PIC單片機在家用電暖氣中的應用
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
關(guān)鍵詞: PIC單片機 電暖氣 控制器 溫度采集
Abstract:This paper introduces the application of PIC16C72 in home electric radiator and discusses simply the character of PIC SCM.The design of controller’s software and temperature sampling circuit are described in detail.
Keywords: PIC Single Chip Microcomputer Electric Radiator Controller Temperature collection
引言：家用暖氣如果用煤燒的話(huà)，既污染環(huán)境，又不方便. 因此，開(kāi)發(fā)一種使用方便、安全、簡(jiǎn)單的電控制器來(lái)自動(dòng)控制暖氣供暖，十分必要。本文介紹了以PIC單片機為控制核心的電暖氣控制器的實(shí)現方案.
1．PIC單片機的性能特點(diǎn)
PIC系列單片機是美國Microchip公司率先推出的采用精簡(jiǎn)指令集計算機、哈佛雙總線(xiàn)和兩級指令流水線(xiàn)結構的8位嵌入式微控制器。它具有運行速度快，工作電壓低(最低工作電壓可為3V )，功耗低，輸入輸出驅動(dòng)能力強(可直接驅動(dòng)LED)，體積小，價(jià)格廉，指令簡(jiǎn)單易學(xué)易用等優(yōu)點(diǎn)。另外，它還集成了一系列具有獨特功能的外圍專(zhuān)用電路，例如振蕩器選擇、可靠的復位電路、監視定時(shí)器電路等；有些PIC單片機如PIC16C72還帶有8位A/D轉換部件，這樣構成系統時(shí)可以減少外部元器件而降低系統成本。目前，PIC微控制器已廣泛應用于家電控制、電訊通訊、工業(yè)控制、智能儀器儀表、金融電子等許多領(lǐng)域。鑒于以上優(yōu)點(diǎn)，我們選用PIC16C72為家用電暖氣設計了控制器。
2．控制器的總體結構及功能
電暖氣控制器的總體結構如圖1所示
控制器以PIC16C72單片機為控制核心，根據入口和出口水的溫度來(lái)控制加熱和起泵，從而控制暖氣的的溫度。一上電,當出口溫度Tout
泵、停加熱；Tout>Ta時(shí)停泵、停加熱并聲光報警9s，
圖1 控制器結構框圖
以保證人身和設備的安全。選檔鍵選擇4檔之一，4個(gè)檔的Th、Tb、Tt、Ta不同，數碼管顯示當前選擇的檔位（1—4）。
3．溫度采樣電路
在該控制系統中，我們采用半導體器件AD590做溫度傳感器分別采樣入口和出口水的溫度。AD590體積小，線(xiàn)性度好，隨溫度變化的參量是電流信號，它是以絕對溫度為分度的，當介質(zhì)溫度為零攝氏度時(shí)，輸出電流是273uA,每升高1度，電流升高1uA。溫度采樣電路原理圖如圖2所示。
PIC16C72的RA0和RA1引腳作為模擬量輸入端,分別采樣入口和出口溫度。在采樣電路中采用了1K的電阻將電流信號轉換為電壓信號，因此,溫度每變化1攝氏度采樣電路輸入信號將變化1mv。零點(diǎn)電位是否準確將直接影響采樣的準確性，調整500歐姆電位器使輸出端的電位是273mv，這樣就將其轉化到攝氏溫度下。
溫度采樣電路放大倍數為20倍時(shí)A/D轉換出來(lái)的數字量與實(shí)際的溫度值剛好相等。
圖2 溫度采樣電路
4．軟件設計
系統軟件主要由主程序和定時(shí)器TMR1溢出中斷服務(wù)程序以及多個(gè)子程序組成。
4．1主程序
主程序主要完成系統初始化設置、查詢(xún)按鍵以及各種控制功能。初始化主要是各I/O口、各寄存器、定時(shí)器的初始化以及開(kāi)定時(shí)器和定時(shí)中斷允許等。主程序流程圖如圖3所示:
圖3 主程序流程圖
4．2定時(shí)器TMR1的溢出中斷服務(wù)程序
定時(shí)時(shí)間間隔設為5ms，完成選定檔位的動(dòng)態(tài)顯示，每10ms啟動(dòng)一次A/D轉換，分別采樣入口和出口溫度值；為了濾除干擾，當采樣到4個(gè)值時(shí)，采用中值加算術(shù)平均值濾波法濾波作為一次采樣的值，因此，入口和出口水的溫度每80ms更新一次。中斷服務(wù)程序流程圖如圖4所示:
圖4 中斷服務(wù)子程序流程圖
4．3鍵處理子程序
鍵處理子程序設置不同的檔位，1—4循環(huán)。
4．4控制部分
根據兩個(gè)溫度值的不同起停加熱、起停泵以及報警等。
5．結論
本設計，硬件電路簡(jiǎn)單，功能全，安全可靠。開(kāi)發(fā)以來(lái)，通過(guò)長(cháng)期的試驗證明既方便又省電，還有利于保護環(huán)境，該產(chǎn)品現正在批量生產(chǎn)。
參考文獻:
[1] 竇振中,汪立森.PIC系列單片機應用設計與實(shí)例.北京航空航天大學(xué)出版社，1999
[2] 竇振中.PIC系列單片機原理和程序設計. 北京航空航天大學(xué)出版社,1998
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