OpenVINOTM,给你看得见的未来!>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 嵌入式开发 » MCU » 基于单片机的温度控制系统的设计(二)

共1条 1/1 1 跳转至

基于单片机的温度控制系统的设计(二)

助工
2018-04-27 10:32:56    评分

1键盘单元
  单片机应用系统中除了复位按键有专门的复位电路,以及专一的复位功能外,其它的按键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据。 
  键开关状态的可靠输入 :为了去抖动我采用软件方法,它是在检测到有键按下时,执行一个10ms的延时程序后,再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平,如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态,从而消除了抖动影响
  在这种行列式矩阵键盘非编码键盘的单片机系统中,键盘处理程序首先执行等待按键并确认有无按键按下的程序段。当确认有按键按下后,下一步就要识别哪一个按键按下。对键的识别通常有两种方法:一种是常用的逐行扫描查询法;另一种是速度较快的线反转法。
  对照图示的4*4键盘,说明线反转法工作原理。首先辨别键盘中有无键按下,有单片机I/O口向键盘送全扫描字,然后读入行线状态来判断。方法是:向行线输出全扫描字00H,把全部列线置为低电平,然后将列线的电平状态读入累加器A中。如果有按键按下,总会有一根行线电平被拉至低电平从而使行线不全为1。判断键盘中哪一个键被按下是通过将列线逐列置低电平后,检查行输入状态来实现的。方法是:依次给列线送低电平,然后查所有行线状态,如果全为1,则所按下的键不在此列;如果不全为1,则所按下的键必在此列,而且是在与零电平行线相交的交点上的那个键。
  键盘共有16个按键,用于方便设定温度。


键盘的按键分布
2温度控制及超温和超温警报单元
  当采集的温度经处理后超过规定温度上限时,单片机通过 P1.4 输出控制信号驱动三极管 D1 ,使继电器 K1 开启降温设备 ( 压缩制冷设备 ) :当采集的温度经处理后低于设定温度下限时,单片机通过 P1.5 输出控制信号驱动三极管 D2 ,使继电器 K2 开启升温设备 ( 加热器1) 。当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障,或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候,单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。具体电路连接如图 5-1 所示。具体电路连接图3温度测试单元
  采用温度芯片DS18B20。使用集成芯片,能够有效的减小外界的干扰,提高测量的精度,简化电路的结构。4 温度控制器件电路
  单片机通过三极管控制继电器的通断,最后达到控制电热器的目的。
  当温度未达到要求时,单片机发送高电平信号使三极管饱和导通,继电器使电源与电热器接通,电热器加热。温度慢慢升高。
  当温度上升到预定温度时,单片机发送低电平信号三极管进入截止状态,继电器的弹片打到另一侧,使电热器与电源断开,电热器停止加热。
  继电器电路中有一个三极管8050的保护电路,即将一个二极管反向接到三机管的两端。连接方法如图5-2所示。单片机控制信号
其原理是:当继电器突然断电时,继电器产生很大的反向电流。二极管的作用是将反向电流分流,使流过三级管8050的电流比较小,达到保护三极管8050的作用。
5.七段数码管显示单元 
  本部分电路主要使用七段数码管和移位寄存器芯片74LS164。单片机通过I2C总线将要显示的数据信号传送到移位寄存器芯片74LS164寄存,再由移位寄存器控制数码管的显示,从而实现移位寄存点亮数码管显示。由于单片机的时钟频率达到12M,移位寄存器的移位速度相当快,所以我们根本看不到数据是一位一位传输的。从人类视觉的角度上看,就仿佛是全部数码管同时显示的一样。具体见实际连线图如图5-3。
  当清除端(CLEAR)为低电平时,输出端(QA-QH)均为低电平。 串行数据输入端(A,B)可控制数据。当 A、B 任意一个为低电平,则禁止新数据输入,在时钟端(CLOCK)脉冲上升沿作用下 Q0 为低电平。当 A、B 有一个为高电平,则另一个就允许输入数据,并在 CLOCK 上升沿作用下决定 Q0 的状态,逻辑封装图如图5-3:逻辑封装图
  引出端符号:CLOCK 时钟输入端;CLEAR 同步清除输入端(低电平有效);A,B 串行数据输入端;QA-QH 输出端。真值表:表5-2
 真值表
实际连线图
6接口通讯单元   
max232资料简介:
  该产品是由德州仪器公司(TI)推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口rs232电平是-10v +10v,而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0 +5v,max232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。
  该器件符合TIA/EIA-232-F标准,每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-V TTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。
主要特点 :
1、单5V电源工作
2、 LinBiCMOSTM工艺技术
3、 两个驱动器及两个接收器
4、 ±30V输入电平
5、低电源电流:典型值是8mA
6、符合甚至优于ANSI标准 EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准V.28
7、ESD保护大于MIL-STD-883(方 法3015)标准的2000V
5 1单片机有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯。进行串行通讯时要满足一定的条件,比如电脑的串口是RS232电平的,而单片机的串口是TTL电平的,两者之间必须有一个电平转换电路,我采用了专用芯片MAX232进行转换,虽然也可以用几个三极管进行模拟转换,但是还是用专用芯片更简单可靠。
在本设计中采用了三线制连接串口,也就是说和电脑的9针串口只连接其中的3根线:第5脚的GND、第2脚的RXD、第3脚的TXD。这是最简单的连接方法,但是对我来说已经足够使用了,电路如下图所示,MAX232的第10脚和单片机的11脚连接,第9脚和单片机的10脚连接,第15脚和单片机的20脚连接,串口通讯具体如图5-5
通讯接口连线图
6 电源输入部分
    控制系统主控制部分电源需要用5V直流电源供电,其电路如图6-1所示,把频率为50Hz、有效值为220V的单相交流电压转换为幅值稳定的5V直流电压。其主要原理是把单相交流电经 过电源变压器、整流电路、滤波电路、稳压电路转换成稳定的直流
由于输入电压为电网电压,一般情况下所需直流电压的数值和电网电压的有效值相差较大,因而电源变压器的作用显现出来起到降压作用。降压后还是交流电压,所以需要整流电路把交流电压转换成直流电压。由于经整流电路整流后的电压含有较大的交流分量,会影响到负载电路的正常工作。需通过低通滤波电路滤波,使输出电压平滑。稳压电路的功能是使输出直流电压基本不受电网电压波动和负载电阻变化的影响,从而获得稳定性足够高的直流电压。本电路使用集成稳压芯片7805解决了电源稳压问题。
电源部分连线图


共1条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]