暖气控制系统设计.pdf

目 录

1 引言............................................................................................................................ 1

2 总体设计方案............................................................................................................ 2

2.1 设计思路.......................................................................................................... 2

2.2 设计框图.......................................................................................................... 3

3 温度数据采集系统.................................................................................................... 3

3.1 数字温度传感器.............................................................................................. 3

3.2 SWC 接口电路..............................................................................................4

3.3 单片机与 SWC 的连接电路...........................................................................5

5.1 键盘布局.......................................................................................................... 8

5.2 键盘接口电路.................................................................................................. 9

6 温度控制系统.......................................................................................................... 10

6.1 键盘控制模块................................................................................................ 10

6.2 LED 显示模块.............................................................................................10

6.2.1 LED 及控制芯片简介.......................................................................10

6.2.2 LED 显示系统硬件电路................................................................... 11

6.3 温度调节模块................................................................................................ 12

6.3.1 流量控制器.......................................................................................... 12

6.3.2 PWM 驱动电路.................................................................................12

6.3.3 比例电磁阀.......................................................................................... 13

7 多个单片机串口通信.............................................................................................. 13

7.1 波特率选择.................................................................................................... 13

7.2 89C51 的串行口..........................................................................................14

7.3 硬件连接电路图............................................................................................ 15

8 软件部分设计.......................................................................................................... 15

结束语.......................................................................................................................... 20

致谢.............................................................................................................................. 21

不考虑一种更经济，更实际的方法。那就是改变收费模式，改变室内暖气供应的

控制模式。我国暖气收费一直是以用户住房面积计算，这种方式有失公平。现在，

我们根据前人的经验，提出按热量计费的方式。我国室内暖气供应控制一般是手

动阀门，有的住户干脆没有阀门。这样的方式造成一旦暖气开通，所有用户都以

最大模式运行，不管用户家中是否有人。这样造成了大量的热量流失和浪费。

新的控制系统的提出，可以改变这种大量浪费的情况，它具有人性化，智能

化，自动化等特点，而且价格低廉，适合普通用户。2008 年，我国暖气价格普

遍上涨，这主要是因为暖气供应部门在供暖上投资过大，收益太少，入不敷出。

造成这种情况的首要原因就是供暖模式的落后，以及燃料的价格上涨。暖气价格

的上涨使得用户怨声载道。由此，急需一种新的供暖模式和计费模式来解决这个

要负责根据其他两片采集的数据驱动电磁阀，调节暖气管道中的热水流量从而调

节温度，并将之显示在 LED 显示器上，该单片机还负责接收键盘数据，从而实

现手动调节室内温度，另外主机机还负责接收 1 号子机采集的温度热量等数据，

显示在 LED 上，作为收费的根据。

1 号子机主要负责采集温度，温度传感器 3 安装在室内中央，采集室内温度，

传感器 1，2 分别安装在暖气管道的进水口和出水口，采集两处的温度计算温差

并保存，再根据采集的流量数据计算温差计算出热量并保存。

2 号子机主要负责根据装在门内外的两个特殊的按键计算出房间内人的数

目，从而计算出房间内的人数，把该数据传送给主单片机并显示在 LED 显示器

上。房间内无人时主单片机发送数据至电磁阀，关闭电磁阀，从而达到节约的目

SWC 三条引脚的名称分别为控制线（K），信号线（S），公共线（G）。其引脚信

号波形如图 2 所示。

取决于加电脉冲的宽度，而取决于 SWC 内部正比于温度的参考电压的大小，即

温度的高低。利用 SWC 这种特点，可以方便地与单片机配接。

SWC 与单片机配接的方案有两种，一种是外加电方式，另外一种是采用软

件实现。本设计中，采用外加电配接方式。方案如下：

D1

W1

D2

W2

IC1

12V

此方案为外加电方式，即控制线 K 上所加宽脉冲为一外接振荡器，由振荡

器的脉冲宽控制 SWC 启动，如图 3 所示。SWC 传感器出厂均严格约定为每个脉

冲 0.1C 的增量，而脉冲频率为 15KHZ 左右。89C51 单片机的 P3.4 P3.5 引脚为

计 数 器 时 ， 对 外 部 事 件 的 最 高 计 数 速 度 为 fosc/24 。 若 晶 振 为 6MHZ ，

6MHZ/24>15KHZ，则计 15KHZ 左右的脉冲是没有问题的，15KHZ 脉冲的周期