随着我国经济水平的不断提高，民众对生活质量的追求也在不断进步，对于现代家庭而言，热水器成为了必备的生活电器。目前市面上的电器主要是电热水器、燃气热水器以及太阳能热水器。就能源节约性能而言，太阳能热水器占据了绝对优势，这也将其功能单一且操作繁琐的劣势暴露出来。为解决这些现象，我们对基于单片机的太阳能热水器进行分析研究，在控制系统设计方面寻找更好的设计方案。
引言：太阳能热水器设计是以单片机AT89C52为核心控制器，通过该控制器将监测的水位、水温等信息进行运算处理，传送到单片机中。单片机的工作机制会生成两方面的工作指令。一是将检测到的基础信息在可视化框中显示出来，使使用者直观的了解到水温与存水量。二是将现有的水温水量等数据进行运算比较，根据运算的结果与标准值比对后下达工作指令，保证热水器的正常工作。
1 系统设计
1.1 系统的设计理念
针对单片机的太阳能热水器，我们采取自动控制系统，对水温、水位等数据进行监测，以确保其正常工作。
1) 水温显示
针对常规的太阳能热水器而言，一般会在点阵型液晶模块中显示水温，水温的标准范围一般在0 摄氏度到 99 摄氏度之间，而针对这种电子类产品，我们没有办法十分精确，所以允许存在几摄氏度的误差。
2) 水位显示
与水温显示相同的，热水器的存水量也是可以检测的。对目前市面上的太阳能热水器控制系统产品，本设计精度更高，水温、水位显示更详细。
1.2 硬件设计
太阳能热水器因利用节约型能源太阳能进行工作被认可，另外因其有无污染、使用方便、节约能源且经济成本低的优势，所以许多家庭选择太阳能热水器作为家庭使用的重要电器。本文中，单片机的太阳能热水器通过单片机AT89C52 为核心控制器将监测的水位、水温等信息进行运算处理，传送到单片机中。单片机的工作机制会生成两方面的工作指令。一是将检测到的基础信息在可视化框中显示出来，使使用者直观的了解到水温与存水量。二是将现有的水温水量等数据进行运算比较，根据运算的结果与标准值比对后下达工作指令，保证热水器的正常工作。
1.3 系统总体结构框架图的布局
太阳能热水器控制器主要由温度水位数据采集模块、单片机控系统和键盘显示电路及电机控制部分组成。我们选择性价比较高的单片机进行实验设计，制作软件核心控制系统。除作为主要控制系统的单片机外，我们还需选择性价比较高的传感系统，将水压产生的信号转化为电信号，最终转化为数据显示在点阵型液晶模块上。系统框图如图1 所示。
2 控制系统设计
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计主要包括以下几部分：
2.1 温度监测电路设计布局
对于太阳能热水器而言，温度的管控是十分重要的。若想实现自动控制系统发布指令性内容对水温进行调节，必须确保水温的精准度以确保使用者的安全。温度监测部分的性能好坏直接影响系统的性能，基于单片机的太阳能热水器控制系统设计的温度检测部分，采用的是温度传感器DS18B20 ，通过温度检测电路对温度进行检测后，可以进一步对温度进行控制，利用电阻的大小来模拟相应 的温度，通过调节电阻的大小来模拟温度的高低，利用ADC0831对电阻值的大小进行转换，转换后降数据传递至单片机，调节滑动电阻器改变电阻的大小，利用电阻的大小来模拟温度的高低。
2.2 水位控制电路设计
在水位控制电路中，利用电阻的大小来模拟水位的高低，对于电阻值的A/D转换，选用的是 ADC0803 ，和温度控制电路一样，也是通过调节滑动电阻器来改变电阻的大小，利用电阻值的大小来模拟水位的不同档位。
2.3 基于单片机控制系统的太阳能热水器
单片机作为节约型的太阳能热水器的核心控件，在选 择时需要考虑各方面因素。目前市面上的单片机中种类众多，但时能够兼顾低成本、高体验且实用效果较强的高性价比机器确实不容易。部
分单片机虽然上手友好且实用较强但其经济成本颇高，有些价格优惠但使用体验较差，如 8301 单片机的电路复杂，便不符合便捷体验的要求。鉴于此，基于单片机控制系统的太阳能热水器以性价比较高的单片机AT89C52为核心控制器，进行广泛应用。
3 软件部分设计程序流程图设计
软件程序设计主要有 A/D 转换程序设计以及LCD1602 液晶显示的程序程序设计。其中，LCD1602 的程序设计包括写命令程序、写数据程序、初始化程序以及显示程序，现主要介绍DS18B20 的初始化程序、1602 的初始化程序和显示程序。系统主程序流程图如图2 所示。
4 基于单片机的太阳能热水器控制系统设计的分析
基于单片机的太阳能热水器是一款软硬件相适配的电子系统，他启用较为低配版的核心处理器，对热水器的水温进行实时监控，对不同水位挡位进行跟踪检测，点阵型液晶模块面板同步显示数据。针对上文中的分析，我们得出：
首先，基于单片机的太阳能热水器控制系统设计采取低配置但高性 价比的核心单片机进行工作，其运行速度高、却小巧不占用空间，但在市场终端的表现良好，在众多太阳能热水器中，既能实现水温的可控可视化，又能对存水档位进行手动控制，满足绝大多数消费者的需求。其次，单片机是以较高的性价比为优势，只要环境不是过于不好的区域，均可以使用这款热水器。再次，太阳能热水器一般都具有操作复杂、功能单一的不足，但是该款基于单片机的太阳能热水器简化了电路设计，在保障安全系数的同时，提升了软件的便利度，便于操作，体验友好。最后，就是该太阳能热水器还增添了许多模块，不仅能够看到水温水量，还能进行自动化控制，可以使太阳能热水器的智能化大大提高。
5 总结
基于单片机的太阳能热水器控制系统设计是利用单片机为核心，控制水温、水位以及可视化模块，具有结构合理、操作方便、性能可靠、运行稳定等多方面的优点。这与说明我国的技术水平正在不断攀升，站在资源节约的角度上，该热水器是我国绿色环保型产业开端，以后会有更多的能源型系统为环保事业做出贡献。
