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1、單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)
摘 要:說到溫度控制人們很自然想到空調(diào)和冰箱的溫度控制,那種控制的特點(diǎn)是間歇式控制。在日常生活經(jīng)常需要連續(xù)恒溫控制,這對于溫度控制提出了新的要求。這里專門為其設(shè)計(jì)了一套恒溫控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以單片機(jī)為核心配以控制簡單、運(yùn)行可靠的雙向二極管、雙向可控硅、固態(tài)繼電器作為驅(qū)動部件。并采用新型的接近開關(guān)和溫度傳感器作為系統(tǒng)的檢測部件,檢測精度高,為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的反饋信號。人機(jī)對話采用簡易的小鍵盤、單色數(shù)碼管和蜂鳴器讓系統(tǒng)的操作方便、人性化。
關(guān)鍵詞:單片機(jī);恒溫;控制
在現(xiàn)代中醫(yī)治療過程中,經(jīng)常采用中藥熏蒸療法,對骨關(guān)節(jié)的治療起到很
2、好的輔助治療作用。由于熏蒸的特殊性,要求溫度控制系統(tǒng)必須提供定時(shí)和恒溫。其工作過程是:1、 將配制好的中藥液體放在容器中。2、 開啟電源,通過面板的小鍵盤設(shè)定好定時(shí)值和定溫值。3、 病人平躺在熏蒸床上,調(diào)節(jié)行走車對準(zhǔn)需要熏蒸部位。4、 系統(tǒng)進(jìn)入正常工作。一、 系統(tǒng)功能介紹 根據(jù)病人的實(shí)際需求,通過鍵盤設(shè)定好時(shí)間和溫度,系統(tǒng)按照設(shè)定值開始工作,對患病部位進(jìn)行定時(shí)、定溫巡回熏蒸,當(dāng)行走車走到最左端時(shí),由左限傳感器發(fā)出信號,單片機(jī)控制行走車向右行走。當(dāng)行走車走到最右端時(shí),由右限傳感器發(fā)出信號,單片機(jī)控制行走車向左行走。時(shí)間顯示采用倒計(jì)時(shí)方法,當(dāng)所定時(shí)間減至0時(shí),停止加溫、行走車回到起點(diǎn)位置。蜂鳴器
3、和光二極管發(fā)出結(jié)束的聲、光提示信號。二、 系統(tǒng)工作原理 要實(shí)現(xiàn)上面介紹的功能,科學(xué)地設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件是系統(tǒng)可靠運(yùn)行的保證。本著設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行可靠、易于實(shí)施和價(jià)格低廉的原則對硬件系統(tǒng)進(jìn)行了通盤考慮。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)后被確定下來。硬件系統(tǒng)工作原理圖如下圖所示。
其中:S1作為修改增加鍵、S2作為修改減少鍵、S4作為修改定時(shí)/定溫選擇鍵、一旦 確定是修改定時(shí)還是修改定溫后,由S1或S2鍵完成增減。S3作為行走和定位選擇鍵?! ‘?dāng)按鍵壓下時(shí),單片機(jī)通過P1.1、P1.2、P1.4或P2.7接收“0”信號。采用“0”作為 有效信號主要是出于這樣的考慮:當(dāng)小鍵盤接觸不良時(shí),避免系統(tǒng)產(chǎn)生誤動作而造成
4、對病人的傷害。因?yàn)殒I盤接觸不良必然導(dǎo)致“浮空”現(xiàn)象,從單片機(jī)的接收角度看,有可能將“浮空”當(dāng)成“1”信號。所以選擇“0”有效是必要的。若P2.7=0時(shí):P1.0=0為定時(shí)時(shí)間增1、P1.1=0為定時(shí)時(shí)間減1若P2.7=1時(shí):若P1.0=0為定溫值增1、P1.1=0時(shí)定溫值減1若P1.4=0時(shí),查看P1.5和P1.6的狀態(tài),如果二者均為0,將P1.5和P1.6中的1位置1,行走車巡回;如果二者的邏輯“或”不為0,將P1.5和P1.6均清0,行走車停(即定位)?! ∽?、右轉(zhuǎn)的驅(qū)動由型號為C9013三極管和型號為DAI4002D固態(tài)繼電器組成。由于控 制巡回的過程實(shí)質(zhì)是控制電機(jī),而拖動行走車的電機(jī)
5、的功率比較大,所以這里的電機(jī)屬于強(qiáng)電范疇。DAI4002D固態(tài)繼電器的最大優(yōu)勢是隔離作用,他能有效地將強(qiáng)電與單片機(jī)的邏輯弱信號隔開,使驅(qū)動變得簡單而且可靠。當(dāng)P1.5或P1.6為1時(shí),C9013導(dǎo)通,固態(tài)繼電器導(dǎo)通,送出左右轉(zhuǎn)信號。反之,固態(tài)繼電器斷開,不送左右轉(zhuǎn)信號。即行走車停實(shí)現(xiàn)定位?! ∽笙夼c右限的信號輸入是將左限和右限的位置信號由接近開關(guān)檢測后送到單片機(jī)的INT0和INT1,在單片機(jī)內(nèi)將二者設(shè)置成中斷方式,上升延有效。當(dāng)INT0或INT1有效時(shí),通過單片機(jī)的中斷系統(tǒng)快速作出反應(yīng),由中斷服務(wù)子程序?qū)⑾鄳?yīng)端口置1或清0改變行走車的運(yùn)行方向,到達(dá)巡回的目的。通過D2和D3可以直觀地在系統(tǒng)面板
6、上看出行走車是在向左還是向右行走或者是定位?! 囟葯z測輸入是將溫度傳感器18B20通過P2.6接入單片機(jī),在程序的入口處對18B20進(jìn)行初始化后就可以適時(shí)讀出當(dāng)前實(shí)際溫度并送溫度顯示輸出顯示。 溫度控制輸出由R1(壓敏電阻)、R2、RW1(電位器)、C1、D1(雙向二極管)、SCR1(雙向可控硅)組成,旋轉(zhuǎn)RW1(電位器)改變C1的充放電時(shí)間通過D1(雙向二極管)改變SCR1(雙向可控硅)的導(dǎo)通角達(dá)到改變加熱部件的電壓,從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫度的目的。RW1(電位器)電阻有效值大,輸出電壓低;反之輸出電壓高。將單片機(jī)的控制信號經(jīng)過積分器的輸出控制RW1(電位器)的旋轉(zhuǎn)角度來決定輸出電壓的高與低。這樣一來,雖然加熱元件端是強(qiáng)電,單片機(jī)提供的控制信號是弱電,但二者之間的耦合體是機(jī)械,杜絕了強(qiáng)電起、停時(shí)對單片機(jī)造成的工作不穩(wěn)定的威脅。通過以上對于系統(tǒng)原理的分析可以看出該系統(tǒng)有如下特點(diǎn):1、 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)非常簡單、合理、實(shí)用。2、 操作方便、簡單、明了。3、 由于系統(tǒng)中采用了有效的隔離措施,使系統(tǒng)運(yùn)行非??煽?。4、 硬件價(jià)格低廉。5、 該系統(tǒng)可以引入如果需要定時(shí)和恒溫控制的場合使用。