基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-23 19:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的, 當(dāng)外圍器件仍處于工作模式時, CPU可根據(jù)當(dāng)前的工作狀態(tài)在適當(dāng)?shù)臅r候地進(jìn)入睡眠狀態(tài), 內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)以及所有特殊寄存器值將將保持原值不變。睡眠狀態(tài)可被任一一個中斷所終止或通過外部硬件復(fù)位喚醒。掉電模式是指當(dāng)VCC（電源電壓）低于電源電壓的下限時, 當(dāng)振蕩器的頻率為0時, CPU 將會停止指令的執(zhí)行。此時該芯片內(nèi)RAM的數(shù)據(jù)和特殊功能寄存器中的值保持原萊來值不變, 一直維持到掉電模式被終止。只有當(dāng)VCC（電源）的電壓恢復(fù)到正常工作范圍（高于電壓的下限）而且在振蕩器穩(wěn)定振蕩后，通過外部硬件的復(fù)位，掉電模式則可被終止退出。MOC3041 是常用雙向晶閘管輸出的光電耦合器(固態(tài)繼電器)，帶過零觸發(fā)電路，輸入端的控制電流為15mA，輸出端的額定電壓為400V，輸入輸出端隔離電壓為7500V。傳統(tǒng)的方法都是采用移相觸發(fā)的晶閘管，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角而達(dá)到控制功率大小的效果，不僅同步檢測的電路非常的復(fù)雜，而且會在晶閘管導(dǎo)的通瞬間會產(chǎn)生高次的諧波干擾，引起電網(wǎng)的電壓產(chǎn)生波形畸變，影響到其他電子設(shè)備和電子通訊系統(tǒng)的正常運(yùn)行，本設(shè)計(jì)中采用過的零觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通以及關(guān)斷時間的比值來調(diào)節(jié)功率的大小，因?yàn)檫^零觸發(fā)不會改變電壓的波形而是改變的只是電壓全波通過的次數(shù)，并不會對電網(wǎng)造成干擾，所以，本設(shè)計(jì)采用過零的觸發(fā)方式。MOC3041芯片內(nèi)部包含過零檢測的電路，在輸入引腳1輸入的電流為15mA的時候，輸出引腳和輸出引腳4之間的電壓剛剛過零時，內(nèi)部的雙向晶閘管開始導(dǎo)通，從而觸發(fā)外部的晶閘管導(dǎo)通，在MOC3041輸入引腳的輸入電流為0時，內(nèi)部的雙向晶閘管被關(guān)斷，從而外部的晶閘管也被關(guān)斷。 M0C3041邏輯引腳圖可控硅分為單向可控硅和雙向可控硅兩種,由外層的P極與N極引出兩個電極,分別稱為陽極與陰極,由中間的P極引出一個可控硅的控制極G極。 單向的可控硅有其獨(dú)特的特性為:當(dāng)陽極被接反向電壓,或者陽極被接正向電壓但控制極不加控制電壓時,可控硅都是不導(dǎo)通,而陽極與控制極同時被接正上向電壓時,控制極的電壓便失去了對可控硅的控制作用,這時不論控制極有沒有控制電壓,也不論控制極的控制電壓的極性是如何,將會一直保持在導(dǎo)通的狀態(tài)。要想關(guān)斷此可控硅,只有把可控硅陽極電壓降到某一臨界值或者反向。 雙向的可控硅的引腳多數(shù)是按TTG的順序從左至右排列(電極引腳向下,面對有字符的一面時).加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時間改變時,就能改變其導(dǎo)通電流的大小。 與單向可控硅的區(qū)別是,當(dāng)雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時,其導(dǎo)通方向就隨著極性的變化而改變,從 ,所以可控硅有單雙向之分。本設(shè)計(jì)所使用的可控硅為BTA08，其參數(shù)如下：Tstg——貯存溫度40~125℃Tj——結(jié)溫40~125℃PGM——峰值門極功耗 5WVDRM——重復(fù)峰值斷態(tài)電壓 600VIT（RMS）——RMS通態(tài)電流（Ta=89℃） 8AVGM——峰值門極電壓 10VIGM——峰值門極電流 ITSM——浪涌通態(tài)電流(一個周期50/60HZ,峰值,不重復(fù)) 80/88AVISO——絕緣擊穿電壓（RMS，交流1分鐘1500V ）因?yàn)閿?shù)碼管需要段碼和位碼，這樣就大量的占用了單片機(jī)的I/O口，為了使I/O口得到充分的使用，本設(shè)計(jì)采用74LS164作為段碼的選擇輸出電路，即節(jié)省了I/O引腳也省去了LED的驅(qū)動電路，簡化了電路的設(shè)計(jì)和程序的編寫，提高個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)效率。移位寄存器74LS164的引腳如圖26所示：其引腳功能如下：A、B —— 串行輸入端；Q0～Q7 —— 并行輸出端； —— 清除端，低電平有效；CLK —— 時鐘脈沖輸入端，上升沿有效。多片74LS164串聯(lián)，能實(shí)現(xiàn)多位LED靜態(tài)顯示。每擴(kuò)展一片164就可增加一位顯示。MR接+5V，不清除。但是本設(shè)計(jì)為了使電路的設(shè)計(jì)更加簡單易于實(shí)現(xiàn)，采用了4位一體的共陽極數(shù)碼管，因此只能實(shí)現(xiàn)動態(tài)的顯示數(shù)據(jù)。LED顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中常見的輸出器件，而在單片機(jī)的應(yīng)用上也是被廣泛運(yùn)用的。如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡單易行。LED數(shù)碼管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，它包含若干個發(fā)光二極管。當(dāng)其中某個發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點(diǎn)或一個筆畫就會發(fā)亮；控制二極管導(dǎo)通在不同的組合，就能顯示出各種不同的字符，常用的LED數(shù)碼管有7段和“米”字段兩種。這種數(shù)碼管有共陽極與共陰極兩種類型。共陰極LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陰極端連在一起，一般此共陰極接地。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，電流導(dǎo)通，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被點(diǎn)亮顯示。與之類似，共陽極LED數(shù)碼管的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此共陽極接正極的電壓，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極被接到低電平時，電流導(dǎo)通，發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被點(diǎn)亮顯示。本次設(shè)計(jì)所用的LED數(shù)碼管為共陽極的7段數(shù)碼管。LED數(shù)碼管的使用方式與發(fā)光二極管的使用方式相同，根據(jù)材料的不同正向壓降一般為15～2V，額定電流為10mA，最大電流為40mA。靜態(tài)顯示時取10mA為宜，動態(tài)掃描時顯示可加大脈沖電流，但一般不都超過40mA。本設(shè)計(jì)采用的是4位一體的共陽極數(shù)碼管，數(shù)碼管的原理圖和引腳表示如下圖：在傳統(tǒng)的模擬信號遠(yuǎn)距離的溫度測量系統(tǒng)中，模擬信號很容易受到干擾，而產(chǎn)生測量誤差，影響測量的精度。因此，在溫度測量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力較強(qiáng)的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的最有效的方案。DS18B20數(shù)字溫度傳感器，與傳統(tǒng)熱敏電阻所不同的是，集成在單個芯片，采用單了總線技術(shù)，這樣能夠有效的減小外界的干擾，提高溫度測量的精度。同時，它可以直接將被測溫度的模擬信號轉(zhuǎn)化
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