邵陽學(xué)院信息工程系 呂友懿 許建明 陳炯明

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基于單片機(jī)控制的燃?xì)庠羁刂破髟O(shè)計(jì)

邵陽學(xué)院信息工程系 呂友懿 許建明 陳炯明

【摘要】本設(shè)計(jì)采用STC12C2052AD單片機(jī)為主控芯片。由單片機(jī)控制燃?xì)庠畹狞c(diǎn)火、風(fēng)機(jī)啟停、油泵出油量等多個(gè)操作的智能化控制，經(jīng)測試系統(tǒng)的性能達(dá)到了預(yù)定指標(biāo)要求，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)庠羁刂破鞯幕竟δ?，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；燃?xì)庠?；控制?/p>

1　系統(tǒng)工作原理

本系統(tǒng)采用STC單片機(jī)為控制芯片，實(shí)現(xiàn)燃?xì)庠畹淖詣?dòng)控制，系統(tǒng)框圖如圖1所示。該系統(tǒng)使用按鍵控制燃?xì)庠睿脩艨梢酝ㄟ^按鍵控制油泵的出油量達(dá)到控制火力大小的目的。該系統(tǒng)使用LED指示燈來顯示火力等級，簡單明了。油泵控制電路采用雙向可控硅調(diào)壓電路，基本原理為：使用光電耦合器和三極管組成交流電的零點(diǎn)檢測電路，當(dāng)檢測到交流電的過零點(diǎn)時(shí)通過單片機(jī)的外部中斷引腳使單片機(jī)進(jìn)入中斷服務(wù)程序，再通過單片機(jī)定時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)電壓，通過改變觸發(fā)電壓出現(xiàn)的時(shí)間就可達(dá)到調(diào)壓的目的。

圖1　系統(tǒng)原理框圖

2　硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1過零檢測電路

已知市電為50Hz的正弦波電壓，因此每個(gè)周期都會(huì)有一個(gè)過零點(diǎn)，而雙向可控硅加正負(fù)電壓時(shí)且控制極加觸發(fā)信號時(shí)都能導(dǎo)通，但是當(dāng)可控硅兩端的電壓為零伏時(shí)可控硅自動(dòng)關(guān)斷。因此能夠準(zhǔn)確的檢測交流電的過零點(diǎn)顯得十分重要，該交流電的過零檢測電路采用一對光電耦合器和一個(gè)三極管組成。當(dāng)交流電過零點(diǎn)時(shí)通過光電耦合器得到過零信號通過三級管放大后產(chǎn)生一個(gè)下降的脈沖，此信號可以直接供給單片機(jī)處理，單片機(jī)接收到信號后就可以進(jìn)入中斷程序產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，實(shí)現(xiàn)過零點(diǎn)的檢測。

圖2　系統(tǒng)電路原理圖

2.2可控硅調(diào)壓電路

該系統(tǒng)采用雙向大功率可控硅為調(diào)壓器件，MOC3021光電耦合器為觸發(fā)信號隔離器件。該調(diào)壓電路的工作原理為：當(dāng)可控硅兩端電壓不為零且檢測到過零點(diǎn)時(shí)，通過單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)觸發(fā)信號后通過MOC3021光耦隔離送到可控硅的控制極使可控硅導(dǎo)通。當(dāng)下一個(gè)過零點(diǎn)到來后可控硅又自動(dòng)截止，通過改變控制電壓的出現(xiàn)時(shí)間就可以控制可控硅的導(dǎo)通角，如此循環(huán)就形成了調(diào)壓的過程。

2.3整體電路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)硬件電路包括STC12C2052AD單片機(jī)最小系統(tǒng)、繼電器控制電路、可控硅調(diào)壓電路、過零檢測電路、火焰溫度檢測電路、報(bào)警電路、按鍵模塊、指示燈電路和電源部分構(gòu)成。整體系統(tǒng)電路原理圖如圖2所示。

3　軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)要求該設(shè)備的大概工作流程為：上電，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，啟動(dòng)油泵，點(diǎn)火，檢測點(diǎn)火是否成功，成功則等待用戶操作按鍵并維持火焰大小否則返回點(diǎn)火流程（最多點(diǎn)火三次，三次后不成功則報(bào)警）。該程序的中斷服務(wù)程序分為計(jì)數(shù)器中斷和外部中斷。定時(shí)中斷用于定時(shí)控制觸發(fā)信號產(chǎn)生的時(shí)刻，外部中斷用于過零點(diǎn)檢測，當(dāng)發(fā)生外部中斷時(shí)運(yùn)行計(jì)數(shù)器定時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。該系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)采用模塊化程序設(shè)計(jì)，由主函數(shù)、中斷服務(wù)函數(shù)、系統(tǒng)功能子程序構(gòu)成，主函數(shù)通過調(diào)用各個(gè)子程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)程序的功能。整體程序的可讀性好便于以后的維護(hù)和移植。

4　結(jié)束語

本該設(shè)計(jì)采用了STC12C2052AD單片機(jī)為控制器，燃?xì)庠畹耐獠吭O(shè)備有油泵、風(fēng)機(jī)、點(diǎn)火器等主要模塊。油泵主要由調(diào)壓電路控制，風(fēng)機(jī)和點(diǎn)火器則用和單片機(jī)相連的繼電器控制。由此實(shí)現(xiàn)了燃?xì)庠畹淖詣?dòng)控制器的設(shè)計(jì)。經(jīng)過實(shí)際測試該設(shè)備的魯棒性好，長時(shí)間工作穩(wěn)定，用戶操作簡單。而其成本低，控制電路簡單使得廣大消費(fèi)者能夠接受。

參考文獻(xiàn)

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[3]韓克,薛迎霄.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2013.

呂友懿（1994—），男，湖南衡陽人，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科在讀。

許建明（1977—），男，湖南武岡人，副教授，碩士，主要從事電子技術(shù)研究。

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