【正文】 圖 1 建筑物內(nèi)溫度控制 Fig1 Building temperature control 注： ； 2. D— 電磁閥； 3. S管道溫度和流量傳感器。通過鍵盤顯示模塊，可以顯示管道流量、溫度、時段、通信通道狀態(tài)等信息，并進行調(diào)節(jié) [3］ 。而溫度的采集主要是由溫度傳感器來處理，這就要求本系統(tǒng)要用到溫度傳感器。所以，對主管道是否處在正常的工作模式即管道壓力是否處于正常值的范圍的檢測就顯得尤為重要。所以綜上考慮，本系統(tǒng)選用 RFID 射頻卡技術(shù) 報警 電路 的方案設(shè) 計 采用射頻卡設(shè)置預(yù)存消耗水量值，預(yù)存水量不足時，發(fā)出報警。這樣的供暖方式存在著水力失調(diào)和熱力失調(diào)現(xiàn)象，使得熱量分配不均，造成冷熱不均現(xiàn)象，不僅浪費能源而且供暖不勻。 P0 口有三個 功能 （ 1）外部擴展存儲器時，當做數(shù)據(jù)總線 .（ 2）外部擴展存儲器時，當作地址總線 .（ 3）不擴展時，可做一般的 I/O 使用，但內(nèi)部無上拉電阻，作為輸入或輸出時應(yīng)在外部接上拉電阻。當 DS18B20 處于寫存儲器操作和溫度 A/D 轉(zhuǎn)換操作時，總線上必須有強的上拉，上拉開啟時間最大為 10us。 圖 10 Fig10 Benchmark V power supply C5 和 C6 的作用是為了消除在負載電流變化時不致引起電壓較大的波動，消除高頻噪聲和改善輸出的瞬態(tài)特性。 壓力檢測 電路 的設(shè)計 壓力檢測電路主要是用來檢測主控制器管道的供熱壓力，使壓力的變化轉(zhuǎn)化成電壓的變化從而采集物理量，通過 A/D 轉(zhuǎn)換 ,導(dǎo)入單片機中。這 8 個鍵的功能為左右移動、上下移動、返回、確認、開機、功能選擇。下面先對 8255 與 74LS245 做一下簡單介紹。這樣顯示器的段口地址為 FCF7H，位口地址為 FDF7H。 時鐘芯片 系統(tǒng)時鐘采用 PCF8583 芯片，它提供準確的日期和時鐘，保證單片機對暖期、供暖時段進行正確的分析。本設(shè)計用到了 DA 轉(zhuǎn)換芯片 MAX539，變流器 AD694，還有一個設(shè)定2V的基準電源。接地： 02V；懸空： 010V’ 5 腳（ COM）：公共端。 16 腳（ VOSADI）：同上 屋外主控制器的電動閥驅(qū)動控制電路的原理圖如圖 25 所示。 使用 MAX1487 則為半雙工應(yīng)用設(shè)計。由于整流、濾波電路輸出的直流電壓穩(wěn)定性較差，當電網(wǎng)電壓波動或負載變化時輸出電壓也隨之而變化，采用穩(wěn)壓電路后，輸出電壓的穩(wěn)定程度將大為提高。所有器件都工作在 5V單電源下。 11 腳（ Iout）：增壓引 腳。 圖 24 AD694的管腳圖 Fig24 AD694 Pin drawing 1 腳（ FB： 緩沖放大器輸出引腳。屋內(nèi)的溫度正常，不需要控制電磁閥時，單片機通過 PC5 端輸出低電平導(dǎo)通晶體管 Q3 截止，則 Q2 截止，電源處于關(guān)斷狀態(tài)。預(yù)存水量不足時單片機會發(fā)出一個射頻卡預(yù)設(shè)的信息 ,輸出高電平接至蜂鳴器電路，三極管集射導(dǎo)通，蜂鳴器電路導(dǎo)通報警。 圖 17 鍵盤顯示接口的電路 Fig17 Keyboard display interface circuit 8255 的 D0 口接單片機的 P0 口， A0、 A1 作為控制總線接單片機的 、 。 顯示電路的電路圖 15 是所示。 列線通過上拉電阻接到 +5V 上。 1234P7GND+12V32184U16ALM358ANGND51R24C17GND10UFC16VCCGND1234P7D66V150R28GNDGNDGND+12VAGNDD01 17 圖 12 流量監(jiān)測電路 Fig12 Traffic monitoring circuit ZRNLUG 渦街流量計的輸出信號是 420mA 的電流信號，經(jīng)過一個下拉電阻變成電壓信號。 AD 轉(zhuǎn)換工作原理 AIN01AIN12AIN23AIN34AIN45AIN56AIN67AIN78AIN89AIN911AIN1012REE+14EOC19CLK18DIN17DOUT16CS15GND10REE13VCC20U6TLC2543CSADDOUTDINCLKEOCREE104C3GND +5VD01AIN01AIN12AIN23AIN34AIN45AIN56AIN67AIN78AIN89AIN911AIN1012REE+14EOC19CLK18DIN17DOUT16CS15GND10REE13VCC20U6TLC2543 15 圖 9 A/D轉(zhuǎn)換電路 Fig9 A/D conversion circuit TLC2543 的 I/O 時鐘、數(shù)據(jù)輸入、片選信號由 、 、 提供，轉(zhuǎn)換結(jié)果由 口串行讀出 。 VCC2GND3PFI4PFO5WDI6RST7WDO8MR1U9MAX813200R18GNDC8+5V123U11DS18B20 13 圖 6 DS18B20的管腳排列 Fig6 Pin arrangement of DS18B20 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64 位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報警觸發(fā)器 TH、 TL、配置寄存器。（ 4）與 8051 兼容的指令（ 5） 4 個 8 位 I/O 口（ 6）擴展的 4 位I/O 和等待信號線（ 44 腳的 PLCC 或 QFP 封裝提供）。 本設(shè) 計采 用串行 存儲器EEPROM24LC256。因為各個用戶的需要的供暖情況不同，用水流量也不同，采用射頻卡設(shè)置預(yù)存消耗水量值。 其輸出為 420mA的電流信號，便于 傳感器可安裝在室內(nèi) 與室外 ， 也可 安裝在水平、垂直或傾斜（流體的流向自下而上）的與其公稱通徑相應(yīng)的管道上?？梢怨ぷ饔谳^低的時鐘頻率下。 而屋內(nèi)控制器根據(jù)房間內(nèi)的溫度，控制其主管道流量；我們可將主控制器分為 多個模塊。 主要設(shè)計技術(shù)指標與參數(shù)：（ 1）溫度測量范圍： 40℃ ~100℃； （ 2）溫度測量精度：小于 %；溫度控制精度：177。由于具有上述優(yōu)點，在我國，單片機已廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機電一體化設(shè)備等各個方面，而 51 單片機是各單片機中最為典型和最有代表性的一種。 重點闡述了 單片機 的工作原理、 與各個功能 之間的接口、 擴展、 數(shù)據(jù)傳遞、通信協(xié)議 以及驅(qū)動 。因為供暖是按面積收取的，不是按采暖量，再加上沒有一種裝置自動控制供熱管道、自動調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，人工開啟、關(guān)閉閥門又過于麻煩，所以大多采取開窗通風(fēng)的方式來降低室內(nèi)溫度，使熱能白白浪費掉了；還有，白天大多數(shù)家庭成員或是上班，或是上學(xué)，家里沒人，但暖氣還照常開著，也浪費了很多能源?？刂破鲝膯纹瑱C價格考慮采用 77E58 單片機 對于數(shù)據(jù)存儲量 大的要求，用到了 EEPROM 存儲器。我們可以將主控制器分為多個模塊。它具有體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利的條件。溫度測量范圍寬，能測到 55— 125 度的溫度，在 10 到 +85 度時精度為正負 度。顯示電路可以把溫度、流量、壓力、余額等信息顯示出來，以便人們進行合理調(diào)度及安排。本設(shè)計中它與時鐘芯片 PCF8563 相結(jié)合，存儲大量的時段溫度等狀態(tài)信 息。 調(diào)節(jié)形式上電動閥可以粗略控制開度實現(xiàn)原理就是在電機轉(zhuǎn)動過程中停止 ， 電磁閥只能控制全開全關(guān) 。 (2) 獨立的看門狗輸出，如果看門狗輸入在 內(nèi)未被觸發(fā)，其輸出將由高電平變?yōu)榈碗娖?。大多數(shù)常用的數(shù) /模轉(zhuǎn)換器的數(shù)字輸入是二進制或 BCD 碼形成的，輸 14 出是電流或是電壓，而多數(shù)是電流。 雷諾數(shù) Re 在 102~105 范圍內(nèi)， St 值約為 ，因此，在測量中，要盡量滿足流體的雷諾數(shù)在 102~105，旋渦頻率 f=。而該電路輸出的電壓信號經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換電路變成數(shù)字信號傳到單片機內(nèi)。要 19 想每位顯示不同的字符，就必須采用掃描方法流點亮各位 LED，即在每一瞬間只使某一位顯示字符。 A0A1A2A3A4A5A6A7GDIRB0B1B2B3B4B5B6B7U274S245GNDVCCf9g10e1d2Kc4DP5b6a7DS1f9g10e1d2Kc4DP5b6a7DS2f9g10e1d2Kc4DP5b6a7DS3f9g10e1d2Kc4DP5b6a7DS4f9g10e1d2Kc4DP5b6a7DS5f9g10e1d2Kc4DP5b6a7DS612U5ASN74LS07D34U5BSN74LS07D56U5CSN74LS07D98U5DSN74LS07D1110U5ESN74LS07D1312U5FSN74LS07DPB0 PB1 PB2 PB3 PB4 PB52KR12KR22KR52KR62KR72KR82KR92KR10B0B1B2B3B4B5B6B7+5VA0A1A2A3A4A5A6A7GDIRB0B1B2B3B4B5B6B7U274S245 20 圖 16 74LS245 引腳圖 Fig16 74 ls245 pin drawing 74LS245 還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。接 在集電極的光指示亮， R9 起到保護作用。 驅(qū)動控制電路的設(shè)計 電磁閥的驅(qū)動控制電路 屋內(nèi)的驅(qū)動控制設(shè)計要用到電磁閥來控制管道流量。 REF2920AIDBZT 是一個基準電源芯片，其電源特性如下表所示。 8 腳（ 2V SENSE） :2V參考電壓輸出端。 通信電路的設(shè)計 屋內(nèi)外的的控制狀態(tài)信息由 RS485 來完成，此處用到的芯片為 MAX487。屋內(nèi)的控制器只需一個通訊電路。 圖 26 通信電路 Fig26 Communication circuit 電源電路設(shè)計 由于不同的本設(shè)計的外用電源時 AC220V，而各個模塊所需的電源也不同，有的為 +12V，有的為 +5V,因而需要設(shè)計儀的電源電路。 MAX487 具有限擺率驅(qū)動器，可以減小 EMI，并降低由不恰當?shù)慕K端匹配電纜引起的反射，實現(xiàn)最高250kbps 的無差錯數(shù)據(jù) 傳輸。采用 2V參考電壓時，要求電源電壓 +— +36V 9 腳（ 4mA ON/OFF）： 4mA 偏置電流選通端。 DIN1SCLK2CS3DOUT4GND5REFIN6Vout7VCC8U19MAX539 25 圖 23 2V基準電源 Fig23 2V Power supply MAX539 的 REFIN 接了 正 的 基準電壓端 ，它由下圖的穩(wěn)壓基準電源提供，以便信號的采集于的傳送。它的 結(jié)構(gòu)原理巧妙地將先導(dǎo)電磁閥、 手動閥 和 節(jié)流閥 組合于一體，先導(dǎo)閥接受電信號開關(guān)后帶動主閥動作。要用到有蜂鳴器組成的報警電路。 當片選端 /CE 低電平有效時， DIR=“0”，信號由 B 向 A 傳輸；（接收） DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當 CE 為高電平時， A、 B 均為高阻態(tài)。如此輪流，使每位分時顯示該位應(yīng)顯示字符。 壓力檢測電路的工作原理 圖 13 壓力檢測電路 Fig13 Pressure detection circuit 18 LM324 是四運放集成電路 。 ZRNLUG 渦街流量計的管腳排列如圖 11 所示。在多數(shù)電路中，數(shù) /模轉(zhuǎn)換器的輸出需要 A/D轉(zhuǎn)換芯片來實現(xiàn)，本設(shè)計便采用用到的芯片為 TLC2543[7］ 。低電平有效的