基于單片機倒計時方式下的間歇供電控制

沈國平

宜興市腫瘤醫院 設備科, 江蘇 宜興214206

0 前言

為了使服務更加人性化，提高服務檔次，醫院往往會在病區配備微波爐供大家使用，但用它煮稀飯的有之，長時間做菜的有之，過火時湯水四溢的有之，甚至生米煮熟飯的也有之，3~5min加熱的愿望反而不容易實現，因為總是有人動輒占用10min乃至20min，這樣一來微波爐老是損壞，服務水平反倒降低了。所以，限時給電4min，定時間隙2min是一個僅限于加熱飯菜的不錯方案。

1 方案與選材

只要能解決定時、提示、控制這三個要素就可以解決這個問題了，于是我想到了單片機，它的內部有不止一個定時器/計數器，也有足夠的端口可以作為鍵盤、顯示與控制，鍵盤用途都可以省略掉，電路見圖1。其它內部的許多資源都可以放棄不用。諸如外部中斷輸入、外部時鐘輸入、串行通信收發端口、模擬比較器等等。計時的顯示最小分辨率放在秒上也是有足夠的精度了。

圖1 電路圖

1.1 單片機的選型

由于單片機的功能比較大，幾乎各種品牌的MCU都可以做到這一功能，最多是外圍的器件用得多少而已，PIC型的、ATMEL的89系列的或是AVR系列的等等都行。從功能夠用、外圍從簡的原則來看，考慮到本題所需要用的資源很少，就選用了ATMEL的89C2051，性價比高。

1.2 控制流程（見圖2）

圖2 流程圖

1.3 定時方案

定時器一般都有8位與16位的可選，以12MHz的晶振為例，8位的計數器從空到滿溢只有256μs,要積累到1s，要3906次多，中斷太頻繁，肯定要選16位的定時器來計時，從空到滿溢達到65536μs,一般設置成一個整數50000 μs=50 ms中斷一次，20次中斷就能到1s，通電取4min，斷電取2min的話，存放通斷電時間設置值只要能放得下4×60×20=4800即可，一個雙字節的無符號整型變量就可以了。

1.4 顯示方案

用四位數碼管動態掃描方式顯示數碼，最高位作為通斷電的標示位，次高位為分位，再帶上小數點作為分與秒的分隔，低兩位作為秒的個十位，用四位一體的只有12個管腳，管腳比四個獨立數碼管少多了。單片機用8個P1口作為段選位，4個P3口作為位選。

1.5 控制方案

用1個P3口作為控制位去推動一個開關三極管，再用這個三極管去吸合一個12V的小繼電器，最后用這個繼電器去控制微波爐的電源以達到以小控大的控電目的。

2 結果

在對微波爐進行間歇供電控制實施兩年以來，控制器本身從沒有出現過故障，也沒有發現程序混亂，微波爐由于每4min以后就會有2min的散熱間歇，也幾乎不會因為過量的時間負荷出現故障了，大大延長了使用壽命；有人想長時間占用微波爐的做法得到了有效控制，也就能更好地為廣大病人服務了。

3 討論

改進的系統不用鍵盤是為了減少不必要的誤操作，功能更單一穩定。如果要想增加設置時間改變功能的話，還有兩個端口P3.0、P3.1可以擴展兩個鍵鈕，但最好做成隱藏式的，不能讓人隨便觸摸到，要增加時間設置值記憶，只要再用上24C系列的EEPROM芯片，也可以改用AVR單片機，端口更多，芯片內部也有EEPROM可用。因為此控制器無法判斷爐內是否有需要加熱的食品，所以空閑不用時要保持倉門處在打開的狀態，一方面也可以散發殘留的氣味，另一方面也能避免不必要的空轉，張貼個告示說明一下就可以了，恰好一般人用完后也懶得去關倉門。

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