基于DS1820水溫測試測量電路設(shè)計

在本系統(tǒng)中，RA0~RA3用于七段碼顯示，RB6 控制水閘開關(guān)，RB7控制電加熱管，RC3~RC5用于按鍵設(shè)計和讀取水量，RC0~RC2用于跟DS1820通信進(jìn)行水溫測量，RB0~RB1對七段碼進(jìn)行掃描，RB2~RB5 LED指示燈顯示，RC6漏電檢測，RC7控制揚(yáng)聲器用于報警和指示。

鍵盤與水量測量電路由于在本系統(tǒng)中，只要求顯示四個檔位的水量值，因此水量傳感器采用的是開關(guān)式傳感器，當(dāng)水量達(dá)到某一檔時會拉低該檔電平，接口電路與按鍵按下類似。因此在電路設(shè)計中，將水量檔位信號與按鍵通過一片74HC148優(yōu)先編碼器連接到單片機(jī)的I/O 口上。按鍵的優(yōu)先權(quán)高于水量信號，水量高檔位信號優(yōu)先權(quán)高于低檔位信號，以保證能優(yōu)先響應(yīng)按鍵。

示電路溫度采用二位七段碼顯示，顯示范圍0℃~99℃。水量采用一位七段顯示，顯示1、2、3、4,四檔水位。對溫度和水量進(jìn)行循環(huán)掃描顯示。四個LED 用于當(dāng)前按鍵功能設(shè)定。

水溫和水量控制電路 單片機(jī)通過光電耦合對繼電器進(jìn)行控制，用來切斷或接通加熱管電源，關(guān)閉或打開水閥，從而達(dá)到對水溫和水量的控制。

漏電檢測及報警電路由于熱水器工作在潮濕的場合，因此需具備漏電檢測與報警功能。漏電檢測由漏電檢測線圈的輸出經(jīng)整形后輸入到RC6 口，電路原理圖如圖3(a)所示。當(dāng)漏電流超過一定閾值時，比較器輸出低電平，否則保持高電平，再通過一單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路產(chǎn)生如圖3(b)所示波形，低電平保持時間t可由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)行調(diào)整設(shè)定。在本系統(tǒng)中t 為10ms,由于PIC16C57 沒有中斷功能，因此程序中必須每隔一定時間(小于10ms)對RC6 口進(jìn)行查詢，以檢測是否漏電，一旦檢測到RC6 變低，經(jīng)過確認(rèn)后切斷加熱管電流，同時進(jìn)行報警。報警電路還在傳感器出現(xiàn)故障、超溫時報警提示。PIC16C57 本身具有看門狗定時器，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，能自動進(jìn)行掉電保護(hù)和系統(tǒng)復(fù)位。

水溫測量電路測溫元件采用DALLAS的單線數(shù)字溫度傳感器DS1820.DS1820提供九位溫度讀數(shù)，測量范圍-55℃~125℃，采用獨(dú)特1- WIRE 總線協(xié)議，只需一根口線即實(shí)現(xiàn)與MCU 的雙向通訊，具有連接簡單，高精度，高可靠性等特點(diǎn)。在工作時，通過總線向其提供電源，單片機(jī)發(fā)出指令碼讀取溫度值。