基于PIC单片机的热水控制器设计

技术分类: 嵌入式系统  | 2006-03-19
来源:中国元器件在线 | 作者:上海交通大学电子信息与电气工程学院 甘贤海,丁国清

       a) 按下定时加水按钮时,定时LED变亮,并以当前时间为定时时标,每24小时自动加水至设定水量;若长按此钮超过5 秒,定时LED 灭,并听到“嘟”一声进行水量设定,此后每按一下钮,水量显示加一档,1~4 档循环显示,不按此钮超过5 秒,再次听到“嘟”一声,水量设定完毕。系统的定时功能主要通过软件完成。PIC16C5X内带一个8 位定时器/计数器RTCC,在进行24 小时定时加水时采用了该定时器,RTCC及其相关电路如图5 所示。

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       由图5 可知,RTCC 工作状态由OPTION 寄存器控制,其中OPTION寄存器的RTS位用来选择RTCC的计数信号源,当RTS为“1”时,信号源为来自RTCC 引脚的外部信号,RTS 为“0”时,信号源为内部时钟。OPTION寄存器的PSA 位控制预分频器分配对象,当PSA为“1”,分配给RTCC,即外部或内部信号经过预分频器分频后再输出给RTCC。预分频器的分频比率由OPTION内的PS0~PS2决定。OPTION 的RTE 位用于选择外部计数脉冲的触发沿,当RTE为"1"时下降沿触发,“

0“时为上升沿触发。RTCC计数器采用递增方式计数,当计数至FFH 时,在下一个计数发生后,将自动复零,重新开始计数,以此循环下去。在实际设计中,OPTION寄存器为“00100111“,即定时器的信号源来自RTCC 引脚的外部信号,预分频器的分频比率为1:256,上升沿触发。RTCC引脚信号的输入频率为1kHz,因此RTCC 计数至FFH 时需65536ms。通用寄存器F0EH、F0FH用作定时暂存。当设置定时加水功能时,初始化RTCC、OPTION、F0EH、F0FH,开始进行定时,每隔256ms查询一次RTCC 的值,RTCC每循环一次,F0EH-F0FH增1,当增到1318时,24小时定时到,寄存器复位,自动加水。

       b) 按下恒温控制钮,恒温LED变亮,表示进行恒温控制,再按一下LED灭,取消恒温控制。与水量设定类似,长按后,进行温度设定。

       c) 按下手动加热钮时,加热LED变亮,加热至65℃,如水量少于1档,则先加水到1档,再按一次取消加热。

       d) 按下手动加水钮时,加水至设定水量值,长按可设定水量。手动加水过程中,再次按下取消加水。 正常情况下,两个七段码显示当前水温,另一个显示当前水位。水温测量 温度读取是通过与DS1820通信完成。DS1820通信功能是分时完成的,它有严格的时隙概念。因此系统对DS1820的各种操作必须按协议进行。

       操作协议为:初始化DS1820(发复位脉冲 →发ROM功能命令 →发存储器操作命令 →处理数据)。各操作时序图如图6 和图7 所示。 本程序中需用到的操作命令如下: SKIPROM 命令(CCH):此命令执行后,表示以后的存储器操作命令将针对在线的所有DS1820,由于本系统中只有一片DS1820,因此发出此命令后,就可对其进行操作。 CONVERT 命令代码[44H]:启动在线DS1280 进行温度A/D 转换。 READSCRATCHPAD 命令代码[BEH]:读取温度寄存器的温度值。 对DS1820操作的总体流程图如图8所示。其他功能程序 漏电检测、数据处理、定时计数等其他功能程序都根据程序运行时间进行了统筹设计,在此不再进行详述。

读写时序图

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初始化时序

 

DS1820 操作流程图

        四 结语

       电热水器单片机控制器具有新颖、价廉、安全、实用等优点,并且在国产电热水器上获得了成功应用。本文的一些方法也适用于冰箱、空调等家用电器的电脑控制设计中。



参考文献:
1 李东星,陈小牧. PIC16C5X系列单片机应用设计.北京:电子工业出版社.1996.1
2 Dallas Corp., DS18B20 Programmable Resolution One—Wire Digital Thermometer
3 《单线数字温度传感器资料》,武汉力源电子有限公司.1996.1
4 徐惠民等.单片微型计算机原理接口应用.北京邮电学院出版社.1989

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