PIC单片机在家用电暖气中的应用

关键词: PIC单片机 电暖气 控制器 温度采集
Abstract:This paper introduces the application of PIC16C72 in home electric radiator and discusses simply the character of PIC SCM.The design of controller’s software and temperature sampling circuit are described in detail.
Keywords: PIC Single Chip Microcomputer Electric Radiator Controller Temperature collection

引言：家用暖气如果用煤烧的话，既污染环境，又不方便. 因此，开发一种使用方便、安全、简单的电控制器来自动控制暖气供暖，十分必要。本文介绍了以PIC单片机为控制核心的电暖气控制器的实现方案.

1．PIC单片机的性能特点
PIC系列单片机是美国Microchip公司率先推出的采用精简指令集计算机、哈佛双总线和两级指令流水线结构的8位嵌入式微控制器。它具有运行速度快，工作电压低(最低工作电压可为3V )，功耗低，输入输出驱动能力强(可直接驱动LED)，体积小，价格廉，指令简单易学易用等优点。另外，它还集成了一系列具有独特功能的外围专用电路，例如振荡器选择、可靠的复位电路、监视定时器电路等；有些PIC单片机如PIC16C72还带有8位A/D转换部件，这样构成系统时可以减少外部元器件而降低系统成本。目前，PIC微控制器已广泛应用于家电控制、电讯通讯、工业控制、智能仪器仪表、金融电子等许多领域。鉴于以上优点，我们选用PIC16C72为家用电暖气设计了控制器。

2．控制器的总体结构及功能

电暖气控制器的总体结构如图1所示

控制器以PIC16C72单片机为控制核心，根据入口和出口水的温度来控制加热和起泵，从而控制暖气的的温度。一上电,当出口温度ToutTout>Tb时起泵3s,让水循环；入口温度Tin>Tt时停
泵、停加热；Tout>Ta时停泵、停加热并声光报警9s，

以保证人身和设备的安全。选档键选择4档之一，4个档的Th、Tb、Tt、Ta不同，数码管显示当前选择的档位（1—4）。

3．温度采样电路
在该控制系统中，我们采用半导体器件AD590做温度传感器分别采样入口和出口水的温度。AD590体积小，线性度好，随温度变化的参量是电流信号，它是以绝对温度为分度的，当介质温度为零摄氏度时，输出电流是273uA,每升高1度，电流升高1uA。温度采样电路原理图如图2所示。
PIC16C72的RA0和RA1引脚作为模拟量输入端,分别采样入口和出口温度。在采样电路中采用了1K的电阻将电流信号转换为电压信号，因此,温度每变化1摄氏度采样电路输入信号将变化1mv。零点电位是否准确将直接影响采样的准确性，调整500欧姆电位器使输出端的电位是273mv，这样就将其转化到摄氏温度下。
温度采样电路放大倍数为20倍时A/D转换出来的数字量与实际的温度值刚好相等。

图2 温度采样电路

4．软件设计
系统软件主要由主程序和定时器TMR1溢出中断服务程序以及多个子程序组成。

4．1主程序
主程序主要完成系统初始化设置、查询按键以及各种控制功能。初始化主要是各I/O口、各寄存器、定时器的初始化以及开定时器和定时中断允许等。主程序流程图如图3所示:

图3 主程序流程图

4．2定时器TMR1的溢出中断服务程序

定时时间间隔设为5ms，完成选定档位的动态显示，每10ms启动一次A/D转换，分别采样入口和出口温度值；为了滤除干扰，当采样到4个值时，采用中值加算术平均值滤波法滤波作为一次采样的值，因此，入口和出口水的温度每80ms更新一次。中断服务程序流程图如图4所示:

图4 中断服务子程序流程图

4．3键处理子程序
键处理子程序设置不同的档位，1—4循环。

4．4控制部分
根据两个温度值的不同起停加热、起停泵以及报警等。

5．结论
本设计，硬件电路简单，功能全，安全可靠。开发以来，通过长期的试验证明既方便又省电，还有利于保护环境，该产品现正在批量生产。

参考文献:
[1] 窦振中,汪立森.PIC系列单片机应用设计与实例.北京航空航天大学出版社，1999
[2] 窦振中.PIC系列单片机原理和程序设计. 北京航空航天大学出版社,1998