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1．PIC單片機的性能特點 PIC系列單片機是美國Microchip公司率先推出的采用精簡指令集計算機、哈佛雙總線和兩級指令流水線結構的8位嵌入式微控制器。它具有運行速度快，工作電壓低(最低工作電壓可為3V )，功耗低，輸入輸出驅動能力強(可直接驅動LED)，體積小，價格廉，指令簡單易學易用等優點。另外，它還集成了一系列具有獨特功能的外圍專用電路，例如振蕩器選擇、可靠的復位電路、監視定時器電路等；有些PIC單片機如PIC16C72還帶有8位A/D轉換部件，這樣構成系統時可以減少外部元器件而降低系統成本。目前，PIC微控制器已廣泛應用于家電控制、電訊通訊、工業控制、智能儀器儀表、金融電子等許多領域。鑒于以上優點，我們選用PIC16C72為家用電暖氣設計了控制器。 2．控制器的總體結構及功能 電暖氣控制器的總體結構如圖1所示。控制器以PIC16C72單片機為控制核心，根據入口和出口水的溫度來控制加熱和起泵，從而控制暖氣的的溫度。一上電,當出口溫度ToutTout＞Tb時起泵3s,讓水循環；入口溫度Tin＞Tt時停泵、停加熱；Tout＞Ta時停泵、停加熱并聲光報警9s， 圖1 控制器結構框圖 以保證人身和設備的安全。選檔鍵選擇4檔之一，4個檔的Th、Tb、Tt、Ta不同，數碼管顯示當前選擇的檔位（1—4）。 3．溫度采樣電路 在該控制系統中，我們采用半導體器件AD590做溫度傳感器分別采樣入口和出口水的溫度。AD590體積小，線性度好，隨溫度變化的參量是電流信號，它是以絕對溫度為分度的，當介質溫度為零攝氏度時，輸出電流是273uA,每升高1度，電流升高1uA。溫度采樣電路原理圖如圖2所示。PIC16C72的RA0和RA1引腳作為模擬量輸入端,分別采樣入口和出口溫度。在采樣電路中采用了1K的電阻將電流信號轉換為電壓信號，因此,溫度每變化1攝氏度采樣電路輸入信號將變化1mv。零點電位是否準確將直接影響采樣的準確性，調整500歐姆電位器使輸出端的電位是273mv，這樣就將其轉化到攝氏溫度下。溫度采樣電路放大倍數為20倍時A/D轉換出來的數字量與實際的溫度值剛好相等。 圖2 溫度采樣電路 4．軟件設計 系統軟件主要由主程序和定時器TMR1溢出中斷服務程序以及多個子程序組成。 4．1主程序 主程序主要完成系統初始化設置、查詢按鍵以及各種控制功能。初始化主要是各I/O口、各寄存器、定時器的初始化以及開定時器和定時中斷允許等。主程序流程圖如圖3所示: 圖3 主程序流程圖 4．2定時器TMR1的溢出中斷服務程序 定時時間間隔設為5ms，完成選定檔位的動態顯示，每10ms啟動一次A/D轉換，分別采樣入口和出口溫度值；為了濾除干擾，當采樣到4個值時，采用中值加算術平均值濾波法濾波作為一次采樣的值，因此，入口和出口水的溫度每80ms更新一次。中斷服務程序流程圖如圖4所示: 圖4 中斷服務子程序流程圖 4．3鍵處理子程序 鍵處理子程序設置不同的檔位，1—4循環。 4．4控制部分 根據兩個溫度值的不同起停加熱、起停泵以及報警等。 5．結論 本設計，硬件電路簡單，功能全，安全可靠。開發以來，通過長期的試驗證明既方便又省電，還有利于保護環境，該產品現正在批量生產。 |
