基于單片機控制的燃氣灶控制器設計

邵陽學院信息工程系 呂友懿 許建明 陳炯明

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基于單片機控制的燃氣灶控制器設計

邵陽學院信息工程系 呂友懿 許建明 陳炯明

【摘要】本設計采用STC12C2052AD單片機為主控芯片。由單片機控制燃氣灶的點火、風機啟停、油泵出油量等多個操作的智能化控制，經測試系統的性能達到了預定指標要求，實現了燃氣灶控制器的基本功能，具有較好的應用價值。

【關鍵詞】單片機；燃氣灶；控制器

1　系統工作原理

本系統采用STC單片機為控制芯片，實現燃氣灶的自動控制，系統框圖如圖1所示。該系統使用按鍵控制燃氣灶，用戶可以通過按鍵控制油泵的出油量達到控制火力大小的目的。該系統使用LED指示燈來顯示火力等級，簡單明了。油泵控制電路采用雙向可控硅調壓電路，基本原理為：使用光電耦合器和三極管組成交流電的零點檢測電路，當檢測到交流電的過零點時通過單片機的外部中斷引腳使單片機進入中斷服務程序，再通過單片機定時產生觸發電壓，通過改變觸發電壓出現的時間就可達到調壓的目的。

圖1　系統原理框圖

2　硬件系統設計

2.1過零檢測電路

已知市電為50Hz的正弦波電壓，因此每個周期都會有一個過零點，而雙向可控硅加正負電壓時且控制極加觸發信號時都能導通，但是當可控硅兩端的電壓為零伏時可控硅自動關斷。因此能夠準確的檢測交流電的過零點顯得十分重要，該交流電的過零檢測電路采用一對光電耦合器和一個三極管組成。當交流電過零點時通過光電耦合器得到過零信號通過三級管放大后產生一個下降的脈沖，此信號可以直接供給單片機處理，單片機接收到信號后就可以進入中斷程序產生觸發脈沖，實現過零點的檢測。

圖2　系統電路原理圖

2.2可控硅調壓電路

該系統采用雙向大功率可控硅為調壓器件，MOC3021光電耦合器為觸發信號隔離器件。該調壓電路的工作原理為：當可控硅兩端電壓不為零且檢測到過零點時，通過單片機產生一個觸發信號后通過MOC3021光耦隔離送到可控硅的控制極使可控硅導通。當下一個過零點到來后可控硅又自動截止，通過改變控制電壓的出現時間就可以控制可控硅的導通角，如此循環就形成了調壓的過程。

2.3整體電路設計

本設計硬件電路包括STC12C2052AD單片機最小系統、繼電器控制電路、可控硅調壓電路、過零檢測電路、火焰溫度檢測電路、報警電路、按鍵模塊、指示燈電路和電源部分構成。整體系統電路原理圖如圖2所示。

3　軟件設計

根據系統要求該設備的大概工作流程為：上電，啟動風機，啟動油泵，點火，檢測點火是否成功，成功則等待用戶操作按鍵并維持火焰大小否則返回點火流程（最多點火三次，三次后不成功則報警）。該程序的中斷服務程序分為計數器中斷和外部中斷。定時中斷用于定時控制觸發信號產生的時刻，外部中斷用于過零點檢測，當發生外部中斷時運行計數器定時產生觸發脈沖。該系統的程序設計采用模塊化程序設計，由主函數、中斷服務函數、系統功能子程序構成，主函數通過調用各個子程序實現整個程序的功能。整體程序的可讀性好便于以后的維護和移植。

4　結束語

本該設計采用了STC12C2052AD單片機為控制器，燃氣灶的外部設備有油泵、風機、點火器等主要模塊。油泵主要由調壓電路控制，風機和點火器則用和單片機相連的繼電器控制。由此實現了燃氣灶的自動控制器的設計。經過實際測試該設備的魯棒性好，長時間工作穩定，用戶操作簡單。而其成本低，控制電路簡單使得廣大消費者能夠接受。

參考文獻

[1]江世明,許建明,朱群峰,申壽云.單片機原理及應用[M].上海:上海交通大學出版社,2013.

[2]王東鋒,王會良等.單片機C語言應用100 例[M].西安:電子工業出版社,2009.

[3]韓克,薛迎霄.單片機應用技術[M].北京:電子工業出版社,2013.

呂友懿（1994—），男，湖南衡陽人，電子科學與技術專業本科在讀。

許建明（1977—），男，湖南武岡人，副教授，碩士，主要從事電子技術研究。

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