利用SST89E564RC单片机的多点温控采暖控制系统的设计

2011-04-06 11:18:47来源: 电子工程世界

    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。

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。

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72 KB的Super-Flash,1 KB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±0.062 5℃,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3~5.5 V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9 B高速暂存RAM和1 B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。


 

    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。

    (2)居室温度控制。各居室温度控制在燃烧控制系统工作前提下,根据各居室温度测量返回值,采用上海欧凯电磁阀制造有限公司生产的OK6515自保持脉冲电磁阀控制各回路的通断。脉冲电磁阀采用脉冲和永磁技术,只需通过控制器切换脉冲的电极触点来改变电磁阀的开关状态,当控制器发出电脉冲时,驱动阀芯克服永磁力产生上下移,使阀瓣到位后在永磁作用下处于自保持状态。

2.4 图形液晶显示模块

    为了能够提供形象直观的用户显示界面,系统采用图形液晶显示模块LCDl2864,其具有8位标准数据总线、6条控制线及电源线,可与CPU直接接口,显示各种字符及图形。考虑到系统中汉字的使用量少,因此选用不带汉字库的LCD。对于使用的汉字分别提取其字模并以二进制形式保存于内部FLASHROM中。

3 系统软件设计

    系统软件设计主要依据系统程序流程以及DSl8820的时序要求进行代码编写。为了降低开发难度,提高开发效率,系统开发中引入了μC/OS一Ⅱ嵌入式操作系统并移植了LCD显示驱动。另一方面,为了确保对DSl8820操作时序的精确性,对DSl8820进行初始化和读写代码仍采用汇编语言。

 

关键字:利用  单片机  温控  采暖

编辑:eeleader 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2011/0406/article_5316.html
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