毕业设计 - 太阳能热水器自动上水控制系统设计(3)

压电、气体、红外、超声波、微波及图像等传感器。

（6）传感器在机器人中的应用 在生产用的单能机器人中，传感器用来检测臂的位置和角度；在智能机器人中，传感器用作视觉和嗅觉。传感器占机器人成本的二分之一以上。 （7）传感器在人体医学上的应用 在医疗上应用的传感器可以对人体温度、血压、心脑电波及肿瘤等进行准确地测量与诊断。

（8）传感器在环境保护中的应用 为保护环境，研制用以检测大气，水质及噪声污染的传感器，已为世界各国所重视。

（9）传感器在航空航天种的应用 在飞机及火箭等飞行器上，要使用传感器对飞行速度、加速度、飞行距离及飞行方向、飞行姿态进行检测。

（10）传感器在摇杆技术中的应用 在飞机及卫星等飞行器上利用紫外、红外光电传感器及微波传感器探测气象、地质等；在船舶上利用超声波传感器进行水下探测。

（11）传感器在军事方面的应用 利用红外探测仪可以探测地形、发现地物及敌方各种军事目标；红外雷达具有搜索、跟踪、测距等功能，可以搜索几十到上千千米内的目标；其他还有红外制导、红外通信、红外夜视、红外对抗等。再如，用压电陶瓷制成的压电引信称为弹丸起爆装置，具有瞬发度高、安全可靠、不可配置电源等特点，常用在破甲弹上。 3.2.3 传感器的选用

根据该次毕业设计要求，将感受到的水位信号传送到单片机，单片机内的计算机将实测的水位信号与设定信号进行比较，得出偏差，然后根据偏差的性质，向给水电动阀发出\开\关\的指令，保证容器达到设定水位。

需对水位进行控制，因此综上选择水位传感器。

3.3单片机的介绍及选择

3.3.1 单片机的介绍

单片微型机简称单片机，特别适用于控制领域，故又称微控制器。

通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含计算机的基本功能部件：中央处理器CPU、存储器和I/O接口电路等。因此，单片机只需要适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。

单片机是微型机的一个主要分支，它的结构上的最大优点是把CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口集成在一块超大规模的集成电路芯片上。就其组成和基本工作原理而言，一块单片机芯片就是一台计算机。

1单片机的组成

单片机的核心部分是中央处理器CPU，它是单片机的大脑，由它统一指挥和协调各部分的工作。时钟电路用于给单片机提供工作时间所需有的时钟信号。程序存储器和数据库存储器分别用于存放单片机工作的用户软件和存储临时数据。中断系统用于处理系统工作时出现的突发事件。定时/输出接口（I/O接口）是计算机与输入/输出设备之间的接口。输入/输出设备是计算机或其他设备交换信息的装置，如显示器、键盘和打印机等。

2单片机的特点

由于单片机是把微型计算机主要部件都集成在一块芯片上，即一块芯片就是一个微型计算机。因此，单片机具有以下特点。

a控制功能强。为了满足工业控制要求，单片机的指令系统中均有极丰富的条件分支转移指令、较强的I/O逻辑操作及位处理功能，因而其控制灵活、方便，容易满足工业控制的要求 。

b抗干扰能力强，可靠性好。单片机集成度高，体积小，内部采用总线结构，减少了芯片内部之间的连线，大大提高了单片机的可靠性和抗干扰能力，适宜于恶劣环境下工作。

C性能价格比高。单片机功能丰富，而其价格仅为5~30元。

D易扩展。片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有许多扩展用的三总线并行、串行输入输出管脚，很容易构成各种规模的应用系统。

E低功耗、低电压。一般单片机的功耗仅为20~100mW，电压为2~6V（不同型号的数值不完全一样），便于生产便携式产品。

3单片机的应用领域

单片机由于体积小、集成度高、成本低、抗干扰能力和控制能力强等优点，因而广泛应用于以下的各个领域中。例如工业自动化、智能仪器仪表、消费类电子产品、通信方面、武器装备和终端及外部设备控制等方面都得到广泛的应用。

在以控制为主，以数据为辅的系统中，使用单片机可以获得良好的效果。对于工作速度不高，数据处理量不大，控制过程不很复杂的场合，如家用电器。商用产品等，可选用四位单片机；对于工业控制、智能仪表等，可选用八位单片机；对于要求很高的实时控制及复杂的过程控制，如机器人、信号处理等，则最好选用16位单片机。

4单片机的发展趋势

总的来说，单片机的发展趋势是向大容量、高性能化、外围电路内装化等方面发展。为满足不同用户要求，各公司相继推出了能满足不同需要的产品。

纵观单片机几十年的发展历程，单片机的今后发展方向将向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格、外围电路内装化，以及片内存储器容量增加和Flash存储器化方向发展。但其位数不一定会继续增加，尽管现在已经有了32位单片机，但使用的并不多。可以预言，今后的单片机将是功能更强、集成度更高而功耗更低，以及使用更方便。 3.3.2 最小系统的应用

单片机系统的扩展是以基本的最小系统为基础的，故应首先熟悉最小应用系统的结构。实际上内部带有4KB程序存储器的8051或8751单片机本身就是一个最简单的最小系统，许多实际应用系统就是这种成本和体积小的单片机结构实现了高性能的控制。对于目前国内较多的内部无程序存储器的芯片8031来说，则要用外接程序存储器的方法才能构成一个最小应用系片内带程序存储器的8031，8751本身即可构成一片最小系统，只要将单片机接上时钟电路和复位电路即可，同时/EA接高电平，ALE,/PSEN信号不用，系统就可以工作。

该系统的特点如下：

(1)系统有大量的I/O线可供用户使用P0,P1,P2,P3都可以作为I/O口使用。 (2)内部存储器的容量有限，只有128B的RAM和4KB的程序存储器。

(3)应用系统的开发具有特殊性，由于应用系统的P0口，P2口在开发时需要作为数据，地址总线，故这两个口上的硬件调式只能用模拟的方法进行。8051的应用软件必须依靠厂家用掩膜技术置入，故一般只适用于可作大批量生产的应用系统。

3.3.3 单片机的选用

由于该设计系统较为简单，应选择价格低廉，比较常见的单片机，因此综上所述单片机型号可以选用AT89C51。

3.4电磁阀的分类与选择

3.4.1电磁阀的分类

1.电磁阀从原理上分为三大类： 1、直动式电磁阀：

原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。

特点：在真空、负压、零压时能正常工作，但通径一般不超过25mm。 2、分布直动式电磁阀：

原理：它是一种直动和先导式相结合的原理，当入口与出口没有压差时，通电后，电磁力直接把先导小阀和主阀关闭件依次向上提起，阀门打开。当入口与出口达到启动压差时，通电后，电磁力先导小阀，主阀下腔压力上升，上腔压力下降，从而利用压差把主阀向上推开；断电时，先导阀利用弹簧力或介质压力推动关闭件，向下移动，使阀门关闭。 特点： 在零压差或真空、高压时亦能可*动作，但功率较大，要求必须水平安装。 3、先导式电磁阀：

原理：通电时，电磁力把先导孔打开，上腔室压力迅速下降，在关闭件周围形成上低下高的压差，流体压力推动关闭件向上移动，阀门打开；断电时，弹簧力把先导孔关闭，入口压力通过旁通孔迅速腔室 …… 此处隐藏：3501字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……