基于PIC单片机的热水控制器设计

文章摘要：本文介绍了用PIC16C57单片机设计的一种多功能热水控制器,具有自动和手动加水、设置水温、实时显示水量及温度和报警功能，并且具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。 关键词: PIC单片机；DS1820数字温度传感器；热水控制器引言当前市场上的热水控制器基本上采用双金属片温控，控温精度低、可靠性差、功能单一。随着微电子技术的发展，单片微处理器功能日益增强，价格低廉，在各方面得到广泛应用。在热水控制器中应用单片机，具有设计简单、可靠性高、功能易扩展等优点。热水控制器主要实现对水温的控制，并满足不同用户的个性需求。因此一个较完善的控制器应具有以下功能：水温的测量与显示；水量的测量与显示；用户设定功

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本文介绍了用PIC16C57单片机设计的一种多功能热水控制器,具有自动和手动加水、设置水温、实时显示水量及温度和报警功能，并且具有结构简单、可靠性高、成本低等特点。

　　关键词: PIC单片机；DS1820数字温度传感器；热水控制器

　　引言

　　当前市场上的热水控制器基本上采用双金属片温控，控温精度低、可靠性差、功能单一。随着微电子技术的发展，单片微处理器功能日益增强，价格低廉，在各方面得到广泛应用。在热水控制器中应用单片机，具有设计简单、可靠性高、功能易扩展等优点。

　　热水控制器主要实现对水温的控制，并满足不同用户的个性需求。因此一个较完善的控制器应具有以下功能：

　　水温的测量与显示；

　　水量的测量与显示；

　　用户设定功能(如水温设定，定时设定等)；

　　对电加热管的控制功能；

　　一些功能键(如定时自动加水，恒温控制，手动加水，手动加热等)。

　　安全措施(漏电检测，安全失效保护，限温保护等)。

图1 总体布局图

2(a)基本温度水温测量电路

图2 (b)基本显示电路图图

图2(c)水闸加热管控制电路

　　硬件电路设计

　　根据热水控制器的功能要求，并结合对PIC16C5X系列单片机的资源分析，采用此系列中的主流型号PIC16C57作为电路系统的控制核心。电热水控制器的总体布局如图1所示。

　　基本硬件电路图如图2(a)~(c)所示。在本系统中，RA0~RA3用于七段码显示，RB6控制水闸开关，RB7控制电加热管，RC3~RC5用于按键设计和读取水量，RC0~RC2用于跟DS1820通信进行水温测量，RB0~RB1对七段码进行扫描，RB2~RB5 LED指示灯显示，RC6漏电检测，RC7控制扬声器用于报警和指示。

　　水温测量电路

　　测温元件采用DALLAS的单线数字温度传感器DS1820。DS1820提供九位温度读数，测量范围-55℃~125℃，采用独特1-WIRE 总线协议，只需一根口线即实现与MCU的双向通讯，具有连接简单，高精度，高可靠性等特点。在工作时，通过总线向其提供电源，单片机发出指令码读取温度值。

　　键盘与水量测量电路

　　由于在本系统中，只要求显示四个档位的水量值，因此水量传感器采用的是开关式传感器，当水量达到某一档时会拉低该档电平，接口电路与按键按下类似。因此在电路设计中，将水量档位信号与按键通过一片74HC148优先编码器连接到单片机的I/O口上。按键的优先权高于水量信号，水量高档位信号优先权高于低档位信号，以保证能优先响应按键。

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