最终热水箱的温度加热到设定值N。
由此可见，即使没有日照我们照样可以
洗上热水澡了。
综上所述，太阳能供热控制系统不仅节约而且高度智能化，方便省事，不论日常家居，还是对宾馆、学校等都是最佳选择。
2.2太阳能热水器组成及原理
6
5
4
7
2
1
3
2-3热水器装置简图
1-集热器2-下降水管3-循环水箱
4-补给水箱5-上升水管6-自来水管7-热水出水管
热水器主要由集热器、循环管道和水箱等组成，图中为典型的热水器装置图。
图中集热器1按最佳倾角放置，下降水管2的一端与循环水箱3的下部相连，另一端与集热器1的下集管接通。
上升水管5与循环水箱3上部相连，另一端与集热器1的上集管相接。
补给水箱4供给循环水箱3所需的冷水。
当集热器吸收太阳辐射后，集热器内温度上升，水温也随之升高。
水温升高后，水的比重减轻，便经上升水管进入循环水箱上部。
而循环水箱下部的冷水比重较大，就由水箱下流到集热器下方，在集热器内受热后又上升。
这样不断对流循环，水温逐渐提高，直到集热器吸收的热量与散失的热量相平衡时，水温不再升高。
这种热水利用循环加热的原理，因此又称循环热水器。
集热器是一种利用温室效应，将太阳能辐射转换为热能的装置，该装置与一般热水交换器不一样，热交换器通常只是液体到液体，或是液体到气体的热交换过程，而平板型集热器是直接将太阳辐射传给液体或气体，是一个复杂的传热过程。
平板型集热器结构形式很多，世界上已实用的集热器就有直管式、瓦楞式、扁管式、铝翼式等二十多种。
2.3主要芯片的结构与特点
2.3.1.DS12887时钟芯片简介
DS12887的串行接口实时时钟芯片，采用CMOS技术制成，具有内部晶振和时钟芯片备份锂电池，同时它与目前IBMAT计算机常用的时钟芯片MC146818B和DS1287管脚兼容，可直接替换。
采用DS12887芯片设计的时钟电路不需任何外围电路和器件，并具有良好的微机接口。
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，可广泛用于各种需要较高精度的实时时钟系统。
芯片都采用24引脚双列直插式封装，其引脚接口逻辑和内部操作方式与MC146818基本一致，所不同的是DS12887芯片的晶体振荡器、振荡电路、充电电路和可充电锂电池等一起封装在芯片的上方，组成一个加厚的集成电路模块，因此，DS12887时钟芯片无需MC146818的电源电位检测端（PS），电路通电时其充电电路便自动对可充电电池充电，充足一次电可供芯片时钟运行半年之久，正常工作时可保证时钟数据十年内不会丢失。
此外，片内通用的RAM为MC146818的两倍以上。
DS12887内部有专门的接口电路，从而使得外部电路的时序要求十分简单，使它与各种微处理器的接口大大简化。
使用时无需外围电路元件，只要选择引脚MOT电平，即可和不同计算机总线连接。
1.主要技术特点
DS12887/DS12C887具有下列主要技术特点：
（1）具有完备的时钟、闹钟及到2100年的日历功能，可选择12小时制或24小时制计时，有AM和PM、星期、夏令时间操作，闰年自动补偿等功能。
（2）具有可编程选择的周期性中断方式和多频率输出的方波发生器功能。
（3）DS12887内部有14个时钟控制寄存器，包括10个时标寄存器，4个状态寄存器和114bit作掉电保护用的低功耗RAM。
（4）由于该芯片具有多种周期中断速率时钟中断功能，因此可以满足各种不同的待机要求，最长可达24小时，使用非常方便。
（5）时标可选择二进制或BCD码表示。
（6）工作电压：
+4.5～5.5V、工作电流：
7～15mA。
（7）工作温度范围：
0～70°C。
2.DS12887的内部结构
DS12887为24引脚芯片，内部结构如下图。
图2-4DS12887内部框图
其中：
MOT：
计算机总线选择端；SQW：
方波输出，速率和是否输出由
专用寄存器A、B的预置参数决定；AD0～AD7：
地址/数据（双向）总线，由AS的下降沿锁存8位地址；R/W：
读/写数据;AS：
地址锁存信号端；DS：
数据读信号端；CS：
选通信号端，低电平有效；IRQ：
中断申请，由专用寄存器决定；RESET：
复位端；NC：
空引脚。
DS12887内部由振荡电路，分频电路，周期中断/方波选择电路，14字节时钟和控制单元，114字节用户非易失RAM，十进制/二进制计加器，总线接口电路，电源开关写保护单元和内部锂电池等部分组成。
DS12887管脚分配如图：
图2-5管脚分配图
VCC：
直流电源+5V电压。
当5V电压在正常范围内时，数据可读写;当VCC低于4.25V，读写被禁止，计时功能仍继续;当VCC下降到3V以下时，RAM和计时器供电被切换到内部锂电池。
MOT（模式选择）：
MOT管脚接到VCC时，选择MOTOROLA时序，当接到GND时，选择INTEL时序。
SQW（方波信号输出）：
SQW管脚能从实时时钟内部15级分频器的13个抽头中选择一个作为输出信号，其输出频率可通过对寄存器A编程改变。
AD0—AD7（双向地址/数据复用线）：
总线接口，可与MOTOROLA微机系列和INTEL微机系列接口。
AS（地址选通输入）：
用于实现信号分离，在AD/ALE的下降沿把地址锁入DS12887。
DS（数据选通或读输入）：
DS/RD管脚有两种操作模式，取决于MOT管脚的电平，当使用MOTORO2LA时序时，DS是一正脉冲，出现在总线周期的后段，称为数据选通；在读周期，DS指示DS12887驱动双向总线的时刻;在写周期，DS的后沿使DS12887锁存写数据。
选择INTEL时序时，DS称作（RD），RD与典型存贮器的允许信号（OE）的定义相同。
R/W（读/写输入）：
R/W管脚也有两种操作模式。
选MOTOROLA时序时，R/W是一电平信号，指示当前周期是读或写周期，DS为高电平时，R/W高电平指示读周期，R/W信号是一低电平信号，称为WR。
在此模式下，R/W管脚与通用RAM的写允许信号（WE）的含义相同。
CS（片选输入）：
在访问DS12887的总线周期内片选信号必须保持为低。
IRQ（中断申请输入）：
低电平有效，可作微处理的中断输入。
没有中断的条件满足时，IRQ处于高阻态。
IRQ线是漏极开中输入，要求外接上接电阻。
RESET（复位输出）：
当该脚保持低电平时间大于200ms，保证DS12887有效复位。
3.DS12887的中断和更新周期
DS12887处于正常工作状态时，每秒钟将产生一个更新周期，芯片处于更新周期的标志是寄存器A中的UIP位为“1”。
在更新周期内，芯片内部时标寄存器数据处于更新阶段，故在该周期内，微处理器不能读芯片时标寄存器的内容，否则将得到不确定数据。
更新周期的基本功能主要是刷新各个时标寄存器中的内容，同时秒时标寄存器内容加1，并检查其他时标寄存器内容是否有溢出，如有溢出则相应进位日、月、年。
另外一个功能是检查三个时、分、秒报警时标寄存器的内容是否与对应时标寄存器的内容相符，如果相符则寄存器C中的AF位置“1”。
如果报警时标寄存器的内容为C0H至FFH之间的数据，则为不关心状态。
为了采样时标寄存器中的数据，DS12887提供了两种避开更新周期内访问时标寄存器的方案：
第一种是利用更新周期结束发出的中断。
它可以编程允许在每次更新周期结束后发生中断申请，提醒CPU将有998ms左右的时间去获取有效的数据，在中断之后的998ms时间内，程序可先将时标数据读到芯片内部的不掉电静态RAM中。
因为芯片内部的静态RAM和状态寄存器是可随时读写的，在离开中断服务子程序前应清除寄存器C中的IRQF位。
另一种是：
利用寄存器A中的UIP位来指示芯片是否处于更新周期。
在UIP位从低变高244μs后，芯片将开始其更新周期，所以检测到UIP位为低电平时，则利用244μs的间隔时间去读取时标信息。
如检测到UIP位为“1”，则可暂缓读数据，等到UIP变成低电平后再去读数据。
2.3.280C51单片机结构特点
微型计算机的出现与发展已广泛应用到各行各业中，使人们的日常生活工作都发生了重大变化，如果没有微型计算机，人们的工作生活的质量都受到很大的损失。
单片微型计算机是微型计算机发展中的一个重要分支，其独特的结构与性能，越来越普及地应用于国民经济的各个领域，以下主要介绍80C51单片机，它与微型计算机的区别是什么，单片机发展概况；它的特点和应用，通过对本节的学习，使大家对单片微型计算机有个初步的认识和了解。
一、单片机的组成
单片微型计算机简称单片机，它在一块芯片上集成了各种功能部件：
中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、定时器/计数器、和各种输入/输出（I/O）接口（如并行I/O口、串行I/O口和A/D转换器）等。
他们之间相互连接图如2-6图，构成一个完整的微型计算机。
图2-6单片机结构框图
二、80C51单片机的引脚描述及片外总线结构
1.芯片的引脚描述
CHMOS制造工艺的80C51单片机采用40引脚的双列直插封装（DIP方式），在单片机的40条引脚中有2条专用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，4条控制与其它电源复用的引脚，32条输入/输出（I/O）引脚。
下面按其引脚功能为四部分叙述这40条引脚功能。
（1）电源引脚VCC和VSS。
其中：
VCC（40脚）接+5V电压。
VSS（20脚）接地。
（2）接晶体引脚XTAL1和XTAL2。
XTAL1（19脚）接外部晶体的一个引脚。
在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。
当采用外部振荡器时，对CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。
XTAL2（18脚）接外部晶体的另一端。
在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。
采用外部振荡器时，对CHMOS单片机，该引脚悬浮。
（3）控制或与其他电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP。
ST/VPD（9脚）：
当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。
推荐在此引脚与VSS引脚接一个约8.2K的下拉电阻，与VCC引脚之间连接一个约10uf的电容，以保证可靠地复位。
（4）VCC掉电期间，此引脚可接上备用电源，以保持内部RAM的数据不丢失。
当VCC主电源下掉到低于规定的电平，而VPD在其规定的电压范围内，VPD就向内部RAM提供备用电源。
（5）ALE/PROG（30脚）：
当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。
即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。
然而要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
ALE端可以驱动（吸收或输出电流）8个LS型的TTL输入电路。
对于EPROM型的单片机，在EPROM编程期间，此引脚用于输入编程脉冲（PROG）。
（6）RSEN（29脚）：
此脚的输出是外部程序存储器的读写选通信号。
在从外部程序存储器取令（或常数）期间，每个机器周期两次PESN有效。
但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现，PSEN同样可以驱动（吸收或输出）8个LS型的TTL输入。
（7）EA/VPP：
当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序，
当EA保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器，对于常用的80C51来说，无内部程序存储器，所以EA脚必须常接地，这样才能只选择外部程序存储器。
对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚也用于施加21伏的编程电源（VPP）。
输入/输出I/O引脚P0、P1、P2、P3共32根。
a）P0口（39脚～32脚）：
是双向8位三态I/O口，外接存储器时，与地址总线的低8位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动8个LSTTL负载。
b）P1口（1脚～8脚）：
是8位准双向I/O口由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能琐存，故不是真正的I/O口。
门口能驱动（吸收或输出电流）4个LSTTL负载，对8052、8032，P1.0引脚的第二功能为T2定时/计数器的外部输入，P1.1引脚的第二功能为T2EX捕捉、重装触发，即T2的外部控制端。
对EPROM编程和程序验证时，它的接收低8位地址。
c）P2口（21脚～28脚）：
是8位准双向I/O口。
在访问外部存储器时，它可以作为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址，在对EPROM编程和程序验证期间，它的接收高8位地址。
P2可以驱动（吸收或输出电流）4个LSTTL负载。
d）P3口（10脚～17脚）：
是8位准双向I/O口，在80c51中，这8个引脚还用于专门功能，是复用双功能口，P3能驱动（吸收或输出电流）4个LSTTL负载。
作为第一功能用时，就作为普通的I/O口用，功能和操作方法与P1口相同。
表680C51单片机的片外总线结构
口线引脚第二功能
P3.010RXD（串行输入口）
P3.111TXD（串行输出口）
P3.212INT0（外部中断0）
P3.313INT1（外部中断1）
P3.414T0（定时器0外部输入）
P3.515T1（定时器1外部输入）
P3.616WR（外部数据存储器写脉冲）
P3.717RD（外部数据存储器读脉冲）
值得强调的是，P3口的每一条引脚都可以独立定义第一功能的输入输出或第二功能。
2.3.3数字温度传感器DS18B20主要特性及测温原理
一线式数字温度传感器DS18B20是DS1820的更新换代产品（由美国DAIIAS公司生产）。
它具有体积小,分辨率高,转换快等优点。
由于每片DS18B20含有唯一的硅串行数,所以在一条总线上可以挂接多达248≈218×1014只DS18B20,再加上DS18B20独特的单线总线结构,决定了DS18B20特别适合于大型的多路温度实时测控系统的温度
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