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基于DC88S3066單片機的智能溫度控制器在電熱毯中的研究

來源:發表時間:2017-08-03 12:16:01

摘要:本文基于DC88S3066單片機設計的一款智能電熱毯,該系統包含有數碼管顯示電路,按鍵電路以及溫度檢測反饋電路,可以實現電熱毯工作溫度的智能控制。通過對溫敏電阻的監測,反饋到單片機中,再經由單片機控制開關管的開斷,進而實現對電熱毯溫度的智能控制,智能控制類型的電熱毯可以實現對實時的溫度檢測和控制,提高了電熱毯的安全性和節能性。


引言

    由于我國幅員遼闊,南北溫度差異很大,到了冬天,我國北方的氣溫會驟降,電熱毯成為許多家庭取暖的方式之一,然而近幾年的冬天,我國南方很多地區都出現了大規模的降雪,氣溫驟降,嚴重影響了人們的正常生活,電熱毯的使用將會大大的解決人們的取暖問題,然而在市面上很多的電熱毯都是不合格的,存在很多的安全問題。


    由于北方家庭中對電熱毯的需求量比較大,但市場的監管力度不夠,就造成了假冒偽劣產品較多,劣質的電熱毯也一直是引發火災的重大隱患,雖然有些正規廠家會使用阻燃面料和阻燃加熱線,但效果仍舊不是很理想。電熱毯作為一種貼身的家用電器,一旦發生安全事故,對廣大消費者的生命和財產將造成極大的威脅。而將傳感器技術和智能控制技術融入到電熱毯中,實現對電熱毯的實時監控,可以極大限度的降低電熱毯因質量或者人為過失等因素而帶來的危害。


1、系統設計方案

    該系統是一種帶有反饋回路的閉環控制系統。通過對熱敏電阻的電壓值進行 AD 采集,來實現對電熱毯溫度的實時監控,從而通過單片機對電熱毯的加熱與否進行控制。本文使用 DC88S3066 單片機作為主控芯片,該芯片非常適用于家電控制板上面,在家電控制領域具有很高的性價比。外圍電路有:LED 數碼管顯示電路、輸出控制電路、溫度采集反饋電路等,實現了對電熱毯工作溫度和時間的控制。


    該溫控系統首先通過溫度采樣模塊,對電熱毯的溫度進行 AD 采集,轉換成數字信號并傳送到單片機,單片機將采集到的信號進行譯碼處理,通過數碼管將其顯示出來,同時單片機系統將會不斷的進行按鍵掃描、按鍵的溫度設定、按鍵的定時設置以及溫度控制等的程序處理,通過比較設定溫度與采集溫度,實現智能控制電熱毯的加熱、降溫和停止工作的狀態。該系統的框圖如圖 1 所示。


2? 系統硬件介紹

■ 2.1 DC88S3066 簡介

    DC88S3066 單片機是一款有 16K 字節 Flash 的 8 位單片機。該芯片具有 16k 字節 FLASH, 256 字節 IRAM, 通用 I/O 口,基本間隔定時器,8/16 位定時器 / 計數器 , 實時定時器 ,12 位 A/D 轉換,片內振蕩和時鐘電路等特點。同時DC88S3066 也支持節電模式以減少電量消耗。

■ 2.2 穩壓電路模塊

    該電路通過 78L05 穩壓芯片將 36V 的輸入電壓穩壓到 5V,用于給單片機提供穩定的輸入電壓。78L05 是一種單片雙極型線性集成電路,其最大輸出電流可以達到100mA,具有低噪聲、高紋波抑制比和熱過載保護等特點,性價比較高。穩壓電路如圖 2 所示。

■ 2.3 溫度采集模塊

    考慮到實際的電熱毯上都是帶有溫敏電阻的,所以我們并未采用普通的溫度采集模塊,如 DS18B20,而是直接使用的溫敏電阻,由溫敏電阻的特性,我們通過對溫敏電阻兩端的進行 AD 采樣,得到溫敏電阻兩端的電壓值,經過計算,從而進一步得到電熱毯的溫度。溫度采集反饋模塊如圖3 所示。


■ 2?4 其他外圍電路

    按鍵電路共有4個功能鍵,分別是“按鍵+”、“按鍵-”、“開關”和“功能”鍵。這四個鍵用來實現對電熱毯的加熱溫度、加熱時間的自由設定。設定的值經由數碼管顯示,LED 燈用于顯示電熱毯當前的工作狀態。


3? 系統軟件介紹

    本文基于 DC88S3066 單片機,對電熱毯的溫度進行實時采集,以及對采集到的溫度值進行分析,作出相應的處理。該系統使用 Keil μVision5 編譯環境和 C 語言來實現系統的軟件設計,流程圖如圖 4 所示。


    該程序首先對外設和系統進行初始化,初始化后,將會對加熱溫度和定時時間進行默認的設定,設定好溫度和時間后,開始進行溫度采集,可以通過外部的按鍵對控制器進行溫度和時間設定,將采集到的溫度值與事先設定的溫度值進行比較,若采集到的溫度值大于設定溫度值,則電熱毯停止加熱;若采集的溫度值小于設定溫度值,程序控制電熱毯繼續加熱。同時在整個程序運行的過程中,不斷地將計時器與設定的時間相比較,一但到達設定時間,不管溫度是否達到設定值,系統都會直接切斷電源,停止工作。


4? 結束語

    本系統采用了 DC88S3066 單片機作為控制核心,對溫敏電阻經由電路進行 AD 采集并由軟件將得到的數據轉換成相應的溫度值,將數碼管作為顯示器,場效應管作為加熱控制開關,實現了電熱毯的智能溫度及定時控制。


    該系統具有良好的穩定性,可以精確地對電熱毯的溫度進行實時的監控,并能夠及時的作出反應,實現智能溫度控制。該系統可以使電熱毯溫度保持恒定,使用起來更加的方便舒適,智能定時功能使電熱毯使用起來更加的安全。該系統硬件連接簡單,而且方便易于實現,并具有很好的經濟價值。


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