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節能型供熱溫度控制器電路設計詳解

來源:互聯網 作者:秩名2015年03月13日 10:43

  大型公共建筑高能耗已成為建筑節能發展的瓶頸,為實現節能型的供熱溫度控制,文中采用了基于89C51單片機和CAN總線的設計方法,給出了供熱溫度控制器的總體設計方案,以及主要電路原理圖的引腳連接,并根據功能要求和實際電路設計了系統軟件,給出了主要程序的流程圖。最終對單片杌進行了軟硬件聯調,實現了相應功能。文中采用了基于89C51單片機和CAN總線的設計方法,給出了供熱溫度控制器的總體設計方案,以及主要電路原理圖的引腳連接,并根據功能要求和實際電路設計了系統軟件,給出了主要程序的流程圖。最終對單片杌進行了軟硬件聯調,實現了相應功能。

  溫度控制的工作原理

  在溫度測控系統中,穩壓器完成對單片機的供電,數碼管完成溫度的顯示。系統的被測參數是溫度,被測溫度首先由傳感器測量后得到mV信號,再經放大器放大后變為0~5 V電壓信號,送入A/D轉換器轉換后,將模擬信號變為數字信號供給單片機,在單片機內進行數據處理。一方面,與所設定的溫度值進行比較產生偏差信號,單片機根據預定的PID算法計算出相應的控制量,用控制量控制電氣閥的導通和關斷,實現溫度控制;另一方面,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

  溫控系統包括單片機最小系統和測溫傳感器。單片機最小系統中,復位電路采用12 MHz晶振,復位電路由復位按鈕控制,同時提供單片機AT89C51、CAN控制器SJA1000和顯示接口器件PS7219的復位信號。單片機溫度采集電路如圖2所示,從RST引出線,分別與各芯片的復位信號線相連采用上電復位模式。

  節能型供熱溫度控制器電路設計詳解

  數模轉換電路

  對輸出信號進行數模轉換中,DAC0832采用單緩沖工作方式。DAC0832的兩級寄存器的寫信號WR1和WR2均由單片機的WR引腳控制。當單片機的地址線選擇DAC0832后,只要輸出WR控制信號,便可同時完成數字陽的輸入鎖存和D/A轉換輸出。由于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3所示。

  節能型供熱溫度控制器電路設計詳解

  CAN通信模塊電路

  SJA1000作為CAN的控制部分,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,控制器的收發端RX0、TX0分別接收發器CTM1050的收發端RXD、TXD引腳相連。系統通信模塊電路如圖4所示。

  節能型供熱溫度控制器電路設計詳解

  電源電路及溫度顯示、按鍵電路

  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兩端形成一個并不穩定的直流電壓。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的時鐘脈沖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。系統只設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,每個按鍵并聯一個0.1μF電容,目的是實現消抖。

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