HT46R47在電熱水壺中的應用

2021-01-15 電子產品世界

前言:

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/171775.htm

目前，單片機在家電，工業生產等領域的應用非常廣泛，為了適應不同產品對單片機的不同要求，半導體生產廠家生產出了各種規格的單片機。HT46R47是盛群公司生產的一種精簡型單片機，它以其價格低、工作電壓範圍寬、抗幹擾能力強等特點獲得了廣泛的應用。本文介紹了一種以HT46R47為控制晶片，對電熱水壺工作進行控制的方法。經實際運行表明，該方案安全、可靠，完全能夠滿足實際需要。

1 HT46R47的特點說明

HT46R47是盛群公司生產的8位高性能精簡指令集單片機，有DIP/SOP-18兩種封裝形式可供選擇,專門為需要A/D轉換的產品而設計，例如傳感器信號輸入。由於其功耗低，I/O口使用靈活，振蕩類型可選擇，具有暫停和喚醒功能等，使這款單片機可以廣泛應用於帶傳感器的A/D轉換，馬達控制，工業控制，消費類產品等系統中。具體地說，HT46R47單片機具有以下一些資源 [1] :
● 最多13個I/O口，其方向可軟體設置;
● 2048×14 程序存儲器ROM;
● 64×8 數據存儲器RAM;
● 專門的看門狗定時器;
● 6層硬體堆棧;
● 4 通道9 位解析度(8 位精度)的A/D 轉換器;
● 1 通道(6+2)位的PWM(脈寬可調)輸出通道;
● 內置晶體和RC 振蕩電路;

在編程應用方面，它只有63條指令，簡單易學，很容易掌握。盛群公司提供了HT-IDE3000開發工具，應用此開發工具可以仿真調試。

2 電熱水壺的工作情況

對於常規的電熱水壺，只要接通電源，就開始加熱，直到水沸騰後通過蒸汽來產生聲音報警。這種設計有下面幾個方面的不足：1、如水壺中沒水，電源誤接通時也會一直加熱，容易引起事故。2、當只需要加熱到沸點以下某一溫度時，不能及時給出聲音報警信號。3、當水加熱沸騰後不能自動停止工作。

針對以上不足，在本設計方案中，用HT46R47單片機作為控制晶片，管理整個電熱水壺的工作情況，構成了一個閉環控制系統，而且增加了一個按鍵和三位數碼管顯示。它的工作情況和常規的熱水壺相比，有下面幾個方面的特點：1、有一個按鍵，可用來設置希望加熱到的溫度。上電復位後，設置溫度初值為20度，每按一下按鍵，溫度設置值就會增加1度，整個溫度設置值在20—100度之間循環。2、這個按鍵還具有啟動電熱水壺開始工作的作用。當每次電源接通後，只有按鍵按下過之後，電熱水壺才開始加熱，這樣，可以防止電源誤接通時電熱水壺一直加熱，引發事故。3、當加熱到設置溫度時，HT46R47單片機會控制停止加熱，並通過蜂鳴器給出聲音提示。4、三位數碼管在設置溫度操作時顯示當前設置的溫度，在其餘時間實時顯示電熱水壺中水的實際溫度。

3 硬體電路設計

控制系統的電路圖如圖1所示 [2]。其中，顯示部分通過HT46R47的PA0—PA6和PB1—PB3來控制，PA0—PA6輸出顯示的段碼，PB1—PB3進行位選控制。蜂鳴器用PA7來控制。加熱部分由於是220伏的強電，開關選用了雙向可控矽BT136，通過專用隔離、驅動晶片MOC3041 ，用HT46R47的PD0來控制BT136的通斷。電阻R5、R10和按鍵S1一起連接在了HT46R47的模數轉換輸入口AN0，用來進行溫度檢測和按鍵輸入。下面主要介紹一下這部分電路的工作原理。


為了節省I/O口，按鍵輸入和溫度檢測共用了模數轉換輸入口AN0，R5是普通電阻，阻值為一固定值，R10是熱敏電阻，它的阻值會隨周圍溫度的變化而變化，通過它來檢測水的溫度。在按鍵未按下的情況下，當溫度變化時，電阻R10的阻值隨之變化，經過R5、R10的分壓，在AN0口的電壓也發生變化，單片機通過採樣AN0口的電壓，經查表就可獲得水的當前溫度，達到檢測溫度的目的。在按鍵按下的情況下，由於AN0口直接和地相連，單片機採樣AN0口的電壓時，無論溫度是多少，採樣值都會是0，這樣就可確認是按鍵按下，進行按鍵處理。在選擇R5、R10的參數時，應注意當溫度在其工作範圍變化時，使AN0口的電壓也具有合適的變化範圍。

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