设定，单片机80C51的RXD脚通过74LS164位移位寄存器控制时间及温度显示。

所述键盘电路由单片机80C51的P1串口与双4输入与门74HC21构成中断方式4*4键盘，单片机80C51的串口P1.0-P1.3为行线，串口P1.4-P1.7为列线，行线与双4输入与门74HC21的四个输入端相连，双4输入与门74HC21的输出端与单片机80C51的外部中断INT1相连。

所述时钟接口电路采用时钟芯片DS12887，该芯片采用CMOS技术，把时钟芯片所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部。

所述看门狗电路由两级CD5045芯片组成，使控制器自动复位。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：该装置采用80C51单片机智能控制器，具有提供准确的基准时间及自动检测水位和温度等功能，能为热水器24小时供应热水，控制灵活，性能可靠，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型实施例的系统结构示意图；

图2是本实用新型实施例键盘电路与单片机连接的电路图；

图3是本实用新型实施例时钟电路与单片机接口电路图；

图4是本实用新型实施例水位及状态显示接口电路图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

如图1所示，一种太阳能热水器控制装置，包括控制器1、水位传感器2、温度传感器3、光电隔离电路4、辅助加热器5、水位及状态显示6、时间及温度显示7、时间及温度设定8、键盘电路9、时钟接口电路10、看门狗电路11，所述水位传感器2通过缓冲驱动器74LS244把信号输送至控制器1，所述控制器1采用单片机80C51，单片机80C51的TXD脚通过缓冲驱动器74LS244控制时间及温度设定8，单片机80C51的RXD脚通过74LS164位移位寄存器控制时间及温度显示7。

所述看门狗电路11由两级CD5045芯片组成，用单片机80C51的P1.7作为单稳态触发器的定时脉冲发生端，当单片机80C51的P1.7口线超过一定时间不对CD5045芯片发正脉冲时，系统自动复位。

如图2所示，所述键盘电路9由单片机80C51的P1串口与双4输入与门74HC21构成中断方式4*4键盘，单片机80C51的串口P1.0-P1.3为行线，串口P1.4-P1.7为列线，行线与双4输入与门74HC21的四个输入端相连，双4输入与门74HC21的输出端与单片机80C51的外部中断INT1相连，行列式键盘处理程序较为复杂，当有键按下时双4输入与门74HC21输出端出现低电平请求中断；在中断服务程序中要再次确认是否真有键按下，真有键按下时，再查出是哪个键按下，把该键的键号送入堆栈保护，等待健释放后再将键号弹出A中，该键盘输入处理程序的出口状态是键号在A中。设计中断程序时，先在主程序中将中断系统初始化，并开中断。

如图3所示，所述时钟接口电路10采用时钟芯片DS12887，该芯片采用CMOS技术，把时钟芯片所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部，时钟芯片DS12887芯片具有微功耗、外围接口简单、精度高，工作稳定可靠等优点，模式选择脚MOT接地，选择IN TEL时序，时钟芯片DS12887的高位地址用80C51的P2.4口选择，则时钟芯片DS12887的高8位地址为EFH，而其低8位地址则由芯片内部各单元的地址来决定(00H～80H)，时钟芯片DS12887的中断输出端IRQ接上拉电阻，同单片机80C51中断线1N TO相连，为单片机提供中断信号。SOW端口编程为2Hz方波输出，经二分频后，驱动两个LED发光二极管作为时钟的秒闪烁显示。

如图4所示，蓄水箱水位和温度检测部分是实现温度智能控制的重要环节，只有准确地检测出水位和温度，才能通过软件计算提前开始辅助加热的预加热时间。为了实现辅助加热提前时间的精确计算，本系统采用分段式液位传感器(通过软件来提高精度)，在水位显示上也仍采用分段显示。当水箱中无水时，8个非门均由1M欧姆电阻上拉成高电平，所以图中各“非”门(CD4069)输出均为低电平，LED1～LED8均不亮。当水位高于“非”门1的输入探针时，由于水的导电作用，使“非”门1的输入变为低电平，所以其输出变为高电平，LED点亮，依此类推。随着水位的上升，各“非”门输出相继为高电平，LED依次点亮。这里要注意的是上拉电阻不能选择太小，因为水的电阻在100k8左右，所以上拉电阻选择太小的话，将在水位升高时，无法把“非”门输入端拉成低电平。上拉电阻选择在500k～1M欧姆左右能很好地满足电路的工作要求。为了使单片机80C51随时能够读出当前的水位情况，选用3态8位缓冲器74L S244作为状态输入驱动器。蓄水箱温度检测电路采用DS18B20芯片使其换成脉冲信号，送到单片机80C51的I/O口(编程为计数器工作模式)，通过测量输出脉冲频率的大小来换算成水温高低信号。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种太阳能热水器控制装置，其特征在于：包括控制器(1)、水位传感器(2)、温度传感器(3)、光电隔离电路(4)、辅助加热器(5)、水位及状态显示(6)、时间及温度显示(7)、时间及温度设定(8)、键盘电路(9)、时钟接口电路(10)、看门狗电路(11)，所述水位传感器(2)通过缓冲驱动器74LS244把信号输送至控制器(1)，所述控制器(1)采用单片机80C51，单片机80C51的TXD脚通过缓冲驱动器74LS244控制时间及温度设定(8)，单片机80C51的RXD脚通过74LS164位移位寄存器控制时间及温度显示(7)。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器控制装置，其特征在于：所述键盘电路(9)由单片机80C51的P1串口与双4输入与门74HC21构成中断方式4*4键盘，单片机80C51的串口P1.0-P1.3为行线，串口P1.4-P1.7为列线，行线与双4输入与门74HC21的四个输入端相连，双4输入与门74HC21的输出端与单片机80C51的外部中断INT1相连。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器控制装置，其特征在于：所述时钟接口电路(10)采用时钟芯片DS12887，该芯片采用CMOS技术，把时钟芯片所需的晶振和电池以及相关的电路集成到芯片内部。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能热水器控制装置，其特征在于：所述看门狗电路(11)由两级CD5045芯片组成，使控制器(1)自动复位。

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