由8031单片机为CPu组成的时间功率分配器,内设有计时时钟,它能按用户预先设定的时间,定时开、关电加热装置,并且同时控制功率大小。可对实验室加热器进行定时控制及热量控制

黄荣耀

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4 78 福建分析侧试 仪器开发与维修 9 19 6, 5 ( 2 )8 0 31 单片机控制实验室加热器摘 要的时间 ,量控制 .关镇词 :黄荣耀(厦门大学物理系 , 厦门由 8 0 3 1单片机为 c P U 组成的时间功率分配器 ,定时开 、 关电加热装置 , 并且同时控制功率大小 。3 6 1 0 0 5 )内设有计时时钟 , 它能按用户预先设定可对实验室加热器进行定时控制及热时间功率分配器 数据线 D A T A 赋能线 E n 选通线 Pc1, 硬件的组成和原理分配器 的组成如图 1 所 示 , 以单片机8 0 3 1 为 C p U , L IM 8 5 2 2 E 为四位数显示模块 , 2 7 1 6 为 E P R O M , 配置 l x 3 键盘 。 三个晶体管组成的功率输出电路 , 继电器 Z , 、 Z : 、23 为控制元件 。 不用外接 R A M 。 工作原理 :当键盘输入预定时间 , C P U 接收预定时间信号 , 时钟开始计时 , 按照预先设定的时间打开或半闭相应的控制装置 , 以实现对加热设备的无人管理 。2. 电路运行过程L l,M 8 5 2 2串行显示模块1火 3 键盘 8 0 3 1单片机 E P RO M驱动功率开关电路图 1 时间功率分配器图 2 是电路原理图 。 显示和键盘接 口 电路 : 计时时间及设定值显示采用串行显示模块8 5 2 2E, 该模块经扩展可显示四位数 , 因此能完整地显示时和分 , 它通过数据线 D A T A , 赋能线 E N , 选通线 C P 和 8 0 31 的 P , 口的 P l. , 、 P l. 2 、 P : . 3三个脚对应连接 。 80 31 单片机需要显示的数据由 P 卜 2脚按位串行输出 , 显示的数据除了受时钟同步外 , 还受使能端 E N 的控制 , 当 E N端为低 电平时允许数据输入 L T M 85 2 , 这样就完成实时时间的显示 。键盘操作考虑到使用上的方便 , 设计有三个键 , 设定预置时间的操作可由这三个键来完成 , 依图 2 所示 : 按 “ + ” 键则计时显示时或分增加 ; 按 “ 一 ” 键则计时显示时或分减少 。 按“ 了 ” 键则确认预置时间数值 。 三个键分别为 P , 口的 P t. ` 、 P I . 5 、 P I. `脚连接 。 单片机读取键值时采用查询方式 。 时间设定次序为 : 先予置小时 ; 后予置分钟 。 先预置十位数 ; 后予置个位数 。 每设定一位数值 , 必须按确认键 “了 ” 予以确认 。 设定的数据值由 8 5 2 2E 显示 。功率开关 电路 : 如图 3 所示 。 8 0 3 1 单片机根据预定的时间发 出信号通过接 口 电路驱动加热器 。 图 3 设置三个功率开关 , 必要时可设置更多的功率开关 。 图中三个开关由 P 2 . 。 、 P 2 . 。 、 P Z _ 7口控制 , 每当计时器运行至相应的功率开关开启的时刻 , 8 0 31 单片机的 P : 口 相应的控制位就呈现低电平 , 非控制位则呈现高电平 。 B G I一B G : 中相应的晶体管就有一个导通 , 其余二个截止 , 继电器有一个动作使其触点吸合 。 根据设计的程序 , 使加热器按不同的时间接上不同的1 9 9 6,5 ( 2 ) 福建分析测试 4 7 9X T A LzP S E N. 幽 {己 X T A L Z1 门 A L EP I 旧 2 0 _P1 . 5Po . 7P,· ` 魏 /P: . 。 它 1Oa 龟 3 0P2. 2\.P: . ,/.日 P 0 . 0·P2 . ,PZ oPZ I一PZ二 日日厂日日日日二’ 6 P 2 . 55 口日日口口尸『「日日厂日口日口日口口冈冈冈 . J日日’{口厂’图 2 电路原理图P2 . 7.2 -昆 R · 。戈P2 . 。 _22·2 3卜一 2 2 0 v图 3 功率开关电路功率进行加热 。3. 软件设计本系统的主程序框图见图 4 。现在以实验室加热炉为例说明控温加热过程 : 首先设定开机时刻 t 。 , 满功率加热时刻 t l ,中功率加热时刻 t Z , 小功率加热时刻 t : , 加热器关闭时刻 t ; 。 系统运行过程如下 : 输入开始计时的时刻 t 。 , 开机以后 , 计时器开始计时 , 当计到 t , 时刻 , 单片机发出指令 , 8 0 3 1 的输出口P 2.7处于低电平 , 图 3 的 B G I 导通 , 继 电器 Z , 动作 , 触点 J , 吸合 , 开始满功率加热 ; 计时器运行至 t : 时刻 , 单片机发出指令 , P 2 . 6变为低电平 , P 2 . 7变为高电平 , J l 释放 , J : 吸合 , 开始中功率加热 ; 当计时器运行至 t 3 时刻 , 单片机发出指令 , P 2 . 5变为低电平 , P 2 . 6变 为高电平 , J3吸合 , J Z 释放 , 开始小功率加热 , 当计时器运行至 t ; 时刻 , P 2 . 5变为高电平 , J 3 释放 , 停止加热 。本装置用于实验室加热炉或真空系统扩散泵加热炉的自动加热控制 , 可以减轻工作强度 ,0 8 4福建分析侧试 研究简报 1 9 9 6, 5 ( 2 )提高效率 , 加热过程 自动控制 , 改善实验室工作条件 , 又使得仪器设备安全可靠 , 本系统也可用于其他电器的定时自动控制 。开始显示 5 0 0 0 健 J , 释放 B G : 导初始化 入当前时刻 0t 通 、 J: 闭合 , 开始中功率加热显示健 、 数据缓冲区清 O 启动计数器显示 1 0 q0 , 键入 全功 率 时 J: 释放 , B G , 导刻 t , 通 , J 3 闭合 , 开始小功率加热显示 20 0 0 键入 中功 率 时 BG 导 通 , Jl刻 t Z 闭 合开 始 全功率加热显示 3 0 0 0 健入 小 功 率 时刻 t s显 示 4 0 0 0 健 B G : 截止 , J 。入 停 止 加热 释放 , 停止加时刻 t 。 热参 考 资 并1. 陈建铎 , 兰玲. 单片徽型计算机原理及应用 . 北京师范大学出版社 .2. 孙涵芳 , 徐爱卿 . 单片机原理及应用 . 北京航空学院出版社 .

8031单片机控制实验室加热器

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8031单片机控制实验室加热器

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