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基于51单片机的智能太阳能热水器设计方案如下：

该设计方案由STC89C52单片机电路、防水型数字温度传感器DS18B20电路、按键电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路、LCD1602液晶显示电路、液位检测电路和电源电路组成。

1. LCD1602液晶显示模块实时显示当前温度值、设置的温度上下限报警值以及液位状态。液位状态分为高、低和正常，用H、L、N表示。

2. 温度上下限可以通过按键进行设置。当温度超过上限时，继电器将关闭，停止加热；当温度低于下限时，继电器将打开，开始加热。继电器需要外接热得快。

3. 如果液位低于低液位，无论什么情况，继电器都不能闭合，以实现防干烧功能。

4. 当液位不在正常范围内时，蜂鸣器将发出报警声音，提醒用户注意。

5. 为了增加太阳能发电和锂电池供电功能，可以添加相应的电路模块。

以上是基于51单片机的智能太阳能热水器设计方案的主要内容。该方案通过合理的电路设计和控制算法，实现了温度控制、液位检测和报警功能，同时考虑了防干烧和太阳能发电等特性，提高了太阳能热水器的智能化水平和使用安全性。