節(jié)能型供熱溫度控制器電路設計詳解

　　大型公共建筑高能耗已成為建筑節(jié)能發(fā)展的瓶頸，為實現節(jié)能型的供熱溫度控制，文中采用了基于89C51單片機和CAN總線的設計方法，給出了供熱溫度控制器的總體設計方案，以及主要電路原理圖的引腳連接，并根據功能要求和實際電路設計了系統軟件，給出了主要程序的流程圖。最終對單片杌進行了軟硬件聯調，實現了相應功能。文中采用了基于89C51單片機和CAN總線的設計方法，給出了供熱溫度控制器的總體設計方案，以及主要電路原理圖的引腳連接，并根據功能要求和實際電路設計了系統軟件，給出了主要程序的流程圖。最終對單片杌進行了軟硬件聯調，實現了相應功能。

　　溫度控制的工作原理

　　在溫度測控系統中，穩(wěn)壓器完成對單片機的供電，數碼管完成溫度的顯示。系統的被測參數是溫度，被測溫度首先由傳感器測量后得到mV信號，再經放大器放大后變?yōu)?～5 V電壓信號，送入A／D轉換器轉換后，將模擬信號變?yōu)閿底中盘柟┙o單片機，在單片機內進行數據處理。一方面，與所設定的溫度值進行比較產生偏差信號，單片機根據預定的PID算法計算出相應的控制量，用控制量控制電氣閥的導通和關斷，實現溫度控制；另一方面，將實時測量得到的溫度送至數碼管顯示，同時用戶也可通過鍵盤來設定理想溫度。

　　單片機溫度采集電路

　　溫控系統包括單片機最小系統和測溫傳感器。單片機最小系統中，復位電路采用12 MHz晶振，復位電路由復位按鈕控制，同時提供單片機AT89C51、CAN控制器SJA1000和顯示接口器件PS7219的復位信號。單片機溫度采集電路如圖2所示，從RST引出線，分別與各芯片的復位信號線相連采用上電復位模式。

　　數模轉換電路

　　對輸出信號進行數模轉換中，DAC0832采用單緩沖工作方式。DAC0832的兩級寄存器的寫信號WR1和WR2均由單片機的WR引腳控制。當單片機的地址線選擇DAC0832后，只要輸出WR控制信號，便可同時完成數字陽的輸入鎖存和D／A轉換輸出。由于DAC0832是電流輸出型，所以為了得到電壓信號，需在DAC0832的輸出端接入運算放大器。接入一級運算放大器可得到負的電壓信號，接入二級運算放大器，得到正的電壓信號。數模轉換電路如圖3所示。

　　CAN通信模塊電路

　　SJA1000作為CAN的控制部分，在與單片機連接時，其數據線AD0～AD7與單片機的輸入輸出管腳P0口連接，片選信號CS接地，低電壓允許訪問，RST、1NT、WR、WD、ALE管腳分別與單片機的相應管腳連接，控制器的收發(fā)端RX0、TX0分別接收發(fā)器CTM1050的收發(fā)端RXD、TXD引腳相連。系統通信模塊電路如圖4所示。

　　電源電路及溫度顯示、按鍵電路

　　當穩(wěn)壓器LM7805對單片機進行供電時，220 V交流市電通過電源變壓器變換為交流低壓，再經橋式整流電路和濾波電容C1的整流和濾波，在固定式三端穩(wěn)壓器LM7805的Vin和GND兩端形成一個并不穩(wěn)定的直流電壓。此直流電壓經LM7805的穩(wěn)壓和C3的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產生了精度高、穩(wěn)定度好的直流輸出電壓。

　　單片機AT89C51的P1.6作串行數據輸出，連接到PS7219的DIN腳，P1.7和P1.5通過程序分別模擬PS7219的時鐘脈沖CLK及數據加載LOAD信號。PS7219的SA～SG，SDP端連接到各LED數碼管對應的a～f及dp端，DIG1～DIG3分別接3位LED數碼管的共陰極，從而實現位選。PS7219應緊靠LED顯示器放置，且連線盡可能短，兩個GND引腳均必須連接到地線上。系統只設4個按鍵，分別是功能鍵、增加鍵、減小鍵和確定鍵。在按鍵的線路連接中，每個按鍵并聯一個0．1μF電容，目的是實現消抖。