设计中选用MAXIM公司的MAX485芯片来实现RS 485接口电路。其性能特点是总线上最多可挂接32个发送器，数据率为2．5 Mb／s，具备发送和接收使能控制引脚。图4所示芯片原理图中DE是MAX485的驱动器控制端，DE=1，驱动器工作(发送)；DE=0，且RE=0，接收器工作(接收)。DI为驱动器输入，RO为接收器输出，分别作为单片机UART模块的TxD和RxD。MAX485的差分信号A和B端则直接连接到RS 485总线。图4为单片机与MAX485的连接示意图。

2．5 LCD显示模块
    LCD显示模块是线控面板的主要组成部分，负责显示机组状态信息以及与用户的交互。为了使界面更加直观友好，设计中选用信利图形点阵式液晶模块，型号为CMS-PG1777DBSW-W。它是属于STN类型LCD，点阵数320×240，占空比1／240，集成32 KB显示SRAM，内置生成LCD驱动电压的偏置电路，采用透射式LED背光照明，对比度可调，工作温度范围-20～+70℃，集成液晶显示控制器RA8835P3N。可以非常方便地通过8位数据总线与单片机接口。液晶模块CMS-PG1777DBSW-W与单片机ATmega16的接口电路如图5所示。
    线控面板通过调节2个阻值为0～10 kΩ的电位器来改变液晶屏的背光亮度和对比度。液晶模块与AT-mega16单片机相连接的信号有8条数据线、读写信号RD和WD、片选信号CSE和A0、复位信号RST。其中，数据线与单片机的PC端口相连接，读写控制信号和其他信号与PA端口相连。

3 控制器软件系统的设计
3．1 软件的总体结构
    系统软件包括控制器主板软件和线控面板软件，两者之间的数据传输通过RS 485总线完成。控制器主板软件主要负责温度与开关量信号采集，设备控制以及故障检测与保护。为了提高软件的可读性和可维护性，采用模块化的设计思想将程序划分为以下几部分：主程序、中断例程、控制策略子程序、信号采集子程序、时钟子程序、RS 485通信子程序等。其中，控制策略子程序是系统软件设计的主体部分，包括水箱电加热、风机、压缩机、补水电磁阀等设备或实现元件的运行规则，压缩机是控制热泵制热循环的关键设备，故压缩机的控制策略将在随后展开叙述。总体而言，控制决策由当前机组工况(包括温度和相关设备状态)以及设定的运行方式决定。
    在故障保护方面。将所有可能的故障列出清单，并对其进行编码，实现所有故障与其代码的一一对应关系，便于程序的处理，提高效率。线控面板软件主要负责界面显示(温度显示、机组状态指示和故障指示)，故障报警和主板参数设置。
3．2 软件的工作流程
    在主模块控制器上电之后，先执行RAM初始化、集成外设初始化工作。接着监听RS 485总线命令，当接收到开机命令时，依次打开水泵、风机、压缩机，启动热泵热水器机组。在开机情况下，如果有设置命令，则更改系统参数。接着调用显示更新子程序，通过RS 485总线发送当前功能模式、时间、补水方式、水箱温度等信息。然后对采集的模拟信号进行处理，转换为温度值。最后进入主体程序，控制策略子程序。温度和开关量采集子程序采用中断模式，采用定时器产生100 ms周期中断，实时时钟也在中断例程中实现，其工作流程如图6所示。