智能燃气灶控制系统.docx

智能燃气灶控制系统 2.1 设计思路 压力传感器通过测量外界的压力通过放大电路输出电流信号，经A/D转换器进行模数转换后给单片机，单片机进行算法处理将压力传感器的输出信号和测量的压力对应起来并实时显示在LED灯上，当所测压力大于一定值时，电磁阀打开并实现对燃气灶进行供气；当所测压力小于给点值时，电磁阀关闭，因此，燃气灶就得不到供气。供气之后单片机又会控制脉冲点火器进行点火，当燃气灶点燃时温度传感器输出经信号调节电路（放大电路、模数转换），送给单片机处理，同理单片机进行算法处理关闭脉冲点火器。否则，单片机将控制脉冲点火器一直点火。 2.2 原理设计 （1）、当燃气灶感受到外界压力（设定值）时（或超过设定值），压力传感器输出的信号通过信号调节电路，送到单片机，经单片机处理，输出信号控制外围电路打开电磁阀给燃气灶通燃气，延时1s控制脉冲点火器点火。然而，当燃气灶没有感受到压力时或压力没有达到设定值时，系统则不会工作。 （2）、燃气灶有没有点燃，通过温度传感器来判断。温度传感器输出经信号调节电路（放大电路、模数转换），送给单片机处理，若没点燃则继续点火，若点燃则关闭脉冲点火器。 系统组成原理图如下： 智能燃气灶控制系统全文共18页，当前为第1页。图2.1 系统组成原理图 智能燃气灶控制系统全文共18页，当前为第1页。 2.3 硬件设计 （1）感受压力部分： 通过压力传感器感受压力，再通过运算放大器放大信号，模数转换送给单片机处理。当没有压力时或者压力没有达到预定值，电磁阀、脉冲点火器均不工作。由于压力传感器要避免温度的影响，所以将压力传感器放置在燃气灶与桌面接触的底脚上。 （2）点火部分： 本部分由继电器，脉冲点火器两部分组成。继电器是用于实现用弱电来控制强电，其目的是减小脉冲点火器产生的高压脉冲对单片机的影响。脉冲点火器的工作还需外界电源供电。 （3）控制电磁阀部分： 本部分通过单片机输出信号控制继电器再控制再控制电磁阀的开关。控制电磁还需外界供电。由于电磁阀要么全开要么全闭，通燃气的大小由燃气灶的那个可旋转阀门控制，本系统默认打开的阀门打开50%，火候的大小由人工控制，通过旋转燃气灶上的阀门来调节火候的大小。 （4）检查点燃与否部分： 本部分是通过热电偶温度传感器来检查。热电偶感受燃气灶出火处的温度，对应输出一个数值经运放放大模数转换，送达单片机进行处理。若点燃，热电偶输出数值高于软件设定的值，则脉冲点火器不工作；若没点燃，热电偶输出数值低于软件设定的值，则脉冲点火器继续点火直到点燃。 （5）模数转换部分： 本部分由ADC0809这块芯片来实现，其作用是将压力传感器和热电偶温度传感器输出的模拟信号转换为数字信号供给单片机进行处理。 （6）发光二极管部分 本部分作用是通过发光二极管的亮灭来判断哪个部分在工作与否。 2.4 软件设计 （1）定义程序中所需要的各种数据类型（无符号整型，无符号字符型），定义所需单片机与外围电路连接的I/O口。 （2）延时函数的编写，为后面所需的延时部分调用。 （3）模数转换部分程序的编写。由于系统有两路模拟信号（压力传感器，热电偶温度传感器信号）的出入，所以需要编写两次模数转换。其编写需要按照ADC0809的时序进行编写。笔者在这就不说明，读者自己查阅相关资料。 智能燃气灶控制系统全文共18页，当前为第2页。 （4）主函数的编写。本部分的作用是将之前模数转换所得到的数值进行处理。当得到的压力传感器的数值大于或等于某个数值时，则执行I/O口的输出，控制继电器从而控制电磁阀，脉冲点火器；当得到的热电偶温度传感器数值大于或等于某个数值时，则执行I/O的输出，控制继电器从而控制脉冲点火器。当压力数值达到设定数值时由于电磁阀，脉冲点火器工作需要间隔一段时间，所以需要调用延时函数进行延时处理。 智能燃气灶控制系统全文共18页，当前为第2页。 对本系统进行试验，没有重物在上面时，电磁阀关闭，脉冲点火器不工作。当把一个重物压在燃气灶上后，系统中的电磁阀打开给燃气灶供气，1s后脉冲点火器工作。当点燃时热电偶检测到的温度达到设定值时，脉冲点火器停止点火。当重物从燃气灶上拿下时，电磁阀关闭。 3 基于单片机智能燃气灶控制系统的硬件设计 3.1 硬件分析 （1）AT89C51单片机： AT89C51是一种带4K字节 FLASH存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种2k字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。本设计采用的是最为常用的51型单片机，主要作用就是用来控制电磁阀和脉冲点火器。然而，由于将多功能8位CPU和闪速存储器组合在芯片中，ATMEL的AT89C51又是一种高效微控制器。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性 智能燃气灶控制系统是一种利用现代电子技术实现燃气灶安全、智能化操作的装置。系统设计的核心思路是通过压力传感器和温度传感器监测燃气灶的工作状态，并通过单片机进行智能控制。 压力传感器安装在燃气灶底部，用于检测燃气灶受到的压力。当外界压力达到或超过预设值时，传感器的输出信号经过放大电路和A/D转换器，转化为数字信号输入到单片机。单片机根据算法处理这些信号，并在LED屏幕上实时显示压力值。如果压力值大于设定阈值，单片机会控制电磁阀开启，允许燃气进入燃气灶。同时，单片机会启动脉冲点火器进行点火。如果压力值未达到阈值，系统则保持关闭状态，防止燃气泄漏。 温度传感器用于判断燃气是否已经点燃。当燃气灶正常燃烧时，温度传感器的输出信号经过信号调节电路（包括放大电路和模数转换）送入单片机。如果温度达到预设值，单片机关闭脉冲点火器；如果温度未达到，点火器将持续工作直至点火成功。 硬件设计方面，系统包括压力传感器、点火部分、电磁阀控制、点燃检查和模数转换等组件。压力传感器通过运算放大器放大信号，而点火部分由继电器和脉冲点火器组成，用于安全地控制高压点火过程。电磁阀的开关由单片机通过继电器控制，以实现精确的燃气供应。热电偶温度传感器负责检测火焰状态，而模数转换芯片ADC0809负责将模拟信号转化为数字信号供单片机处理。发光二极管则作为状态指示，显示系统各部分的工作情况。 软件设计上，程序主要包括数据类型定义、I/O口配置、延时函数编写、模数转换程序以及主函数。主函数根据压力和温度传感器的数值来控制电磁阀和脉冲点火器的工作，同时考虑了必要的延时处理。 在硬件分析中，采用了AT89C51单片机，这是一款具有4KB闪存的8位微处理器，广泛应用于嵌入式控制系统，能够有效控制电磁阀和脉冲点火器的运行。 智能燃气灶控制系统通过集成的压力和温度传感器、单片机处理以及各种电子元件，实现了燃气灶的自动化安全控制，确保了烹饪过程的安全性和便利性。