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全天分段熱水智能控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

作者: 時(shí)間:2012-05-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

2.1 溫度采集電路
系統(tǒng)需要對(duì)器水箱溫度進(jìn)行測(cè)量控制,測(cè)溫的關(guān)鍵是要選擇合適的感溫元件和合理的采集電路。文中采用的是美國DALLAS公司推出的單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20,與傳統(tǒng)的熱敏電阻不同,DS18B20將溫度傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器集成在一個(gè)芯片上,可直接將被測(cè)溫度轉(zhuǎn)換為全型數(shù)字信號(hào)直接供單片機(jī)處理,且具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、功耗低、用戶可自行設(shè)定預(yù)警上下限溫度等特點(diǎn),因此使硬件大大簡化,對(duì)應(yīng)的硬件電路如圖2所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/160623.htm

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傳感器DS18B20測(cè)量溫度范圍為-55~125℃,完全滿足系統(tǒng)要求。DS18B20通過一個(gè)單線接口發(fā)送或接受信息,因此從中央處理器到DS18 B20僅需連接一條線。在1s(典型值)內(nèi)把溫度變換為數(shù)字,以9位數(shù)字值方式讀出溫度,無需校準(zhǔn),即可提供工業(yè)級(jí)的測(cè)溫范圍和精度。
2.2 實(shí)時(shí)時(shí)鐘及外部存儲(chǔ)芯片
本系統(tǒng)實(shí)時(shí)時(shí)鐘采用低功耗的CMOS時(shí)鐘芯片PCF8563,它提供一個(gè)可編程時(shí)鐘輸出,一個(gè)終端輸出和掉電檢測(cè)器,所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C總線接口串行傳遞。每次讀寫數(shù)據(jù)后,內(nèi)嵌的字地址寄存器會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生增量,日歷時(shí)間編碼格式為BCD。PCF8563制作數(shù)字時(shí)鐘編程簡單,可靠實(shí)用,配合其超低維持功耗(典型值為0.25μA,Vdd=3.0 V,Tamb=25 C),當(dāng)系統(tǒng)斷電時(shí),只需用一個(gè)后備電池就可以長時(shí)間掉電保持實(shí)時(shí)時(shí)間計(jì)時(shí),本系統(tǒng)選用壽命長、性價(jià)比高、可靠性強(qiáng)的便攜式紐扣電池CR2025。利用二極管的單向?qū)щ娦?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/實(shí)現(xiàn)">實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的掉電保護(hù)功能。當(dāng)CPU正常運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)電源為時(shí)鐘芯片提供電源,其正常工作,當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí),紐扣電池為時(shí)鐘芯片提供電源,其保持準(zhǔn)確計(jì)時(shí)。如圖3所示。

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外部存儲(chǔ)芯片選用的是AT24C02B,主要用于存儲(chǔ)時(shí)間段上下限與設(shè)置溫度數(shù)據(jù),采用I2C總線進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)和地址。
2.3 液晶顯示電路
液晶用于顯示溫度、時(shí)間以及循環(huán)泵的工作狀態(tài)(STOP或RUN),且提供了友好的人機(jī)交互界面,可方便輸入需設(shè)置的時(shí)間段上下限和溫度值。本系統(tǒng)選用的是編程簡單,體積小,性價(jià)比很高的1 602,為了提高視覺效果和美觀,采用的是白色背光,模塊最佳工作電壓為5.0 V,顯示容量為16x2個(gè)字符,可分兩排顯示。對(duì)應(yīng)的電路連接如圖4所示。

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2.4 按鍵模塊
系統(tǒng)中共用4個(gè)按鍵,分別為設(shè)置鍵、增加鍵、減少鍵、加熱鍵。設(shè)置鍵用于設(shè)置溫度和時(shí)間;增加和減少鍵用于修改時(shí)間和溫度數(shù)值;加熱鍵用于任意時(shí)間需要加熱時(shí)快速加熱。按鍵在閉合及斷開的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng),為了確保CPU對(duì)鍵的一次閉合或斷開僅作一次處理,保證系統(tǒng)的可靠性,本在軟件上加入了可靠的按鍵消抖程序。



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