一、工作原理
?本設計采取隨時用水隨時補充上水的方法，實現太陽能熱水器的自動控制。當使用太陽能熱水時，輸送熱水的水管將發熱，在水管上裝一只熱敏電阻，其阻值的變化反映了已開始用水。該信號使單片機進入探測用水是否結束的狀態。停止使用熱水后，水管的溫度開始下降，向單片機傳送停止用水的信號，使之進入準備上水的狀態。在開始上水之前，單片機進入１小時延時程序，１小時內無再使用熱水信號，即開始上水。在開始上水的同時，單片機進入溢水檢測狀態。當太陽能熱水器的水箱上滿水后，溢水管將有水流出，溢出探測器檢測到溢水后，向單片機傳送水滿信號，單片機控制停止上水。開始上水后，如在預定的時間內（３０分鐘），單片機未接到水滿信號，說明自來水壓力不夠或停水，單片機進入循環檢測上水運行，每隔２小時進行一次探測上水，直到水滿為止。
二、電路工作原理
?附圖是該設計的原理圖。
?為確保用水探測和溢水探測的精確度和可靠性，采用差動式電壓比較器電路。用水時，當水管溫度使熱敏電阻ＴＲ１達到一定值時，電壓比較器輸出低電平，用水指示燈Ｄ３點亮，同時將１２Ｃ５０８③腳的電壓拉低，單片機進入探測用水是否結束的工作狀態。Ｒ１１是溢水電阻，無溢水時電阻為無限大，有溢水時電阻為水電阻（３０ｋΩ左右）。當有溢水時，電壓比較器輸出低電平，將１２Ｃ５０８⑤腳的電壓拉低，使單片機進入停止上水的工作狀態。
?使用熱水時，用水指示燈Ｄ３點亮，單片機進入探測用水是否結束的工作狀態。使用熱水結束后，單片機進入上水延時狀態，此時延時指示燈Ｄ１閃亮。在一小時內若沒有使用熱水，單片機進入上水工作狀態。單片機進入上水狀態時，１２Ｃ５０８⑦腳輸出高電平，三極管ＢＧ導通，繼電器ＪＫ吸合，控制自來水的電磁閥打開，開始向太陽能水箱上水。為確保電磁閥安全工作，１２Ｃ５０８輸出是斷續的高電平信號，使電磁閥以間歇的方式工作。太陽能水箱水滿后，溢水口有水流出，安裝在溢水管上的溢水探針探測到水滿信號，１２Ｃ５０８的⑤腳為低電平信號，上水停止。上水時，上水指示燈Ｄ２點亮。如在預定的上水時間內，得不到水滿信號，說明水壓不足或停水，單片機進入循環檢測上水，直到水滿停止。Ｋ１０是手動上水按鈕。需要人工上水時，按一下Ｋ１０，單片機進入上水工作，水滿自動停止。為確保使用安全，可選用低電壓電磁閥控制上水。

目前市場上的太陽能熱水器自動控制裝置品種較多，但安裝都比較復雜。本設計的突出特點是安裝簡單，不用在太陽能熱水器上安裝設備，便可實現對太陽能熱水器的自動控制，且可隨時用水隨時上水，太陽能熱水器的水箱利用率高。