基于PIC 單片機的熱水控制器設計
一 引言
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/20741.htm當前市場(chǎng)上的熱水控制器基本上采用雙金屬片溫控,控溫精度低、可靠性差、功能單一。隨著(zhù)微電子技術(shù)的發(fā)展,單片微處理器功能日益增強,價(jià)格低廉,在各方面得到廣泛應用。在熱水控制器中應用單片機,具有設計簡(jiǎn)單、可靠性高、功能易擴展等優(yōu)點(diǎn)。熱水控制器主要實(shí)現對水溫的控制,并滿(mǎn)足不同用戶(hù)的個(gè)性需求。因此一個(gè)較完善的控制器應具有以下功能: 水溫的測量與顯示; 水量的測量與顯示; 用戶(hù)設定功能(如水溫設定,定時(shí)設定等); 對電加熱管的控制功能; 一些功能鍵(如定時(shí)自動(dòng)加水,恒溫控制,手動(dòng)加水,手動(dòng)加熱等)。 安全措施(漏電檢測,安全失效保護,限溫保護等)。
二硬件電路設計
根據熱水控制器的功能要求,并結合對pic16c5x 系列單片機的資源分析,采用此系列中的主流型號pic16c57作為電路系統的控制核心。電熱水控制器的總體布局如圖1所示。 基本硬件電路圖如圖2(a)~(c)所示。在本系統中,ra0~ra3用于七段碼顯示,rb6 控制水閘開(kāi)關(guān),rb7控制電加熱管,rc3~rc5用于按鍵設計和讀取水量,rc0~rc2用于跟ds1820通信進(jìn)行水溫測量,rb0~rb1對七段碼進(jìn)行掃描,rb2~rb5 led指示燈顯示,rc6漏電檢測,rc7控制揚聲器用于報警和指示。




2、顯示電路溫度采用二位七段碼顯示,顯示范圍0℃~99℃。水量采用一位七段顯示,顯示1、2、3、4,四檔水位。對溫度和水量進(jìn)行循環(huán)掃描顯示。四個(gè)led 用于當前按鍵功能設定。
3、水溫和水量控制電路 單片機通過(guò)光電耦合對繼電器進(jìn)行控制,用來(lái)切斷或接通加熱管電源,關(guān)閉或打開(kāi)水閥,從而達到對水溫和水量的控制。
4、漏電檢測及報警電路由于熱水器工作在潮濕的場(chǎng)合,因此需具備漏電檢測與報警功能。漏電檢測由漏電檢測線(xiàn)圈的輸出經(jīng)整形后輸入到rc6 口,電路原理圖如圖3(a)所示。當漏電流超過(guò)一定閾值時(shí),比較器輸出低電平,否則保持高電平,再通過(guò)一單穩態(tài)觸發(fā)器電路產(chǎn)生如圖3(b)所示波形,低電平保持時(shí)間t可由單穩態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行調整設定。在本系統中t 為10ms,由于pic16c57 沒(méi)有中斷功能,因此程序中必須每隔一定時(shí)間(小于10ms)對rc6 口進(jìn)行查詢(xún),以檢測是否漏電,一旦檢測到rc6 變低,經(jīng)過(guò)確認后切斷加熱管電流,同時(shí)進(jìn)行報警。報警電路還在傳感器出現故障、超溫時(shí)報警提示。 pic16c57 本身具有看門(mén)狗定時(shí)器,當系統出現異常時(shí),能自動(dòng)進(jìn)行掉電保護和系統復位。

系統軟件采用pic16c5x精簡(jiǎn)指令編寫(xiě)。由于pic16c57沒(méi)有中斷功能,因此本系統中鍵盤(pán)掃描、漏電檢測等子程序都通過(guò)查詢(xún)實(shí)現,并采用4mhz的時(shí)鐘頻率,對指令的運行時(shí)間進(jìn)行了精確計算和設計,保證軟件的可靠性和穩定性。系統主程序框圖如圖4
所示,本文討論鍵盤(pán)顯示與水溫測量?jì)蓚€(gè)模塊。 鍵盤(pán)和顯示 本系統中,有四個(gè)功能按鍵:定時(shí)加水、恒溫控制、手動(dòng)加水和手動(dòng)加熱;三個(gè)七段碼顯示與四個(gè)led
燈指示。

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