一種電鍋爐溫度控制系統硬件設計的制作方法
【專利摘要】本發明設計一種實用的、性能穩定的電鍋爐控制的硬件系統。采用ATmega128單片機作為電鍋爐溫度控制系統設計的核心，選取了溫度傳感器、LCD液晶顯示屏、紅外遙控，以及時鐘芯片等器件，構成了溫度控制系統的硬件電路。
【專利說明】
一種電鍋爐溫度控制系統硬件設計
一、技術領域
[0001]本發明屬于工業控制領域，本發明涉及單片機控制、溫度傳感器、紅外遙控等技術。
二、【背景技術】
[0002]單片機以其低廉的價格優勢，更加適用于簡單的、以降低成本為主控制場合。與此同時，按照工控要求設計出來的單片機，擁有很高的可靠性。即便是在工業現場復雜的環境下，也能夠順利的運行。
[0003]三、專利內容:
[0004]1、專利目的
[0005]主要目的是設計一種實用的、性能穩定的電熱鍋爐控制的硬件系統。
[0006]2、技術解決方案
[0007]采用ATmegal28單片機進行電爐溫度控制系統設計。選取了溫度傳感器、IXD液晶顯示屏、紅外遙控，以及時鐘芯片等器件，構成了溫度控制系統的硬件電路。
[0008]3、技術效果及優點
[0009]本發明設計的電鍋爐溫度控制系統的硬件電路，使用簡單方便，性能可靠。
四、【具體實施方式】
[0010]1、總體設計
[0011]本控制系統采用的模塊式電路設計，分別是單片機模塊、溫度檢測電路、顯示電路、輸出報警電路、加熱裝置、紅外遙控電路、電源。系統的總體硬件設計如圖1所示。
[0012]2、單片機系統
[0013]圖2為ATmegal28單片機方框圖。AVR內部擁有32個通用的工作寄存器。代碼的效率就得到了大大的提升了，與普通的復雜指令集微處理器相比起來，數據吞吐率高出10倍。ATmegal28具有如下特點:128K字節的系統內可編程Flash(具有在寫的過程中還可以讀的能力，即Rffff)、4K字節的EEPR0M、4K字節的SRAM、53個通用I/O 口線、32個通用工作寄存器、實時時鐘RTC、4個靈活的具有比較模式和PffM功能的定時器/計數器(T/C)、兩個USART、面向字節的兩線接口 TW1、8通道10位ADC(具有可選的可編程增益)、具有片內振蕩器的可編程看門狗定時器、SPI串行端口、與IEEE1149.1規范兼容的JTAG測試接口(此接口同時還可以用于片上調試)，以及六種可以通過軟件選擇的省電模式。空閑模式時CPU停止工作，而SRAM、T/C、SPI端口以及中斷系統繼續工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬件復位之外都停止工作，寄存器的內容則一直保持；省電模式時異步定時器繼續運行，以允許用戶維持時間基準，器件的其他部分則處于睡眠狀態；ADC噪聲抑制模式時CPU和所有的I/O模塊停止運行，而異步定時器和ADC繼續工作，以減少ADC轉換時的開關噪聲；Standby模式時振蕩器工作而其他部分睡眠，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力；擴展Standby模式則允許振蕩器和異步定時器繼續工作。器件是以Atmel的高密度非易失性內存技術生產的。片內ISP Flash可以通過SPI接口、通用編程器，或引導程序多次編程。引導程序可以使用任何接口來下載應用程序到應用Flash存儲器。在更新應用Flash存儲器時引導Flash區的程序繼續運行，實現Rffff操作。ATmegal28為許多嵌入式控制應用提供了靈活而低成本的方案。
[0014]3.度傳感器
[0015]下面是幾種溫度傳感器性能的比較:采用熱敏電阻，可滿足O?100°C的水溫測量范圍，但熱敏電阻的精度、重復性、可靠性都比較差；采用集成溫度傳感器LM35。它是一個三端器件，輸出電壓與攝氏溫度成較好的線性關系，其靈敏度為10mV/°C，足以滿足測量要求。但是LM35精度還是不夠高。采用DS18B20溫度傳感器。它的它的分辨率為0.0625°C。相對于其他3種方案都需要有放大電路，會引起其他誤差，具有絕對優勢。因此本設計采用DS18B20作為傳感器。
[0016]4.紅外線遙控
[0017]紅外遙控是一種非接觸式遠程無線控制技術。具有體積小、功耗低、抗干擾能力強、成本低、易于實現等的優勢，被廣泛應用于各類家電和電子產品中，如音響、VCD/DVD機、電視機、空調等，在現代化的工業設備當中，采用紅外線遙控非常便捷，比如在高壓、輻射、有毒氣體、粉塵等惡劣的環境下也具有完全的可靠度，并且能夠有效的隔離電氣干擾。
[0018]日常的紅外線遙控體系是由紅外發射裝置和紅外接收設備兩部分組合而成的。其中紅外發射裝置由電源、鍵盤電路、紅外發射電路和編碼芯片組合而成的。紅外接收設備則是由電源、應用電路、紅外接收電路和編碼芯片組合而成的。為了使信號能更可靠的被傳輸發送端，一般情況下會把基帶二進制信號調成為脈沖串信號，通過紅外發射管發射脈沖信號。經常使用的有PWM和PPM兩種方法。本設計使用PWM。
[0019]5.事件和參數記錄設計
[0020]電熱爐智能溫度控制系統當中必須要記錄一些參數便于查詢和維修，像報警時間、報警次數、斷電時間等。為避免斷電時各個參數的丟失，需要采用E2PROM來記錄這些參數，使其不會丟失。本設計采用SD2403API。SD2403API具有讀寫和失電保護等優點，常常使用在智能系統設計中，存放系統初始數據和修正數據。
[0021]6.LED點陣顯示
[0022]本設計的顯示利用的是字符型的IXD液晶顯示模塊。把IXD控制器、ROM用印制板連接到一起，實現需要的顯示的方法很簡單，向LCD送入對應的命令和數據就可以了。使用起來非常方便。
【主權項】
1.一種電鍋爐溫度控制系統硬件設計，其特征在于:采用ATmegal28單片機作為電鍋爐溫度控制系統設計的核心。2.權利要求1所述的一種電鍋爐溫度控制系統硬件設計，其特征還在于:選取了溫度傳感器、LCD液晶顯示屏、紅外遙控，以及時鐘芯片等器件，構成了溫度控制系統的硬件電路。
【文檔編號】G05D23/24GK105892525SQ201410746705
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月5日
【發明人】王書舟
【申請人】天津工業大學