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(多图) 基于51 单片机的多点温度控制系统设计

元器件与应用 渭南师范学院 奚建荣?? 2011年01月06日 ?? 收藏1

  随着生活水平的提高,人们对家居需求由面积需求变为舒适需求。地板采暖采用辐射方式供暖,符合人体生理需求曲线,如果控制系统选取得当,不仅可以提高房间舒适度,更可以使系统运行费用降低许多。如今一般是在典型位置安装一个温控装置,温控装置连接到壁挂炉,温控器根据室温和温度设定直接控制锅炉运行,各房间不同回路由工作人员凭经验手动调节分水器球阀,改变不同回路的流量,从而达到调节各房间的室温的效果。使用这种控制方法,即使是有经验的工作人员,也难以调节得十分准确,何况各家庭成员由于年龄不同,所需舒适温度不同,需要经常对室温进行调节。

  针对以上问题,我们利用SST89E564RC单片机及新型测温器件设计了多点温控采暖控制系统,根据室内各点温度设定实时控制控制采暖系统,从而提高居室的舒适性以及采暖的经济性。

  1系统设计目标

  系统总体设计思想是以SST89E564RC单片机为控制核心,整个系统硬件部分包括温度检测部分、控制执行部分、显示及键盘系统及最小系统基本电路。系统利用单片机获得温度传感器数据并与系统设计值进行比较,根据比较结果分别控制执行系统。温度控制系统控制框图如图1所示。

图1温度控制系统控制框图

图1温度控制系统控制框图

  2系统硬件设计

  根据系统所需完成的功能,设计系统硬件结构如图2所示。

图2设计系统硬件结构

图2设计系统硬件结构

  2.1控制核心

  系统采用SST89E564RC单片机作为控制核心,进行温度采集、信息显示及执行机构的控制。SST89E564RC是美国SST公司推出的高可靠、小扇区结构的FLASH单片机,内部嵌入72KB的Super-FLASH,1KB的RAM,通过对其RAM做进一步扩展,可满足嵌入系统操作系统的运行条件。

  2.2温度传感器

  温度传感器采用DALLAS半导体公司的数字化温度传感器DSl8820。该传感器支持“一线总线”接口,可方便地进行多点温度测量,还可以程序设定9~12位的分辨率,最高精度为±0.0625℃,分辨率设定及用户设定的报警温度存储在E2PROM中,掉电后依然保存。该产品支持3~5.5V的电压范围,因其体积小使系统设计更灵活、方便。DSl8820的管脚排列如图3所示,其中DQ为数字信号输入/输出端;GND为电源地;VDD为外接供电电源输人端。

DSl8820内部结构
图3DSl8820

  DSl8820内部结构主要由4部分组成:64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

  光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该DSl8820的地址序列码。光刻ROM的作用是使每一个DSl8820都各不相同,这样就可以实现1根总线上挂接多个DSl8820的目的。

  DSl8820温度传感器的内部存储器包括9B高速暂存RAM和1B非易失性的可电擦除的E2PROM,后者存放高温度和低温度触发器TH,TL和结构寄存器,该字节第7位(TM)为0,低5位一直都是1,第6,5位(R1,R0)用来设置分辨率,如表1所示。

表1DSl8820温度测量分辨率表

DSl8820温度测量分辨率表

  根据DSl8820的通信协议,主机控制DSl8820完成温度转换必须经过3个步骤:每一次读写之前都要对其进行复位,复位成功后发送1条ROM指令,最后发送RAM指令,这样才能对DSl8820进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500μs,然后释放,DSl8820收到信号后等待16~60μs左右,后发出60~240μs的存在低脉冲,主CPU收到此信号表示复位成功。由于DSl8820采用的是单线进行控制与读取数据,因此对操作的时序要求非常严格,否则由于时序不匹配,将无法完成对器件的正确操作。

  2.3控制执行那分

  (1)壁挂炉燃烧系统控制。控制电路采用了脉冲继电器器件作为整个系统的总控部分,当所有居室温度均达到设定值时,停止壁挂炉的工作。该继电器的特点是:当线圈收到一个脉冲信号后,线圈通电,电磁铁吸合,带动触头闭合接通需要控制的电路,当下一个信号到来后,电磁铁吸合,触头断开,切断被控制的电源,因此其具有自锁和信号遥控功能。由于磁铁的作用,控制脉冲消失后滑片位置不发生变化,保持稳定状态,所以该器件具有功耗小、具有记忆功能。


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51 单片机? 温度控制? SST89E564RC? DSl8820?

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