CN214581864U - 一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统 - Google Patents

Abstract

一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统，设置有水位检测模块、单片机模块、电源供电模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块，所述水位检测模块、电源供电模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块分别与单片机模块连接，水位检测模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块以及测温模块分别与电源供电模块连接，液晶显示模块与继电器驱动模块连接。该系统能够控制太阳能热水器的水位以及当处于没有太阳的时候进行辅助上水以及辅助加热的功能，同时能够在用户使用的过程中对用户进行提醒，实现太阳能热水器的智能化控制。

Description

一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统

技术领域

本实用新型涉及电路控制技术领域，特别是涉及一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统。

背景技术

社会在不断进步、不断发展的过程中，对地球上的资源的依赖程度也在提高，不可再生资源的储存量在极速减少，如何很好地节约和利用能源，特别是可持续性能源，是人类要面临的一个严峻问题。太阳能取之不尽、用之不竭，而且是绿色清洁能源，使得各国加快对太阳能的利用，催促了各种太阳能转换设备的诞生，太阳能技术得到极速发展，太阳能电池，太阳能汽车、太阳能热水器等新型产品不断出现在市场上，其中太阳能热水器的发展最为广泛。太阳能热水器以廉价、节能的特点受到消费者的青睐，与之相对应的太阳能热水器控制系统也受到人们的关注。在如今人们使用的整体的电路控制系统在安装时候都比较复杂，制作成本高。在其他传统的热水器像烧煤气的热水器、电热水器的相比之下，太阳能热水器的使用更加安全、方便。目前太阳能热水器市场的竞争，市场不够规范，有部分企业用质量差、有瑕疵的产品充当质量好的，这将导致消费者失去这类产品的信任。然而对于太阳能热水器测控仪来说，目前市场上的产品参差不齐，好品质与坏品质难以区分，有的产品只有一两个功能，有的操作很繁杂、有的控制不方便等，即使有的测控仪可以显示水温和水位，但是缺乏温度控制的功能，需要人为地上水加热。如果水温达不到合适的温度，用户将束手无措。还有就是不可能每一天都是晴天，这导致在没太阳照射的时候变得没法使用。

因此，针对现有技术不足，提供一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统以克服现有技术不足甚为必要。

发明内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统，该单片机太阳能热水器测控仪电路系统能够控制太阳能热水器的水位以及当处于没有太阳的时候进行辅助上水以及辅助加热的功能，同时能够在用户使用的过程中对用户进行提醒，实现太阳能热水器的智能化控制，具有使用方便，节能方便用户使用以及降低用户使用成本的特点。

本实用新型的上述目的通过如下技术手段实现。

提供一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统，设置有水位检测模块、单片机模块、电源供电模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块，所述水位检测模块、电源供电模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块分别与单片机模块连接，水位检测模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、时钟电路模块、蜂鸣器驱动模块以及测温模块分别与电源供电模块连接，液晶显示模块与继电器驱动模块连接。

水位检测模块设置有芯片U1、滑动电阻P2、滑动电阻P3、用于插接水位传感器的接口J1、用于插接水位传感器的接口J2、电阻R2以及电阻R3；

单片机模块设置有芯片U3、按压开关K1、晶振Y1、电容C1、电容C2、电容C3以及电阻R1；

电源供电模块设置有滑动电阻P1和芯片U6；

液晶显示模块设置有显示屏LED1、电阻R8以及电阻R9；

继电器驱动模块设置有电阻R10、电阻R11、发光二极管D1、三极管Q2、接口J3、继电器JDQ1、电阻R5、电阻R6、发光二极管D2、三极管Q3、接口J4以及继电器JDQ2；

蜂鸣器驱动模块设置有电阻R12、三极管Q1以及蜂鸣器LS1；

指示灯模块设置有发光二极管D3和电阻R4；

测温模块设置有芯片U4和电阻R7；

时钟电路模块设置有晶振Y2、电池组P4和芯片U2；

按键电路模块设置有按压开关K2、按压开关K3、按压开关K4 以及按压开关K5；

所述滑动电阻P1的1脚与芯片U6的1脚连接，滑动电阻P1 的2脚与滑动电阻P1的3脚连接，滑动电阻P1的2脚接地，芯片U6的3脚分别与芯片U2的1脚、滑动电阻P1的1脚、接口J1 的2脚、电阻R2的一端、芯片U1的8脚、电阻R3的一端、滑动电阻P1的2脚、接口J1的2脚、芯片U3的40脚、芯片U3的31 脚、电阻R8的一端、显示屏LED1的2脚、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极、按压开关K1的2脚、电容C1的正极、电阻 R7的一端、芯片U4的3脚以及蜂鸣器LS1的1脚连接，接口J1 的3脚接地，接口J1的1脚与芯片U1的2脚连接，芯片U1的3 脚与滑动电阻P2的3脚连接，芯片U1的4脚分别与滑动电阻P2 的2脚、滑动电阻P3的1脚连接，芯片U1的4脚接地，芯片U1 的5脚与滑动电阻P3的3脚连接，芯片U1的6脚与接口J2的1 脚连接，接口J2的3脚接地，芯片U1的7脚分别与电阻R3的另一端、芯片U3的17脚连接，芯片U1的1脚分别与电阻R2的另一端、电阻R4的一端、芯片U3的16脚连接，芯片U3的1脚与电阻R10的一端连接，芯片U3的2脚与显示屏LED1的4脚连接，芯片U3的3脚与显示屏LED1的6脚连接，芯片U3的4脚与电阻 R5的一端连接，芯片U3的6脚与芯片U2的7脚连接，芯片U3 的7脚与芯片U2的6脚连接，芯片U3的8脚与芯片U2的5脚连接，芯片U3的9脚分别与按压开关K1的3脚、电容C1的负极以及电阻R1的一端连接，芯片U3的10脚与按压开关K2的3脚连接，芯片U3的11脚与按压开关K3的3脚连接，芯片U3的12脚与按压开关K4的3脚连接，芯片U3的14脚与按压开关K5的3脚连接，芯片U3的18脚分别与晶振Y1的一端、电容C2的一端连接，芯片U3的19脚分别与晶振Y1的另一端、电容C3的一端连接，芯片U3的20脚分别与电容C2的另一端、电容C3的另一端连接，芯片U3的20脚接地，芯片U3的23脚分别与电阻R7的另一端、芯片U4的2脚连接，芯片U3的27脚与电阻R12的一端连接，芯片U3的32脚与显示屏LED1的14脚连接，芯片U3的33 脚与显示屏LED1的13脚连接，芯片U3的34脚与显示屏LED1的 12脚连接，芯片U3的35脚与显示屏LED1的11脚连接，芯片U3 的36脚与显示屏LED1的10脚连接，芯片U3的37脚与显示屏LED1的9脚连接，芯片U3的38脚与显示屏LED1的8脚连接，芯片U3 的39脚与显示屏LED1的7脚连接，电阻R8的另一端分别与电阻 R9的一端、显示屏LED1的3脚连接，电阻R9的另一端接地，显示屏LED1的1脚接地，显示屏LED1的5脚接地，显示屏LED1的 16脚接地，电阻R10的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管 Q2的集电极分别与二极管D1的正极、继电器JDQ1的2脚连接，二极管D1的负极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端接地，继电器JDQ1的3脚与接口J3的1脚连接，继电器JDQ1的1脚接地，继电器JDQ1的5脚与接口J3的2脚连接，电阻R5的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极分别与二极管D2的正极、继电器JDQ2的2脚连接，二极管D2的负极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，继电器JDQ2的3脚与接口J4的 1脚连接，继电器JDQ2的1脚接地，继电器JDQ2的5脚与接口 J4的2脚连接，电阻R4的另一端与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极接地，电阻R12的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极与蜂鸣器LS1的2脚连接，三极管Q1的集电极接地，芯片U4的1脚接地，电阻R1的另一端与按压开关K2的2脚连接，电阻R1的另一端接地，按压开关K3的2脚与按压开关 K2的1脚连接，按压开关K3的1脚与按压开关K4的2脚连接，按压开关K4的1脚与按压开关K5的2脚连接，芯片U2的2脚与晶振Y2的一端连接，芯片U2的3脚与晶振Y2的另一端连接，芯片U2的4脚接地，芯片U2的8脚与电池组P4的正极连接，电池组P4的负极接地。

芯片U3设置为STC89C52。

继电器JDQ1和继电器JDQ2分别设置为JDQ-DC5。

芯片U2设置为DS1302。

芯片U4设置为DS18B20。

芯片U1设置为LM393电压比较器。

显示屏LED1设置为LCD1602液晶屏。

本实用新型的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，设置有水位检测模块、单片机模块、电源供电模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块，所述水位检测模块、电源供电模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块分别与单片机模块连接，水位检测模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块以及测温模块分别与电源供电模块连接，液晶显示模块与继电器驱动模块连接,使用时通过将水位检测检测水位信息，以单片机模块为核心来设计太阳能热水器测控仪，通过测温模块来实时检测水温和通过水位检测模块检测水位的高低，通过设置的由蜂鸣器驱动模块、指示灯模块组成的声光报警电路，当水位和水温达到某一设定值时，蜂鸣器驱动模块就会响，指示灯模块会熄灭，提醒用户供水是否正常，水温是否达到自己想要的。并通过继电器驱动模块进行辅助加热以及辅助上水的开关控制，测温模块、水位检测模块分别将水温和水位的信号经过A/D转换后送入单片机模块，再通过单片机模块来实现对水温、水位的智能化控制。该单片机太阳能热水器测控仪电路系统能够控制太阳能热水器的水位以及当处于没有太阳的时候进行辅助上水以及辅助加热的功能，同时能够在用户使用的过程中对用户进行提醒，实现太阳能热水器的智能化控制，具有使用方便，节能方便用户使用以及降低用户使用成本的特点。

附图说明

利用附图对本实用新型作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的结构示意图。

图2是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的水位检测模块电路示意图。

图3是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的单片机模块与按键电路模块连接的电路示意图。

图4是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的电源供电模块的电路示意图。

图5是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的液晶显示模块与继电器驱动模块连接的电路示意图。

图6是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的蜂鸣器驱动模块的电路示意图。

图7是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的指示灯模块的电路示意图。

图8是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的测温模块的电路示意图。

图9是本实用新型一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统的时钟电路模块的电路示意图。

在图1至图9中，包括：

水位检测模块100、单片机模块200、电源供电模块300、液晶显示模块400、继电器驱动模块500、蜂鸣器驱动模块600、指示灯模块700、测温模块800、时钟电路模块900、按键电路模块 201。

具体实施方式

结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1。

一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统，如图1所示，设置有水位检测模块100、单片机模块200、电源供电模块300、液晶显示模块400、继电器驱动模块500、蜂鸣器驱动模块600、指示灯模块700、测温模块800、时钟电路模块900以及按键电路模块201，所述水位检测模块100、电源供电模块300、继电器驱动模块500、蜂鸣器驱动模块600、指示灯模块700、测温模块800、时钟电路模块900以及按键电路模块201分别与单片机模块200 连接，水位检测模块100、液晶显示模块400、继电器驱动模块500、时钟电路模块900、蜂鸣器驱动模块600以及测温模块800分别与电源供电模块300连接，液晶显示模块400与继电器驱动模块500连接。

具体的，如图2所示，上述水位检测模块100设置有芯片U1、滑动电阻P2、滑动电阻P3、用于插接水位传感器的接口J1、用于插接水位传感器的接口J2、电阻R2以及电阻R3；具体的，上述芯片U1设置为LM393电压比较器。利用LM393电压比较器，引脚 4接地，引脚8接电源。引脚1、2、3是检测下水位，引脚5、6、 7是检测上水位。通过比较引脚2和引脚3的电压大小，当引脚2 的电压高于引脚3时，引脚1会输出低电平，引脚3采集电位器进行分压，相当于寄存电压，引脚2连接水位传感器，当水位传感器接触到水时，电压大大升高，此时引脚2的电压高于引脚3，引脚1则输出低电平，缺水指示灯会熄灭掉，检测到有水。当引脚2的电压低于引脚3时，引脚1输出高电平，与上拉电阻相连接，缺水指示灯会亮起，检测到缺水。上水位的检测原理跟下水位是一样的，通过引脚5、6的电压进行比较，当引脚6的电压高于5时，引脚7会输出低电平，检测到满水。水位传感器属于本领域内的常识，同时属于可以在市场中直接购买到的工业产品，在使用时直接通过插接即可完成使用功能，因此具体的型号以及工作原理就不再赘述。

具体的，如图3所示，上述单片机模块200设置有芯片U3、按压开关K1、晶振Y1、电容C1、电容C2、电容C3以及电阻R1；上述芯片U3设置为STC89C52。STC89C52是新一代高性能、低功耗、超强抗干扰的单片机，它的指令代码可以跟其他51单片机兼容。

其主要特性如下：

(1)是其他51系列单片机的增强版，指令代码兼容，可选择6时钟周期或者12时钟周期。

(2)5V单片机的工作电压是3.3至5.5V；3V单片机的工作电压是2 至3.8V。

(3)它的工作频率区间是0到40MHZ。

(4)8K字节程序存储空间

(5)512字节数据存储空间

(6)通用I/O口(32个)，复位之后：P1-P4端口是准双向口，P0 端口是漏极开路输出，实现总线扩展功能时，不需要加上拉电阻，但是作为I/O端口用时，要加一个上拉电阻。

(7)ISP或者IAP都不需要专用得编程器和仿真器，可以通过串口 (RxD或TxD)直接下载用户程序。

(8)拥有4KB的EEPROM功能。

(9)它的工作温度区间为-40至85℃。

(10)一共有3个16位定时器/计数器T0、T1、T2。

(11)4个外部中断，下降沿中断或低电平触发电路。

(12)通用异步串行口，还可以使用定时器软件实现多个 UART。

(13)看门狗功能

(14)PDIP封装

它的工作模式有三种：掉电模式、空闲模式、正常工作模式。

它的看门狗功能在缺省时关闭，启动后则无法关闭。此系列单片机的P4端口地址为E8H，并有2个附加的外部中断， P4.2/INT3,P4.3/INT2。在系统正常工作时，通过定时器设置产生脉冲，将该脉冲信号送入“看门狗”电路“喂狗”，“看门狗”在定时“吃到”脉冲的情况下，不产生复位的操作。当系统出现异常时，不能再定时向“看门狗”提供定时脉冲“喂狗”时，自动产生复位信号，通过硬件驱动复位，从而，使“跑飞”或陷入死循环的CPU重新运行程序，摆脱由于干扰而造成系统异常的状态。其中在单片机模块200中包含了由晶振Y1、电容C2以及电容C3 组成的晶振电路。

单片机模块200中还包含了由按压开关K1、电阻R1以及电容C1组成的复位电路

晶振电路提供了系统所需要的时钟信号，保证了单片机的微操作在一个统一的时钟控制下正确执行。引脚18和引脚19是晶振引脚，晶振振荡器与电容C2以及电容C3组成并联谐振电路，从而产生时钟信号。振荡频率越高，运行速度越快。其中电容C2 以及电容C3帮助振荡器起振，它的大小直接影响着振荡器的频率及稳定性、起振的速度还有温度特性。为了减小寄生电容，在设计电路板时，振荡器和电容的安装尽量挨着单片机，更好地保障振荡器稳定地工作。

复位电路：有两种产生方式其中包括上电复位和按键复位。产生复位的条件是：在RST引脚出现满足复位时间要求的高电平状态，该时间等于系统时钟振荡周期建立时间再加2个机器周期时间(一般不小于10ms)，上电复位是利用阻容充电电路实现的，在上电瞬间，RST端的电位跟VCC相同，随着充电电路的减少，RST 端的电位将逐渐下降，要使RC＝τ大于复位时间才可保证上电复位得到产生^[15]。复位端引脚上可以接一个去耦电容来防止内部寄存器错误复位。需要解释的是，如果复位时间过长，系统将陷入死循环。按键复位是利用电阻分压电路实现的，当按键压下时，串联电阻R1上的分压可使RST端产生高电平，按键抬起时产生低电平，但要保证按键动作的复位脉冲宽度大于复位时间才能产生复位。

本设计采用上电复位和按键复位整合一起的复合复位法。

具体的，如图4所示，上述电源供电模块300设置有滑动电阻P1和芯片U6；芯片U6设置为芯片CW7805，首先220V的供电电压要通过桥式整流后进入滤波电路，再经过稳压芯片CW7805输出+5V电压进而为整体系统进行供电。在使用时也可以通过调节使用现有技术中直接提供+5V电压为整体系统进行供电。具体的供电方式作为本领域内普通技术人员的公知常识，就不再赘述。

具体的，上述如图5所示，液晶显示模块400设置有显示屏 LED1、电阻R8以及电阻R9；具体的，上述显示屏LED1设置为LCD1602液晶屏。使用LCD1602液晶屏，可以实时显示水箱的温度、可以设置水位或者温度的上下限以及可以设定加热的开始时间和终止加热时间。LCD液晶显示器的优点如下：显示质量高，画面柔和不伤眼，采用数字式接口、它的体积小、机身薄轻、耗能低，所以在每一个电子领域的仪器仪表当中，几乎都能见到它的身影。本设计中采用LCD液晶屏JHD162A，组成显示电路，主要用来显示实时时间和水温。

它的技术参数如下：显示16×2个字符，工作电压区间是4.5 至5.5V，工作的电流是2.0mA，其最佳工作电压是5V，它显示的字符尺寸为2.95×4.35(W×H)mm。

引脚功能说明：1602LCD液晶显示屏使用标准的14脚(无背光) 或者16脚(带背光)接口，各引脚接口说明见附录的表4.4.1所示。

具体的，上述继电器驱动模块500设置有电阻R10、电阻R11、发光二极管D1、三极管Q2、接口J3、继电器JDQ1、电阻R5、电阻R6、发光二极管D2、三极管Q3、接口J4以及继电器JDQ2；继电器JDQ1和继电器JDQ2分别设置为JDQ-DC5。继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片组成，其中触点只相当于开关，5端口是常开端，4端口是常闭端。

在使用时继电器驱动模块500分别对应的功能为辅助加热以及辅助上水，使用时可以通过将电加热棒、水控阀门分别对应插接在接口J3和接口J4上，至于插接的方式属于本领域内普通技术人员的公知常识，具体结构特征就不再赘述。将电加热棒、水控阀门安装完成后就对应完成了相应的辅助加热以及辅助上水功能。

具体的，如图6所示，上述蜂鸣器驱动模块600设置有电阻 R12、三极管Q1以及蜂鸣器LS1；使用PNP三极管9012，进行驱动控制，用单片机控制引脚P2.6控制报警器工作，当P2.6口为低电平，基极得到低电平，三极管导通，蜂鸣器就会实现报警功能。

具体的，如图7所示，上述指示灯模块700设置有发光二极管D3和电阻R4；

具体的，如图8所示，上述测温模块800设置有芯片U4和电阻R7；具体的，上述芯片U4设置为DS18B20。采用DS18B20温度传感器，来测量实时水箱温度,连接单片机的P2.2端口作为数据输入。它适用在各种狭窄空间设备数字测温和控制领域，它在与单片机连接时，只需要一个口线即可实现双向通讯，它的测温工作区间是－55℃到+125℃,固有的测温分辨率0.5℃。另外，它还支持多点组网功能，多个传感器可以并联在唯一的三线上，实现多点测温，大大提高了系统的抗干扰性，能在3V～5.5V的电源下正常工作，因此温度传感器DS18B20很适合在远距离、多个测量点的温度检测系统。它还有一个优点是，在系统断电的时候，通过EFPROM存储数据，用户的操作记录会依然被保存下来，比如说设定的分辨率、警报温度的设定等。

当测温模块800检测到水温超过某设定值时，蜂鸣器驱动模块600触发，蜂鸣器响起，加热指示灯(绿色)熄灭，继电器断电，表示加热完成；如果检测到水温低于某设定值时，蜂鸣器响起，加热指示灯(绿色)亮起，表示开始加热。

具体的，如图9所示，上述时钟电路模块900设置有晶振Y2、电池组P4和芯片U2，上述芯片U2设置为DS1302。电池组P4为备用电源，使用DS1302时钟芯片，它有涓流充电能力，可以提供时分秒、年月日等时间信息。它拥有31个字节数据存储RAM，采用串行I/O口通信方式，在2至5.5V内正常工作，芯片U2采用双电源供电，当来自电源供电模块300供电的主电源比备用电源高0.2V时，由主电源供电，否则采用备用电源，备用电源一般是一个纽扣电池。芯片U2功耗很低，一共有8个引脚，其中VCC2 是主电源引脚，VCC1是备用电源引脚，X1跟X2之间需要连上一个频率为32.768K的晶振，即使用内部时钟方式，为芯片DS1602 的时序提供一个基准，晶振Y2的引脚负载电容为6pF，若接有源晶振，则连到X1上，X2悬空。CE为输入引脚，当读写时，引脚必须高电平。SCLK是用来作为通信的时钟信号。具体的，上述按键电路模块201设置有按压开关K2、按压开关K3、按压开关K4 以及按压开关K5；本设计采用独立式按键，每个按键单独占用一个I/O引脚，I/O引脚的高低电平反映了对应按键的状态。

按键电路模块201通过输入信号以低电平有效，独立式按键采用查询式的结构。首先会逐位查询每个I/O端的输入状态，如果检测到信号为低电平，表示该按键已被按下，然后单片机执行该按键被按下的控制程序命令。

具体的，上述滑动电阻P1的1脚与芯片U6的1脚连接，滑动电阻P1的2脚与滑动电阻P1的3脚连接，滑动电阻P1的2脚接地，芯片U6的3脚分别与芯片U2的1脚、滑动电阻P1的1脚、接口J1的2脚、电阻R2的一端、芯片U1的8脚、电阻R3的一端、滑动电阻P1的2脚、接口J1的2脚、芯片U3的40脚、芯片U3的31脚、电阻R8的一端、显示屏LED1的2脚、三极管Q2 的发射极、三极管Q3的发射极、按压开关K1的2脚、电容C1的正极、电阻R7的一端、芯片U4的3脚以及蜂鸣器LS1的1脚连接，接口J1的3脚接地，接口J1的1脚与芯片U1的2脚连接，芯片U1的3脚与滑动电阻P2的3脚连接，芯片U1的4脚分别与滑动电阻P2的2脚、滑动电阻P3的1脚连接，芯片U1的4脚接地，芯片U1的5脚与滑动电阻P3的3脚连接，芯片U1的6脚与接口J2的1脚连接，接口J2的3脚接地，芯片U1的7脚分别与电阻R3的另一端、芯片U3的17脚连接，芯片U1的1脚分别与电阻R2的另一端、电阻R4的一端、芯片U3的16脚连接，芯片U3的1脚与电阻R10的一端连接，芯片U3的2脚与显示屏LED1 的4脚连接，芯片U3的3脚与显示屏LED1的6脚连接，芯片U3的4脚与电阻R5的一端连接，芯片U3的6脚与芯片U2的7脚连接，芯片U3的7脚与芯片U2的6脚连接，芯片U3的8脚与芯片 U2的5脚连接，芯片U3的9脚分别与按压开关K1的3脚、电容 C1的负极以及电阻R1的一端连接，芯片U3的10脚与按压开关 K2的3脚连接，芯片U3的11脚与按压开关K3的3脚连接，芯片 U3的12脚与按压开关K4的3脚连接，芯片U3的14脚与按压开关K5的3脚连接，芯片U3的18脚分别与晶振Y1的一端、电容 C2的一端连接，芯片U3的19脚分别与晶振Y1的另一端、电容 C3的一端连接，芯片U3的20脚分别与电容C2的另一端、电容 C3的另一端连接，芯片U3的20脚接地，芯片U3的23脚分别与电阻R7的另一端、芯片U4的2脚连接，芯片U3的27脚与电阻 R12的一端连接，芯片U3的32脚与显示屏LED1的14脚连接，芯片U3的33脚与显示屏LED1的13脚连接，芯片U3的34脚与显示屏LED1的12脚连接，芯片U3的35脚与显示屏LED1的11脚连接，芯片U3的36脚与显示屏LED1的10脚连接，芯片U3的37 脚与显示屏LED1的9脚连接，芯片U3的38脚与显示屏LED1的8 脚连接，芯片U3的39脚与显示屏LED1的7脚连接，电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端、显示屏LED1的3脚连接，电阻R9 的另一端接地，显示屏LED1的1脚接地，显示屏LED1的5脚接地，显示屏LED1的16脚接地，电阻R10的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极分别与二极管D1的正极、继电器 JDQ1的2脚连接，二极管D1的负极与电阻R11的一端连接，电阻 R11的另一端接地，继电器JDQ1的3脚与接口J3的1脚连接，继电器JDQ1的1脚接地，继电器JDQ1的5脚与接口J3的2脚连接，电阻R5的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极分别与二极管D2的正极、继电器JDQ2的2脚连接，二极管D2的负极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，继电器JDQ2的 3脚与接口J4的1脚连接，继电器JDQ2的1脚接地，继电器JDQ2 的5脚与接口J4的2脚连接，电阻R4的另一端与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极接地，电阻R12的另一端与三极管Q1 的基极连接，三极管Q1的发射极与蜂鸣器LS1的2脚连接，三极管Q1的集电极接地，芯片U4的1脚接地，电阻R1的另一端与按压开关K2的2脚连接，电阻R1的另一端接地，按压开关K3的2脚与按压开关K2的1脚连接，按压开关K3的1脚与按压开关K4 的2脚连接，按压开关K4的1脚与按压开关K5的2脚连接，芯片U2的2脚与晶振Y2的一端连接，芯片U2的3脚与晶振Y2的另一端连接，芯片U2的4脚接地，芯片U2的8脚与电池组P4的正极连接，电池组P4的负极接地。

单片机STC89C52在启动时需要通过按压开关K1进行复位，使系统各部分器件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。采用独立式按键逐位查询。其中，按压开关K2、按压开关K3、按压开关K4、按压开关K5分别对应整体系统的设置键、加键、减键、确定键，依次实现单片机通过对各个模块的控制，实现各部分的功能。采用LCD1602液晶显示实时水箱的温度、设定值的上下限温度还有实时时钟的显示。采用DS18B20温度传感器测量温度和水位传感器检测水位高低，利用继电器驱动模块500实现自动上水加热。

本实施的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，设置有水位检测模块、单片机模块、电源供电模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块，所述水位检测模块、电源供电模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块分别与单片机模块连接，水位检测模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块以及测温模块分别与电源供电模块连接，液晶显示模块与继电器驱动模块连接,使用时通过将水位检测检测水位信息，以单片机模块为核心来设计太阳能热水器测控仪，通过测温模块来实时检测水温和通过水位检测模块检测水位的高低，通过设置的由蜂鸣器驱动模块、指示灯模块组成的声光报警电路，当水位和水温达到某一设定值时，蜂鸣器驱动模块就会响，指示灯模块会熄灭，提醒用户供水是否正常，水温是否达到自己想要的。并通过继电器驱动模块进行辅助加热以及辅助上水的开关控制，测温模块、水位检测模块分别将水温和水位的信号经过A/D转换后送入单片机模块，再通过单片机模块来实现对水温、水位的智能化控制。该单片机太阳能热水器测控仪电路系统能够控制太阳能热水器的水位以及当处于没有太阳的时候进行辅助上水以及辅助加热的功能，同时能够在用户使用的过程中对用户进行提醒，实现太阳能热水器的智能化控制，具有使用方便，节能方便用户使用以及降低用户使用成本的特点。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：设置有水位检测模块、单片机模块、电源供电模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块，所述水位检测模块、电源供电模块、继电器驱动模块、蜂鸣器驱动模块、指示灯模块、测温模块、时钟电路模块以及按键电路模块分别与单片机模块连接，水位检测模块、液晶显示模块、继电器驱动模块、时钟电路模块、蜂鸣器驱动模块以及测温模块分别与电源供电模块连接，液晶显示模块与继电器驱动模块连接。

2.根据权利要求1所述的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：水位检测模块设置有芯片U1、滑动电阻P2、滑动电阻P3、用于插接水位传感器的接口J1、用于插接水位传感器的接口J2、电阻R2以及电阻R3；

单片机模块设置有芯片U3、按压开关K1、晶振Y1、电容C1、电容C2、电容C3以及电阻R1；

电源供电模块设置有滑动电阻P1和芯片U6；

液晶显示模块设置有显示屏LED1、电阻R8以及电阻R9；

继电器驱动模块设置有电阻R10、电阻R11、发光二极管D1、三极管Q2、接口J3、继电器JDQ1、电阻R5、电阻R6、发光二极管D2、三极管Q3、接口J4以及继电器JDQ2；

蜂鸣器驱动模块设置有电阻R12、三极管Q1以及蜂鸣器LS1；

指示灯模块设置有发光二极管D3和电阻R4；

测温模块设置有芯片U4和电阻R7；

时钟电路模块设置有晶振Y2、电池组P4和芯片U2；

按键电路模块设置有按压开关K2、按压开关K3、按压开关K4以及按压开关K5；

所述滑动电阻P1的1脚与芯片U6的1脚连接，滑动电阻P1的2脚与滑动电阻P1的3脚连接，滑动电阻P1的2脚接地，芯片U6的3脚分别与芯片U2的1脚、滑动电阻P1的1脚、接口J1的2脚、电阻R2的一端、芯片U1的8脚、电阻R3的一端、滑动电阻P1的2脚、接口J1的2脚、芯片U3的40脚、芯片U3的31脚、电阻R8的一端、显示屏LED1的2脚、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极、按压开关K1的2脚、电容C1的正极、电阻R7的一端、芯片U4的3脚以及蜂鸣器LS1的1脚连接，接口J1的3脚接地，接口J1的1脚与芯片U1的2脚连接，芯片U1的3脚与滑动电阻P2的3脚连接，芯片U1的4脚分别与滑动电阻P2的2脚、滑动电阻P3的1脚连接，芯片U1的4脚接地，芯片U1的5脚与滑动电阻P3的3脚连接，芯片U1的6脚与接口J2的1脚连接，接口J2的3脚接地，芯片U1的7脚分别与电阻R3的另一端、芯片U3的17脚连接，芯片U1的1脚分别与电阻R2的另一端、电阻R4的一端、芯片U3的16脚连接，芯片U3的1脚与电阻R10的一端连接，芯片U3的2脚与显示屏LED1的4脚连接，芯片U3的3脚与显示屏LED1的6脚连接，芯片U3的4脚与电阻R5的一端连接，芯片U3的6脚与芯片U2的7脚连接，芯片U3的7脚与芯片U2的6脚连接，芯片U3的8脚与芯片U2的5脚连接，芯片U3的9脚分别与按压开关K1的3脚、电容C1的负极以及电阻R1的一端连接，芯片U3的10脚与按压开关K2的3脚连接，芯片U3的11脚与按压开关K3的3脚连接，芯片U3的12脚与按压开关K4的3脚连接，芯片U3的14脚与按压开关K5的3脚连接，芯片U3的18脚分别与晶振Y1的一端、电容C2的一端连接，芯片U3的19脚分别与晶振Y1的另一端、电容C3的一端连接，芯片U3的20脚分别与电容C2的另一端、电容C3的另一端连接，芯片U3的20脚接地，芯片U3的23脚分别与电阻R7的另一端、芯片U4的2脚连接，芯片U3的27脚与电阻R12的一端连接，芯片U3的32脚与显示屏LED1的14脚连接，芯片U3的33脚与显示屏LED1的13脚连接，芯片U3的34脚与显示屏LED1的12脚连接，芯片U3的35脚与显示屏LED1的11脚连接，芯片U3的36脚与显示屏LED1的10脚连接，芯片U3的37脚与显示屏LED1的9脚连接，芯片U3的38脚与显示屏LED1的8脚连接，芯片U3的39脚与显示屏LED1的7脚连接，电阻R8的另一端分别与电阻R9的一端、显示屏LED1的3脚连接，电阻R9的另一端接地，显示屏LED1的1脚接地，显示屏LED1的5脚接地，显示屏LED1的16脚接地，电阻R10的另一端与三极管Q2的基极连接，三极管Q2的集电极分别与二极管D1的正极、继电器JDQ1的2脚连接，二极管D1的负极与电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端接地，继电器JDQ1的3脚与接口J3的1脚连接，继电器JDQ1的1脚接地，继电器JDQ1的5脚与接口J3的2脚连接，电阻R5的另一端与三极管Q3的基极连接，三极管Q3的集电极分别与二极管D2的正极、继电器JDQ2的2脚连接，二极管D2的负极与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，继电器JDQ2的3脚与接口J4的1脚连接，继电器JDQ2的1脚接地，继电器JDQ2的5脚与接口J4的2脚连接，电阻R4的另一端与二极管D3的正极连接，二极管D3的负极接地，电阻R12的另一端与三极管Q1的基极连接，三极管Q1的发射极与蜂鸣器LS1的2脚连接，三极管Q1的集电极接地，芯片U4的1脚接地，电阻R1的另一端与按压开关K2的2脚连接，电阻R1的另一端接地，按压开关K3的2脚与按压开关K2的1脚连接，按压开关K3的1脚与按压开关K4的2脚连接，按压开关K4的1脚与按压开关K5的2脚连接，芯片U2的2脚与晶振Y2的一端连接，芯片U2的3脚与晶振Y2的另一端连接，芯片U2的4脚接地，芯片U2的8脚与电池组P4的正极连接，电池组P4的负极接地。

3.根据权利要求2所述的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：芯片U3设置为STC89C52。

4.根据权利要求3所述的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：继电器JDQ1和继电器JDQ2分别设置为JDQ-DC5。

5.根据权利要求4所述的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：芯片U2设置为DS1302。

6.根据权利要求5所述的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：芯片U4设置为DS18B20。

7.根据权利要求6所述的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：芯片U1设置为LM393电压比较器。

8.根据权利要求7所述的单片机太阳能热水器测控仪电路系统，其特征在于：显示屏LED1设置为LCD1602液晶屏。

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