電路詳解:節能型供熱溫度控製器的設計
發布時間:2015-03-20 責任編輯:echolady
【導讀】大型公共建築的供熱係統成為節能發展道路上的一個阻礙,為實現節能供熱溫度控製,文中采用單片機與CAN總線結合的方案,給出了供熱溫度控製器的總體設計方案,從硬件部分和軟件部分分別進行了闡述。
文中采用了基於89C51單片機和CANzongxiandeshejifangfa,geichulegongrewendukongzhiqidezongtishejifangan,yijizhuyaodianluyuanlitudeyinjiaolianjie,binggenjugongnengyaoqiuheshijidianlushejilexitongruanjian,geichulezhuyaochengxudeliuchengtu。zuizhongduidanpianwujinxingleruanyingjianliantiao,shixianlexiangyinggongneng。
溫度控製的工作原理
在溫度測控係統中,穩壓器完成對單片機的供電,數碼管完成溫度的顯示。係統的被測參數是溫度,被測溫度首先由傳感器測量後得到mV信號,再經放大器放大後變為0~5 V電壓信號,送入A/D轉(zhuan)換(huan)器(qi)轉(zhuan)換(huan)後(hou),將(jiang)模(mo)擬(ni)信(xin)號(hao)變(bian)為(wei)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)供(gong)給(gei)單(dan)片(pian)機(ji),在(zai)單(dan)片(pian)機(ji)內(nei)進(jin)行(xing)數(shu)據(ju)處(chu)理(li)。一(yi)方(fang)麵(mian),與(yu)所(suo)設(she)定(ding)的(de)溫(wen)度(du)值(zhi)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)產(chan)生(sheng)偏(pian)差(cha)信(xin)號(hao),單(dan)片(pian)機(ji)根(gen)據(ju)預(yu)定(ding)的(de)PID算法計算出相應的控製量,用控製量控製電氣閥的導通和關斷,實現溫度控製;另一方麵,將實時測量得到的溫度送至數碼管顯示,同時用戶也可通過鍵盤來設定理想溫度。
單片機溫度采集電路
溫控係統包括單片機最小係統和測溫傳感器。單片機最小係統中,複位電路采用12 MHz晶振,複位電路由複位按鈕控製,同時提供單片機AT89C51、CAN控製器SJA1000和顯示接口器件PS7219的複位信號。單片機溫度采集電路如圖1所示,從RST引出線,分別與各芯片的複位信號線相連采用上電複位模式。

數模轉換電路
對輸出信號進行數模轉換中,DAC0832采用單緩衝工作方式。DAC0832的兩級寄存器的寫信號WR1和WR2均由單片機的WR引腳控製。當單片機的地址線選擇DAC0832後,隻要輸出WR控製信號,便可同時完成數字陽的輸入鎖存和D/A轉換輸出。由於DAC0832是電流輸出型,所以為了得到電壓信號,需在DAC0832的輸出端接入運算放大器。接入一級運算放大器可得到負的電壓信號,接入二級運算放大器,得到正的電壓信號。數模轉換電路如圖2所示。

圖2
SJA1000作為CAN的控製部分,在與單片機連接時,其數據線AD0~AD7與單片機的輸入輸出管腳P0口連接,片選信號CS接地,低電壓允許訪問,RST、1NT、WR、WD、ALE管腳分別與單片機的相應管腳連接,控製器的收發端RX0、TX0分別接收發器CTM1050的收發端RXD、TXD引腳相連。係統通信模塊電路如圖3所示。

圖3
當穩壓器LM7805對單片機進行供電時,220 V交流市電通過電源變壓器變換為交流低壓,再經橋式整流電路和濾波電容C1的整流和濾波,在固定式三端穩壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個並不穩定的直流電壓。此直流電壓經LM7805的穩壓和C3的濾波便在穩壓電源的輸出端產生了精度高、穩定度好的直流輸出電壓。
單片機AT89C51的P1.6作串行數據輸出,連接到PS7219的DIN腳,P1.7和P1.5通過程序分別模擬PS7219的時鍾脈衝CLK及數據加載LOAD信號。PS7219的SA~SG,SDP端連接到各LED數碼管對應的a~f及dp端,DIG1~DIG3分別接3位LED數碼管的共陰極,從而實現位選。PS7219應緊靠LED顯示器放置,且連線盡可能短,兩個GND引腳均必須連接到地線上。係統隻設4個按鍵,分別是功能鍵、增加鍵、減小鍵和確定鍵。在按鍵的線路連接中,每個按鍵並聯一個0.1μF電容,目的是實現消抖。
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