基于單片機(jī)的干衣袋硬件電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于單片機(jī)的干衣袋硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：本文提出了一種由AM2321數(shù)字溫濕度傳感器和單片機(jī)STC12C5604等組成的帶漏電保護(hù)的多功能干衣袋控制電路，可調(diào)節(jié)功率，自動(dòng)控制烘干衣物。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：AM2321；STC12C5604；LM2596；干衣袋 </p><p><b>　　引言 <

2、;/b></p><p>　　在長時(shí)間外出旅游或遇到連續(xù)陰雨天氣時(shí)，怎樣使洗過的衣物干燥是一件頭痛的事情。特別是參加旅行社的旅游，往往晚上到住的地方，早上就出發(fā)，沒有辦法曬衣物，采用電加熱烘干衣物是一個(gè)可行的辦法，常用的是用吹風(fēng)機(jī)，但很費(fèi)精力。 </p><p>　　居家烘干衣物可以使用尺寸較大的干衣柜，采用帶風(fēng)扇的電加熱方式，效果好，也省力。但這類干衣裝置不適合隨身攜帶。本文采用的

3、是可任意折疊的體積和一件西裝差不多的干衣袋，采用遠(yuǎn)紅外電加熱和空氣的自然對流等方式烘干衣物，可以調(diào)節(jié)功率，可以根據(jù)設(shè)定的溫濕度值自動(dòng)判斷衣物是否干燥。 </p><p>　　采用含有己校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合型傳感器AM2321作為測量元件，具有完全互換、成本低、長期穩(wěn)定、相對濕度和溫度測量、超長的信號(hào)傳輸距離、數(shù)字信號(hào)輸出、精確校準(zhǔn)、功耗極低、標(biāo)準(zhǔn)單總線數(shù)字接口、標(biāo)準(zhǔn)I2C總線數(shù)字接口、通信方式可自由選擇等

4、特點(diǎn)。 </p><p>　　1、測量電路和原理 </p><p><b>　　1.1測量原理 </b></p><p>　　圖1.1 電路原理框圖 </p><p>　　測量原理如圖1.1所示：按鍵輸入設(shè)定參數(shù)，單片機(jī)根據(jù)設(shè)定的功率值控制絕緣的柔性電熱絲加熱，顯示電路顯示功率和溫濕度值。AM2321將測得的溫濕度值以單

5、總線的形式將溫濕度值傳輸給單片機(jī)，單片機(jī)將測得的值顯示出來，同時(shí)與設(shè)定的參數(shù)比較，控制是否按設(shè)定的功率加熱。 </p><p>　　由于處在高濕環(huán)境，為了保險(xiǎn)起見，增加了漏電保護(hù)電路，以保證使用者的人生安全。 </p><p>　　電源采用開關(guān)電源，提高效率，降低功耗。 </p><p>　　1.2STC12C5604單片機(jī) </p><p>

6、;　　由于本電路的控制相對簡單，為了節(jié)省成本，本著夠用、充分利用的原則，單片機(jī)選擇容量比較小的、不帶A/D轉(zhuǎn)換的20腳封裝STC12C5604。它是南通國芯微電子有限公司推出的STC12C5620AD系列中4k字節(jié)用戶應(yīng)用程序空間的高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾、指令完全兼容傳統(tǒng)51系列的單片機(jī)，具有單時(shí)鐘/機(jī)器周期，內(nèi)部集成有專用復(fù)位電路、EEPROM、看門狗等，可ISP/IAP（見圖1.2）。 </p><p>　

7、　1.3AM2321 </p><p>　　AM2321的接線示意圖如圖1.3所示，AM2321是濕敏電容數(shù)字溫濕度傳感器。是一款含有己校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合型傳感器。采用專用的溫濕度采集技術(shù)，具有極高的可靠性與卓越的長期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電容式感濕元件和一個(gè)高精度集成測溫元件，并與一個(gè)高性能微處理器相連接。該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。通信方式采用單總線、標(biāo)準(zhǔn)I2C兩種

8、通信方式。兩種通信方式都采用直接輸出經(jīng)溫度補(bǔ)償后的濕度、溫度及校驗(yàn)CRC等數(shù)字信息。 </p><p>　　溫度分辨力為0.1℃，精度為0.5℃，測量范圍為-40-80℃。濕度分辨力為0.1%RH，誤差為3%RH。具有完全互換性。 </p><p>　　1.4漏電保護(hù)電路 </p><p>　　圖1.4 漏電保護(hù)電路 </p><p>　　如

9、圖1.4所示，正常時(shí)，兩根電源線上的電流總是大小相等，方向相反，磁環(huán)上沒有磁通，次級線圈也沒有感應(yīng)電壓輸出。當(dāng)有人觸電時(shí)，兩根電源線上的電流就不相等，其電流的差值即為觸電（漏電）電流，當(dāng)電流達(dá)到一定值時(shí)（一般30mA），就要快速切斷電源。 </p><p>　　正常時(shí)，次級線圈沒有感應(yīng)電壓，SCR1沒有被觸發(fā)而不導(dǎo)通，VCC經(jīng)R3、D2給Q1足夠大的基極電流，三極管飽和導(dǎo)通，繼電器吸合，加熱電源接通。 </

10、p><p>　　當(dāng)漏電流達(dá)到保護(hù)值時(shí)，次級的感應(yīng)電壓正半周的峰值電壓通過R2觸發(fā)單向晶閘管使其導(dǎo)通并保持，其導(dǎo)通壓降小于1V，經(jīng)D2的分壓，加在Q1發(fā)射結(jié)上的電壓小于導(dǎo)通電壓，三極管截止，繼電器不吸合，切斷加熱電源。 </p><p>　　正常情況下，按下SW1，流過相線的電流小于零線的電流，相當(dāng)于人體觸電或漏電，工作狀態(tài)如上所述。R1的取值為 </p><p><

11、;b>　　實(shí)際可取7k5。 </b></p><p>　　1.5加熱控制電路 </p><p>　　由于加熱功率有300W左右，為了保證發(fā)熱均勻，采用PWM方式控制，加熱器的加熱周期為1S，繼電器頻繁動(dòng)作壽命較短，尤其是在電壓峰值附近接通時(shí)對觸點(diǎn)很不利，也沒用辦法控制在電壓過零時(shí)導(dǎo)通來減輕干擾，故采用雙向晶閘管。為了與弱電隔離和減輕干擾，采用過零觸發(fā)的光耦驅(qū)動(dòng)，電路如圖1

12、.5所示。圖中R1為限流電阻，LED1為加熱指示用，MOC3081采用推薦電路，雙向晶閘管采用4A的Z0405MF，R4和C1組成RC吸收電路，R5為電熱絲。為了降低單片機(jī)的功耗，采用灌電流驅(qū)動(dòng)。 </p><p>　　1.6顯示驅(qū)動(dòng)電路 </p><p>　　參數(shù)和狀態(tài)顯示電路如圖1.6所示。為了減少占用單片機(jī)的口線數(shù)量，采用動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示和串轉(zhuǎn)并譯碼顯示。U1為3-8譯碼器，7位數(shù)碼管和

13、4個(gè)發(fā)光管分成7組，溫度和濕度參數(shù)要求比較低，采用兩位數(shù)碼管顯示，功率用三位數(shù)碼管，由于采用貼片元器件，每個(gè)元器件的功率比較小，同時(shí)考慮顯示效果，7個(gè)數(shù)碼管采用兩片74LS164驅(qū)動(dòng)。 </p><p><b>　　1.7鍵盤電路 </b></p><p>　　由于單片機(jī)的口線夠用，按鍵電路就采用常見的一根口線一個(gè)按鍵，電路比較簡單。R1-R4為上拉電阻。 </

14、p><p>　　1.8電源電路電路 </p><p>　　由于整個(gè)電路的功率比較小，變壓器的功率可以選用1VA，10V的輸出經(jīng)整流濾波后供給繼電器及穩(wěn)壓集成塊LM2596。LM2596-5.0是一款輸出5V的開關(guān)電源IC，在輸入電壓范圍內(nèi)，其效率在80%以上，穩(wěn)壓效果與7805相當(dāng)，可以完全替代7805，小電流時(shí)不需散熱片。 </p><p><b>　　2、

15、軟件設(shè)計(jì) </b></p><p>　　軟件部分主要包括鍵盤輸入子程序，看門狗子程序，功率控制，溫濕度輸入程序、顯示程序等。其中的溫濕度輸入程序流程如下： </p><p><b>　　3、結(jié)語 </b></p><p>　　本控制電路采用一體式傳感器和開關(guān)電源，元器件采用貼片元件，電路板尺寸小，能防止觸電，使用安全可靠。 <

16、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]倪志蓮.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2007. </p><p>　　[2]王元慶.新型傳感器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002. </p><p>　　[3]梁正習(xí).漏電保護(hù)器實(shí)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1