基于PIC單片機廚房控制器的設(shè)計

摘要 介紹了真空熒光屏顯示器在多功能廚房控制系統(tǒng)中的軟硬件設(shè)計方法。系統(tǒng)以PIC16F72單片機為主控制芯片對外圍傳感器檢測模塊和按鍵掃描電路等采集信號進行處理，發(fā)送指令驅(qū)動繼電器來控制天然氣灶、抽油煙機、消毒柜、烘干機等多種廚房設(shè)備進行工作。該系統(tǒng)采用真空熒光屏顯示各種工作狀態(tài)，具有漏氣報警、按鍵童鎖等功能。
關(guān)鍵詞 廚房控制器；真空熒光屏顯示器；智能控制

隨著智能家電控制技術(shù)的不斷發(fā)展，具有多功能和智能化的廚房控制器成為廚房電器設(shè)備發(fā)展主流。和傳統(tǒng)單一廚房設(shè)備控制器相比，多功能廚房控制器具有占用空間小、成本低、功能多、便于設(shè)備統(tǒng)一管理，使用安全、方便等優(yōu)點。
系統(tǒng)以PIC單片機作為主控制芯片，選用VFD(Vacuum Fluorescent Display)真空熒光屏為顯示器，結(jié)合氣敏傳感器、熱敏電阻、高壓點火器、繼電器等受控對象，通過檢測外部信號以及內(nèi)部定時時間狀態(tài)可以控制各種受控對象工作狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)對廚房電器設(shè)備的智能控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1 各單元電路硬件設(shè)計
1．1 電源電路設(shè)計
設(shè)計所需的6組工作電源均由如圖2所示的電路提供。6組電源分別為AC 220 V、AC 3 V、DC+12 V、DC+5 V、DC+5 V B、DC+24 V、DC-30 V。各組電源的使用情況如下：AC 220 V作為抽油煙機電機工作電壓，AC 3 V作為VFD燈絲驅(qū)動電壓，DC-30 V作為VFD顯示段碼工作電壓，DC+12 V作為繼電器工作電壓，DC+5 V作為單片機及外圍+5 V供電電源，DC+5 V B作為氣敏傳感器工作電壓，DC+24 V作為24 V直流電機以及照明LED工作電壓。

為確保VFD顯示屏段碼截止時沒有鬼影余亮現(xiàn)象，在AC 3 V中心抽頭和DC-30 V之間加了5．1 V穩(wěn)壓管1N4733，同時在關(guān)閉VFD時通過繼電器KA1切斷燈絲電源AC 3 V，以達到徹底熄滅燈絲和省電的目的。
1．2 功能控制電路設(shè)計
如圖3所示功能控制電路，通過繼電器控制抽油煙機、風機的強度以及消毒、烘干童鎖、LED照明開關(guān)等。為確保消毒和烘干是在消毒柜關(guān)閉狀態(tài)下才工作，故在消毒柜的柜門處裝個開關(guān)，只有在門關(guān)閉狀態(tài)下繼電器才能動作。在烘干發(fā)熱棒上串聯(lián)一個熱敏電阻NTC5D-11，在溫度過高時斷開，防止溫度過高而燒壞碗筷和設(shè)備。同時，在設(shè)計時考慮到安全因素，加了童鎖功能，即正在進行消毒或烘干時童鎖關(guān)閉，消毒烘干結(jié)束后1 min才開啟童鎖，以防止兒童在設(shè)備正在消毒或烘干時誤打開柜門而燙傷，童鎖為電磁閥。

設(shè)計中考慮到兩板之間的數(shù)據(jù)傳送及節(jié)省I／O口，選用了串并轉(zhuǎn)換芯片74HC595作為I／O口擴展(只需3個I／O口)，再經(jīng)過7路內(nèi)部達林頓結(jié)構(gòu)的ULN2003驅(qū)動繼電器。電路中，將ULN2003第9腳接+12 V就相當于在每個被驅(qū)動對象兩端反向并聯(lián)一個二極管，起到續(xù)流的作用，外部無需在加二極管達到節(jié)省成本的效果。