【文章內(nèi)容簡介】 電源電壓進行監(jiān)視的場合，大 多采用這種方式。 本次設計采用了上電按鈕電平復位電路。電路圖如圖 2. 2 所示。 RESC31 0 u FR91 0 kX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1K 圖 2. 2 復位電路圖 由上可見，單片機的硬件結(jié)構(gòu)具有功能部件種類全，功能強等特點。特別值得一提的是該單片機 CPU 中的位處理器，它實際上是一個完整的 1 位微計算機，這個 1 位微計算機有自己的 CPU、位寄存器、 I/O 口和指令集。 1 位機在開關決策、江蘇城市職業(yè)學院 6 邏輯電路仿真、過程控制方面非常有效；而 8 位機在數(shù)據(jù)采集，運算處理方面有明顯的長處。 MCS51 單片機中 8 位機和 1 位機的硬件資源復合在一起，二者相輔相承，它是單片機技術上的一個突破，這也是 MCS51 單片機在設計的精美之處。 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ADC0809 對系統(tǒng)精度至關重要的 A/D 轉(zhuǎn)換換器，采用的是 ADC0809[2]。 （ 1） 內(nèi)部結(jié)構(gòu) ADC0809 片內(nèi)帶有鎖存功能的 8 路模擬多路開關，可 對 8 路 05V 的輸入模擬電壓信號分時進行轉(zhuǎn)換，片內(nèi)具有多路開關的地址譯碼和鎖存電路、比較器、256R 電阻 T 形網(wǎng)絡、樹狀電子開關、逐次逼近寄存器 SAR、控制與時序電路等。輸出具有 TTL 三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到單片機數(shù)據(jù)總線上。 （ 2） 引腳及功能 ADC0809 的芯片引腳如 圖 所示 。 圖 ADC0809 的芯片引腳圖 引腳功能介紹如下所述： IN0—IN7： 8 路模擬量輸入通道的端口。輸入信號為單極性，電壓范圍為05V。 START， ALE： START 為啟動控制輸入端口， START 上跳沿時，所在內(nèi)部寄存器清零； START 下跳時，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換；在 A/D 轉(zhuǎn)換期間， START就保持低電平。 ALE 為地址鎖存控制信號端口。這兩個信號端可連接在一起，當通過軟件輸入一個正脈沖，便立即啟動模 /數(shù)轉(zhuǎn)換。 江蘇城市職業(yè)學院 7 EOC， OE： EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號脈沖輸出端口， OE 為輸出允許控制端門。這兩個信號亦可連接在 一起表示模 /數(shù)轉(zhuǎn)換結(jié)束。 OE 端的電平由低變高，打開三態(tài)輸出鎖存器，將轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量輸出到數(shù)據(jù)總線上。 REF(+)、 REF()、 Vcc\GND： REF(+)和 REF()為參考電壓輸入端， Vcc為主電源輸入端， GND 為接地端。一般 REF(+)與 Vcc 連接在一起， REF()與GND 連接在一起。 CLK：時鐘輸入端。 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供，因此有時鐘信號引腳。通常使用頻率為 500KHz 以下時鐘信號。 ADDA、 ADDB、 ADDC： 8 路模擬開關的 3 位地址選通輸入端，以選擇對 應的輸入通道。 ADC0809 功能如下所述： ① 分辨率為 8 位； ② ADC0809 最大不 可 調(diào)誤差小于 177。1/2LSB，ADC0809 小于 177。1LSB； ③ 由單一的 +5v 電源供電，模擬輸人范圍為 0～5V； ④ 具有鎖存控制的 8 路模擬開關； ⑤ 可鎖存三態(tài)輸出，輸出與 TTL兼容； ⑥ 功耗為 15mW； ⑦ 不必進行零點和滿度調(diào)整； ⑧ 轉(zhuǎn)換速度取決于芯片的時鐘頻率，時鐘頻率范圍： 101280kHz，當 CLK=500kHz時，轉(zhuǎn)換速度為 128us。 ADC0809 與單片機 AT89C51 接口連接如圖 。 E O CE O CX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0. 0/ A D 039P 0. 1/ A D 138P 0. 2/ A D 237P 0. 3/ A D 336P 0. 4/ A D 435P 0. 5/ A D 534P 0. 6/ A D 633P 0. 7/ A D 732P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78P 3. 0/ R X D10P 3. 1/ T X D11P 3. 2/ I N T 012P 3. 3/ I N T 113P 3. 4/ T 014P 3. 7/ R D17P 3. 6 / W R16P 3. 5/ T 115P 2. 7/ A 1 528P 2. 0/ A 821P 2. 1/ A 922P 2. 2/ A 1 023P 2. 3/ A 1 124P 2. 4/ A 1 225P 2. 5/ A 1 326P 2. 6/ A 1 427U1A T 89 C 5 1O U T 121A D D B24A D D A25A D D C23V R E F ( + )12V R E F ( )16I N 31I N 42I N 53I N 64I N 75S T A R T6O U T 58E O C7OE9C LO C K10O U T 220O U T 714O U T 615O U T 817O U T 418O U T 319I N 228I N 127I N 026A L E22U3A D C 08 0 847%R V 14. 7 kU 3( C LO C K ) 江蘇城市職業(yè)學院 8 圖 ADC0809 與單片機 AT89C51 接口連接圖 LM339集成電路 LM339 內(nèi)置四個翻轉(zhuǎn)電壓為 6mV 的電壓比較器 ,當電壓比較器輸入端電壓正向時 (+輸入端電壓高于 入輸端電壓 ), 置于 LM339 內(nèi)部控制輸出端的三極管截止 , 此時輸出端相當于開路 。 當電壓比較器輸入端電壓反向時 (輸入端電壓高于 +輸入端電壓 ), 置于 LM339 內(nèi)部控制輸出端的三極管導通 , 將比較器外部接入輸出端的電壓拉低 ,此時輸出端為 0V。 IGBT 絕緣柵雙極晶體管 (Iusulated Gate Bipolar Transistor)簡稱 IGBT,是一種集 BJT 的大電流密度和 MOSFET 等電壓激勵場控型器件優(yōu)點于一體的高壓、高速大功率器件。 目前有用不同材料及工藝制作的 IGBT, 但它們均可被看作是一個 MOSFET 輸入跟隨一個雙極型晶體管放大的復合結(jié)構(gòu)。 IGBT 有三個電極 (見上圖 ), 分別稱為柵極 G(也叫控制極或門極 ) 、集電極 C(亦稱漏極 ) 及發(fā)射極 E(也稱源極 ) 。 從 IGBT 的下述特點中可看出 , 它克服了功率 MOSFET 的一個致命缺陷 , 就是于高壓大電流工作時 , 導通電阻大 , 器件發(fā)熱嚴重 , 輸出 效率下降。 IGBT 的特點 : , 是 MOSFET 的數(shù)十倍。 , 柵驅(qū)動功率極小 , 驅(qū)動電路簡單。 。在給定芯片尺寸和 BVceo 下 , 其導通電阻 Rce(on) 不大于 MOSFET的 Rds(on) 的 10%。 江蘇城市職業(yè)學院 9 , 安全工作區(qū)大 , 在瞬態(tài)功率較高時不會受損壞。 , 關斷時間短 ,耐壓 1kV~ 的約 、 600V 級的約 , 約為GTR 的 10%,接近于功率 MOSFET, 開關頻率直達 100KHz, 開關損耗僅為 GTR 的30%。 IGBT 將場控型器件的優(yōu)點與 GTR 的大電流低導通電阻特性集于一體 , 是極佳的高速高壓半導體功率器件。 電磁爐無鍋檢測模塊 無 鍋檢測電路的任務是檢查電磁爐上是否有鍋，若放有合適的鍋，便進行連續(xù)加熱工作或者保溫工作；若沒有鍋，便停止加熱并發(fā)出無鍋報警，提示用戶現(xiàn)在無鍋，以便做相應處理；如果在無鍋報警中途有鍋放上去了，則繼續(xù)加熱工作。 如圖 所示， 本系統(tǒng)檢 鍋模塊通過電流檢測電路來實現(xiàn) ，檢測原理 [3][8]： R17分壓， D C10 構(gòu)成一個濾波電路， LM339 作為電壓比較器；當 LM339 的 7 腳電壓高于 6 腳時，輸出一個高電平， 可通過測定一個無鍋檢測電壓臨界值 ()，若當系統(tǒng)啟動 50ms 以上時，電壓小于此臨界值，則認為是無鍋，若無鍋，則從電磁爐工作原理上進行解釋，即認為是內(nèi)部加熱線圈沒有負載，也就沒有功耗，所以主回路只有很小的輸入電流，取樣電壓也很低，即單片機檢測到的電壓將很低。 系統(tǒng)自動報警， 關斷控制線；若電壓高于臨界值，則認為有鍋，恢復原來的工作狀態(tài) ； 無鍋檢測時，按關機鍵， 仍 能關機。 無鍋檢測電路設計如圖 。 T O 喇叭T R 2T R A N 2P 2 SC9R2+5V220V交流D41N41 4 8R 1 7 C 1 1761312U 6 : ALM 33 9Q22N23 6 9+5V+ 5 VC 1 0R 1 825 k電流互感器 圖 無鍋檢測電路圖 江蘇城市職業(yè)學院 10 定時控制模塊 電路包 括信號發(fā)生器、時間顯示電路、按鍵電路以及指示電路等幾部分。 按鍵功能說明： K1：用來設置定時時間的小時，設置小時每按一下，時鐘加一 。 K2：設置定時的分鐘，每按一下，分鐘加一 。 K3：定時設定確認鍵，設置完后按一下 K3 確認并退出。顯示會自動從 00：00 開始計時。 K4：定時設置，起始時間為 00： 00；設置首先按一下 K4，然后按其他鍵設置定時時間。 時鐘電路設計， 原理圖中的 C C2 電容起著系統(tǒng)時鐘頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本定時 模塊中 C C2 選擇 30 pF，晶振頻率為 12MHz。 其電路設計 如 圖 。 圖 定時控制電路圖 江蘇城市職業(yè)學院 11 定時指示可以有聲或光兩種形式，本系統(tǒng)采用聲音指示。關鍵元件是揚聲器，揚聲器有無源和有源兩種，前者需要輸入聲音頻率信號才能正常發(fā)聲，后者則只需外加適當直流電源電壓即可，元件內(nèi)部已封裝了音頻振蕩電路，在得電狀態(tài)下即起振發(fā)聲。市場上的有源揚聲器分為 3V、 5V、 6V等系列，以適應不同的應用需要。定時電路是用比較器來比較計時系統(tǒng)和定時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)，如果計時系統(tǒng)和定時系統(tǒng)的輸出狀態(tài)相同，則發(fā)出一個脈沖信號，再和一個高頻信號混合，送到放大電路驅(qū)動揚聲器發(fā)聲，從而實現(xiàn)定時報警的功能 。 本次設計的定時時間可達到 24 小時，用戶可根據(jù)自己的意愿任意設置定時的時間，當定時時間到時，系統(tǒng)會自動報警以提示用戶進行相應的操作。若定時時間還沒到，而用戶又想要中止時，則可通過面板上的相應按鍵進行中斷。 功率控制模塊 本設計的功率控制是基于控制 PWM 占空比來實現(xiàn)的，模塊主要由單片機和ADC0809 組成。根據(jù)電源電壓 （ 市電壓 ） 利用相關公式并通過調(diào)節(jié) RV1 的大小來實現(xiàn)功率控制。結(jié)合實際，功率的測量用戶設定的 5 檔炒、炸、煮、煎、保溫火力所對的功率分別為 1600W、 1400W、 1200W、 1100W、 800W。設計預先實現(xiàn)以下幾個步驟： (1) 控制公式 [4] 要根據(jù)所設定的功率及當時所測市電電壓，來確定要輸出的占空比，將 I=P/V代入上式，得 : 占空比 =P/ () 為了便于計算機處理，將占空比表示為 PWM/128，