基于单片机的太阳能热水器自动加水设计-开题报告-文献综述-参考文献

太阳能热水器的发展现状

随着我国国民经济的快速正在和人民生活品质的提升，居民对生活热水的需求十分强烈，太阳能热水器市场有着突飞猛进的发展。我国太阳能资源非常丰富，太阳能年辐照总量大于5000MJ/m2，全国年地表吸收的太阳能相当于1.7亿万吨标准煤，相当于我国年消耗能源总量的1000多倍。太阳能热水器是可再生能源技术领域商业化最高、推广应用最普遍的技术之一。我国制定并实施了一批相关标准，产品质量正在不断完善，技术也取得很大进步。随着人们生活水平的提高，太阳能热水器市场在全国范围内进一步得到培育和扩大。

太阳能热水器种类繁多，按照太阳能集热器种类来区分，可分为真空管式和平板式；按照结构区分，可分为一体式和分体式；按照制作工艺区分，可分为承 压式和非承压式。按承压式样不同区分，可分为一体承压式和分体承压式。按非 承压式给水方式不同区分，可分为手动上水和自动上水。按一体承压式热转换不 同区分，可以分为储热水箱承压换热和热水管网承压换热。按分体承压式储水箱 数量不同区分， 可分为单个换热和组合换热。不同的太阳能热水器适合不同的住 宅建筑和不同的使用要求。例如：非承压式手动上水，价格低、安装方便，适用 于多层建筑顶层且对热水温度要求不高者使用；非承压式自动上水，可保证太阳 能热水器热水箱内有足够的水，避免手动上水太阳能热水器热水箱内热水用完忘了上水，使太阳能热水器无法产热水。一体承压式太阳能热水器适用排屋、别墅、多层农居对热水水温水压要求高者使用。分体承压式太阳能热水器适合排屋、别墅、农居小区、多层住宅、小高层住宅等对热水水温水压要求高并满足建筑美学要求者使用。

单片机的发展与应用

单片机是指在一个集成芯片中，集成微处理器(CPU)、定时、计数器、存储器、通信部件和基本的I/O接口，即在一个芯片上实现一台微型计算机的基本功能。单片机作为当前技术条件支持下，是最为典型的嵌入式系统之一，其在推动电子技术功能性与专业性发展方面起到了极为显著的功效。在家用电器中，工业控制领域中，医疗卫生领域中以及智能仪器仪表中等，都能见到单片机的身影。例如将单片机和液晶显示模块将仪表改造为智能化的高精度温差检测仪；运用单片机对步进电机进行控制；与超声波检测元件结合，制作超声波液位仪、测距仪，使测量不受光线、电磁波、粉尘等影响；与压力传感器结合，可以形成各种压力检测装置，比如轮胎压力监测系统；与手机结合，所构成的应用系统有着广阔的应用空间，尤其是在在远程数据传输，远程控制领域。

单片机的种类繁多，从8位、16位到32位，已数不胜数。纵观单片机的发展过程,可以预示单片机的发展趋势 。

1、低功耗CMOS化 

MCS-51系列的8031推出时的功耗达630mW,而现在的单片机普遍都在100mW左右,随着对单片机功耗要求越来越低,现在的各个单片机制造商基本都采用了CMOS(互补金属氧化物半导体工艺)。80C51就采用了HMOS(即高密度金属氧化物半导体工艺)和CHMOS(互补高密度金属氧化物半导体工艺)。CMOS虽然功耗较低,但由于其物理特征决定其工作速度不够高,而CHMOS则具备了高速和低功耗的特点,这些特征,更适合于在要求低功耗,电池供电的应用场合。所以这种工艺将是今后一段时期单片机发展的主要途径。 

2、微型单片化 

现在常规的单片机普遍都是将中央处理器(CPU)、随机存取数据存储(RAM)、只读程序存储器(ROM)、并行和串行通信接口,中断系统、定时电路、时钟电路集成在一块单一的芯片上,增强型的单片机集成了如A/D转换器、PMW(脉宽调制电路)、WDT(看门狗)、有些单片机将LCD(液晶)驱动电路都集成在单一的芯片上,这样单片机包含的单元电路就更多,功能就越强大。甚至单片机厂商还可以根据用户的要求量身定做,制造出具有自己特色的单片机芯片。 此外,现在的产品普遍要求体积小、重量轻,这就要求单片机除了功能强和功耗低外,还要求其体积要小。现在的许多单片机都具有多种封装形式,其中SMD(表面封装)越来越受欢迎,使得由单片机构成的系统正朝微型化方向发展。 

3、主流与多品种共存 

现在虽然单片机的品种繁多,各具特色,但仍以80C51为核心的单片机占主流,兼容其结构和指令系统的有PHILIPS公司的产品,ATMEL公司的产品和中国台湾的Winbond系列单片机。所以C8051为核心的单片机占据了半壁江山。而Microchip公司的PIC精简指令集(RISC)也有着强劲的发展势头,中国台湾的HOLTEK公司近年的单片机产量与日俱增,与其低价质优的优势,占据一定的市场分额。此外还有MOTOROLA公司的产品,日本几大公司的专用单片机。在一定的时期内,这种情形将得以延续,将不存在某个单片机一统天下的垄断局面,走的是依存互补,相辅相成、共同发展的道路。

4、大容量、高性能 　  以往单片机内的ROM为1KB～4KB,RAM 为64～128B。但在需要复杂控制的场合,该存储容量是不够的,必须进行外接扩充。为了适应这种领域的要求,须运用新的工艺,使片内存储器大容量化。目前,单片机内ROM 最大可达64KB,RAM 最大为2KB。另外单片机进一步改变CPU的性能,加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性。采用精简指令集(RISC)结构和流水线技术,可以大幅度提高运行速度。现指令速度最高者已达100MIPS(Million Instruction Per Seconds,即兆指令每秒),并加强了位处理、中断和定时控制功能。这类单片机的运算速度比标准的单片机高出10 倍以上。由于这类单片机有极高的指令速度,可以使用软件模拟其I/O 功能,由此引入了虚拟外设的新概念。 5、串行扩展技术 　　在很长一段时间里,通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位OTP(One Time Programble)及各种特殊类型片内程序存储器的发展,加之处围接口不断进入片内,推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是I2C、SPI 等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化

二、^范文提纲

1前言

1.1选题的背景与意义

2硬件设计

2.1单片机介绍

2.2 89C51芯片功能及引脚介绍

2.3液位检测电路

2.4开关控制电路

3软件设计

3.1系统软件编译开发环境

3.2程序框图

4 软件仿真

4.1Protues介绍

4.2电路仿真

4.3仿真结果

5总结

三、参考文献

[1]陈黄飞.单片机技术的发展及应用探析[J].软件导刊.2011(6): 5-6

[2]李艳华,陈慧明.单片机控制GSM手机的技术及应用[J].单片机与嵌入式系统应用.2005(2):73-75

[3]余华芳,刘健.单片机与液晶显示模块的软硬件接口技术[J].液晶与显示.2003(2):125-129 

[4]房玉明,杭柏林.基于单片机的步进电机开环控制系统[J].电机与控制应用.2006(4):61-64 

[5]雷建龙. 基于单片机的超声波液位测量仪[J].仪表技术与传感器.2004(6):8-9

[6]卜英勇,王纪婵,赵海鸣,刘光华.基于单片机的高精度超声波测距系统[J].仪表技术与传感器.2007(3): 66-68　

[7]刘国强,郑召全.基于单片机技术的轮胎压力监测系统[J].电子技术应用.2006(12):66-68

[8]余加毅, 浅谈单片机中电子技术的应用与发展[J].电子世界.2013(2):31-32

[9]赵丹宁,赵逸平.太阳能热水器在住宅中的应用[J].给水排水.2009(S1):384-387

[10]张新喜,龚丽,黄伟,王千红.我国新农村太阳能热水器的使用现状及发展趋势[J].科技信息.2010(17): I0017-I0018