基于单片机控制的燃气灶控制器设计

邵阳学院信息工程系 吕友懿 许建明 陈炯明



基于单片机控制的燃气灶控制器设计

邵阳学院信息工程系 吕友懿 许建明 陈炯明

【摘要】本设计采用STC12C2052AD单片机为主控芯片。由单片机控制燃气灶的点火、风机启停、油泵出油量等多个操作的智能化控制，经测试系统的性能达到了预定指标要求，实现了燃气灶控制器的基本功能，具有较好的应用价值。

【关键词】单片机；燃气灶；控制器

1　系统工作原理

本系统采用STC单片机为控制芯片，实现燃气灶的自动控制，系统框图如图1所示。该系统使用按键控制燃气灶，用户可以通过按键控制油泵的出油量达到控制火力大小的目的。该系统使用LED指示灯来显示火力等级，简单明了。油泵控制电路采用双向可控硅调压电路，基本原理为：使用光电耦合器和三极管组成交流电的零点检测电路，当检测到交流电的过零点时通过单片机的外部中断引脚使单片机进入中断服务程序，再通过单片机定时产生触发电压，通过改变触发电压出现的时间就可达到调压的目的。

图1　系统原理框图

2　硬件系统设计

2.1过零检测电路

已知市电为50Hz的正弦波电压，因此每个周期都会有一个过零点，而双向可控硅加正负电压时且控制极加触发信号时都能导通，但是当可控硅两端的电压为零伏时可控硅自动关断。因此能够准确的检测交流电的过零点显得十分重要，该交流电的过零检测电路采用一对光电耦合器和一个三极管组成。当交流电过零点时通过光电耦合器得到过零信号通过三级管放大后产生一个下降的脉冲，此信号可以直接供给单片机处理，单片机接收到信号后就可以进入中断程序产生触发脉冲，实现过零点的检测。

图2　系统电路原理图

2.2可控硅调压电路

该系统采用双向大功率可控硅为调压器件，MOC3021光电耦合器为触发信号隔离器件。该调压电路的工作原理为：当可控硅两端电压不为零且检测到过零点时，通过单片机产生一个触发信号后通过MOC3021光耦隔离送到可控硅的控制极使可控硅导通。当下一个过零点到来后可控硅又自动截止，通过改变控制电压的出现时间就可以控制可控硅的导通角，如此循环就形成了调压的过程。

2.3整体电路设计

本设计硬件电路包括STC12C2052AD单片机最小系统、继电器控制电路、可控硅调压电路、过零检测电路、火焰温度检测电路、报警电路、按键模块、指示灯电路和电源部分构成。整体系统电路原理图如图2所示。

3　软件设计

根据系统要求该设备的大概工作流程为：上电，启动风机，启动油泵，点火，检测点火是否成功，成功则等待用户操作按键并维持火焰大小否则返回点火流程（最多点火三次，三次后不成功则报警）。该程序的中断服务程序分为计数器中断和外部中断。定时中断用于定时控制触发信号产生的时刻，外部中断用于过零点检测，当发生外部中断时运行计数器定时产生触发脉冲。该系统的程序设计采用模块化程序设计，由主函数、中断服务函数、系统功能子程序构成，主函数通过调用各个子程序实现整个程序的功能。整体程序的可读性好便于以后的维护和移植。

4　结束语

本该设计采用了STC12C2052AD单片机为控制器，燃气灶的外部设备有油泵、风机、点火器等主要模块。油泵主要由调压电路控制，风机和点火器则用和单片机相连的继电器控制。由此实现了燃气灶的自动控制器的设计。经过实际测试该设备的鲁棒性好，长时间工作稳定，用户操作简单。而其成本低，控制电路简单使得广大消费者能够接受。

参考文献

[1]江世明,许建明,朱群峰,申寿云.单片机原理及应用[M].上海:上海交通大学出版社,2013.

[2]王东锋,王会良等.单片机C语言应用100 例[M].西安:电子工业出版社,2009.

[3]韩克,薛迎霄.单片机应用技术[M].北京:电子工业出版社,2013.

吕友懿（1994—），男，湖南衡阳人，电子科学与技术专业本科在读。

许建明（1977—），男，湖南武冈人，副教授，硕士，主要从事电子技术研究。

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