基于单片机倒计时方式下的间歇供电控制

沈国平

宜兴市肿瘤医院 设备科, 江苏 宜兴214206

0 前言

为了使服务更加人性化，提高服务档次，医院往往会在病区配备微波炉供大家使用，但用它煮稀饭的有之，长时间做菜的有之，过火时汤水四溢的有之，甚至生米煮熟饭的也有之，3~5min加热的愿望反而不容易实现，因为总是有人动辄占用10min乃至20min，这样一来微波炉老是损坏，服务水平反倒降低了。所以，限时给电4min，定时间隙2min是一个仅限于加热饭菜的不错方案。

1 方案与选材

只要能解决定时、提示、控制这三个要素就可以解决这个问题了，于是我想到了单片机，它的内部有不止一个定时器/计数器，也有足够的端口可以作为键盘、显示与控制，键盘用途都可以省略掉，电路见图1。其它内部的许多资源都可以放弃不用。诸如外部中断输入、外部时钟输入、串行通信收发端口、模拟比较器等等。计时的显示最小分辨率放在秒上也是有足够的精度了。

图1 电路图

1.1 单片机的选型

由于单片机的功能比较大，几乎各种品牌的MCU都可以做到这一功能，最多是外围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。从功能够用、外围从简的原则来看，考虑到本题所需要用的资源很少，就选用了ATMEL的89C2051，性价比高。

1.2 控制流程（见图2）

图2 流程图

1.3 定时方案

定时器一般都有8位与16位的可选，以12MHz的晶振为例，8位的计数器从空到满溢只有256μs,要积累到1s，要3906次多，中断太频繁，肯定要选16位的定时器来计时，从空到满溢达到65536μs,一般设置成一个整数50000 μs=50 ms中断一次，20次中断就能到1s，通电取4min，断电取2min的话，存放通断电时间设置值只要能放得下4×60×20=4800即可，一个双字节的无符号整型变量就可以了。

1.4 显示方案

用四位数码管动态扫描方式显示数码，最高位作为通断电的标示位，次高位为分位，再带上小数点作为分与秒的分隔，低两位作为秒的个十位，用四位一体的只有12个管脚，管脚比四个独立数码管少多了。单片机用8个P1口作为段选位，4个P3口作为位选。

1.5 控制方案

用1个P3口作为控制位去推动一个开关三极管，再用这个三极管去吸合一个12V的小继电器，最后用这个继电器去控制微波炉的电源以达到以小控大的控电目的。

2 结果

在对微波炉进行间歇供电控制实施两年以来，控制器本身从没有出现过故障，也没有发现程序混乱，微波炉由于每4min以后就会有2min的散热间歇，也几乎不会因为过量的时间负荷出现故障了，大大延长了使用寿命；有人想长时间占用微波炉的做法得到了有效控制，也就能更好地为广大病人服务了。

3 讨论

改进的系统不用键盘是为了减少不必要的误操作，功能更单一稳定。如果要想增加设置时间改变功能的话，还有两个端口P3.0、P3.1可以扩展两个键钮，但最好做成隐藏式的，不能让人随便触摸到，要增加时间设置值记忆，只要再用上24C系列的EEPROM芯片，也可以改用AVR单片机，端口更多，芯片内部也有EEPROM可用。因为此控制器无法判断炉内是否有需要加热的食品，所以空闲不用时要保持仓门处在打开的状态，一方面也可以散发残留的气味，另一方面也能避免不必要的空转，张贴个告示说明一下就可以了，恰好一般人用完后也懒得去关仓门。

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