HT46R47在電熱水壺中的應用

前言:

目前，單片機在家電，工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的應用非常廣泛，為了適應不同產(chǎn)品對單片機的不同要求，半導體生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)出了各種規格的單片機。HT46R47是盛群公司生產(chǎn)的一種精簡(jiǎn)型單片機，它以其價(jià)格低、工作電壓范圍寬、抗干擾能力強等特點(diǎn)獲得了廣泛的應用。本文介紹了一種以HT46R47為控制芯片，對電熱水壺工作進(jìn)行控制的方法。經(jīng)實(shí)際運行表明，該方案安全、可靠，完全能夠滿(mǎn)足實(shí)際需要。

1 HT46R47的特點(diǎn)說(shuō)明

HT46R47是盛群公司生產(chǎn)的8位高性能精簡(jiǎn)指令集單片機，有DIP/SOP-18兩種封裝形式可供選擇,專(zhuān)門(mén)為需要A/D轉換的產(chǎn)品而設計，例如傳感器信號輸入。由于其功耗低，I/O口使用靈活，振蕩類(lèi)型可選擇，具有暫停和喚醒功能等，使這款單片機可以廣泛應用于帶傳感器的A/D轉換，馬達控制，工業(yè)控制，消費類(lèi)產(chǎn)品等系統中。具體地說(shuō)，HT46R47單片機具有以下一些資源 [1] :
● 最多13個(gè)I/O口，其方向可軟件設置;
● 2048×14 程序存儲器ROM;
● 64×8 數據存儲器RAM;
● 專(zhuān)門(mén)的看門(mén)狗定時(shí)器;
● 6層硬件堆棧;
● 4 通道9 位解析度(8 位精度)的A/D 轉換器;
● 1 通道(6+2)位的PWM(脈寬可調)輸出通道;
● 內置晶體和RC 振蕩電路;

在編程應用方面，它只有63條指令，簡(jiǎn)單易學(xué)，很容易掌握。盛群公司提供了HT-IDE3000開(kāi)發(fā)工具，應用此開(kāi)發(fā)工具可以仿真調試。

2 電熱水壺的工作情況

對于常規的電熱水壺，只要接通電源，就開(kāi)始加熱，直到水沸騰后通過(guò)蒸汽來(lái)產(chǎn)生聲音報警。這種設計有下面幾個(gè)方面的不足：1、如水壺中沒(méi)水，電源誤接通時(shí)也會(huì )一直加熱，容易引起事故。2、當只需要加熱到沸點(diǎn)以下某一溫度時(shí)，不能及時(shí)給出聲音報警信號。3、當水加熱沸騰后不能自動(dòng)停止工作。

針對以上不足，在本設計方案中，用HT46R47單片機作為控制芯片，管理整個(gè)電熱水壺的工作情況，構成了一個(gè)閉環(huán)控制系統，而且增加了一個(gè)按鍵和三位數碼管顯示。它的工作情況和常規的熱水壺相比，有下面幾個(gè)方面的特點(diǎn)：1、有一個(gè)按鍵，可用來(lái)設置希望加熱到的溫度。上電復位后，設置溫度初值為20度，每按一下按鍵，溫度設置值就會(huì )增加1度，整個(gè)溫度設置值在20—100度之間循環(huán)。2、這個(gè)按鍵還具有啟動(dòng)電熱水壺開(kāi)始工作的作用。當每次電源接通后，只有按鍵按下過(guò)之后，電熱水壺才開(kāi)始加熱，這樣，可以防止電源誤接通時(shí)電熱水壺一直加熱，引發(fā)事故。3、當加熱到設置溫度時(shí)，HT46R47單片機會(huì )控制停止加熱，并通過(guò)蜂鳴器給出聲音提示。4、三位數碼管在設置溫度操作時(shí)顯示當前設置的溫度，在其余時(shí)間實(shí)時(shí)顯示電熱水壺中水的實(shí)際溫度。

3 硬件電路設計

控制系統的電路圖如圖1所示 [2]。其中，顯示部分通過(guò)HT46R47的PA0—PA6和PB1—PB3來(lái)控制，PA0—PA6輸出顯示的段碼，PB1—PB3進(jìn)行位選控制。蜂鳴器用PA7來(lái)控制。加熱部分由于是220伏的強電，開(kāi)關(guān)選用了雙向可控硅BT136，通過(guò)專(zhuān)用隔離、驅動(dòng)芯片MOC3041 ，用HT46R47的PD0來(lái)控制BT136的通斷。電阻R5、R10和按鍵S1一起連接在了HT46R47的模數轉換輸入口A(yíng)N0，用來(lái)進(jìn)行溫度檢測和按鍵輸入。下面主要介紹一下這部分電路的工作原理。

為了節省I/O口，按鍵輸入和溫度檢測共用了模數轉換輸入口A(yíng)N0，R5是普通電阻，阻值為一固定值，R10是熱敏電阻，它的阻值會(huì )隨周?chē)鷾囟鹊淖兓兓?，通過(guò)它來(lái)檢測水的溫度。在按鍵未按下的情況下，當溫度變化時(shí)，電阻R10的阻值隨之變化，經(jīng)過(guò)R5、R10的分壓，在A(yíng)N0口的電壓也發(fā)生變化，單片機通過(guò)采樣AN0口的電壓，經(jīng)查表就可獲得水的當前溫度，達到檢測溫度的目的。在按鍵按下的情況下，由于A(yíng)N0口直接和地相連，單片機采樣AN0口的電壓時(shí)，無(wú)論溫度是多少，采樣值都會(huì )是0，這樣就可確認是按鍵按下，進(jìn)行按鍵處理。在選擇R5、R10的參數時(shí)，應注意當溫度在其工作范圍變化時(shí)，使AN0口的電壓也具有合適的變化范圍。