基于單片機(jī)STC12C5A60S2與無(wú)線模塊CC1101的電動(dòng)溫控閥控制器設(shè)計(jì)

謝紹霞，郭三華，曹麗娟，楊 睿

（1.煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 電子工程系,山東 煙臺(tái)265500；2.同濟(jì)大學(xué) 電信工程學(xué)院，上海201804）

基于單片機(jī)STC12C5A60S2與無(wú)線模塊CC1101的電動(dòng)溫控閥控制器設(shè)計(jì)

謝紹霞1，郭三華1，曹麗娟1，楊 睿2

（1.煙臺(tái)汽車工程職業(yè)學(xué)院 電子工程系,山東 煙臺(tái)265500；2.同濟(jì)大學(xué) 電信工程學(xué)院，上海201804）

基于當(dāng)前家庭室內(nèi)供暖、農(nóng)業(yè)溫室大棚供暖等方面溫控不能實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)的現(xiàn)狀，采用單片機(jī)STC12C5A60S2與無(wú)線模塊CC1101設(shè)計(jì)電動(dòng)溫控閥控制器，控制器包含溫度調(diào)節(jié)控制器、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，通過(guò)對(duì)相應(yīng)的家庭室內(nèi)供暖、農(nóng)業(yè)溫室大棚供暖的溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)測(cè)試，整個(gè)控制器可有效的實(shí)現(xiàn)電動(dòng)溫控閥無(wú)線調(diào)節(jié)。

電動(dòng)溫控閥控制器；單片機(jī)STC12C5A60S2；無(wú)線模塊CC1101；電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器

在家庭室內(nèi)供暖和農(nóng)業(yè)溫室大棚供暖過(guò)程中，溫控閥的調(diào)節(jié)一般采用手動(dòng)模式。根據(jù)溫度的高低手動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)流量控制，這樣容易造成室內(nèi)溫度不能有效調(diào)節(jié)的同時(shí)，也造成資源浪費(fèi)［1］。

為此提供一種有效的電動(dòng)溫控閥控制器設(shè)計(jì)，滿足自動(dòng)溫控閥的無(wú)線調(diào)節(jié)，不僅節(jié)省流量，而且具有節(jié)能效果，只需要調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)控制器，進(jìn)行溫度設(shè)置，就可以通過(guò)后續(xù)的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)溫控閥的有效調(diào)節(jié)，整個(gè)控制器的應(yīng)用方便、快捷，具備推廣應(yīng)用價(jià)值。

1　系統(tǒng)框架

整個(gè)控制器包含溫度調(diào)節(jié)控制器、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制器，溫度調(diào)節(jié)控制器主要包含溫度傳感器 DS18B20、單片機(jī)12C5A60S2、液晶顯示LDC12864,無(wú)線模塊CC1101發(fā)射端及其外圍電路，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制模塊包含無(wú)線模塊CC1101接收端、單片機(jī)12C5A60S2、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器SJ-230M2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其外圍電路，其整體結(jié)構(gòu)框架圖如圖1所示。

圖1　控制器整體結(jié)構(gòu)框架圖

2　硬件設(shè)計(jì)

2.1整個(gè)系統(tǒng)所需電源模塊

整個(gè)系統(tǒng)電源模塊是為后續(xù)的各個(gè)系統(tǒng)模塊提供有效的直流電壓,整個(gè)電源模塊主要有變壓器、三端穩(wěn)壓集成電路LM7805及其外圍電路組成。為后續(xù)各個(gè)模塊提供15 V或者5 V電壓，由于LM7805散熱性比較差，需要在電路周圍安裝必要的散熱片，其電源模塊電路圖如圖2所示。

2.2單片機(jī)STC12C5A60S2最小系統(tǒng)

STC12C5A60S2特別適合于電機(jī)控制、強(qiáng)干擾場(chǎng)合使用，具備高速、低功耗、超強(qiáng)抗干擾特點(diǎn)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，但速度快8～12倍，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。

圖2　電源模塊電路

2.3液晶顯示模塊LCD12864

LCD12864主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成?？赏瓿蓤D形顯示，也可以顯示8×4個(gè)（16×16點(diǎn)陣）漢字。由于整個(gè)控制器在設(shè)計(jì)過(guò)程中只需要顯示當(dāng)前溫度和需要調(diào)節(jié)設(shè)定的溫度，故液晶顯示模塊LCD12864完全滿足整個(gè)系統(tǒng)的顯示所需，其引腳電路圖如3所示。

2.4無(wú)線模塊CC1101

無(wú)線模塊CC1101內(nèi)部包含了標(biāo)準(zhǔn)SPI通信接口、FIFO狀態(tài)指示、天線接收、晶振單元等，是專門為低功耗無(wú)線應(yīng)用所設(shè)計(jì)的一款芯片［5-6］。其引腳圖如圖4所示。

2.5整體電路圖

溫度調(diào)節(jié)控制器主要是由溫度傳感器、單片機(jī)STC12C5A60S2、無(wú)線模塊CC1101，液晶顯示LCD12864組成，如圖5所示，后續(xù)電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器主要是由SJ-230M2驅(qū)動(dòng)器、單片機(jī)STC12C5A60S2、無(wú)線模塊CC1101組成組成，如圖6所示。

圖3　LCD12864液晶顯示引腳電路圖

圖4　無(wú)線模塊CC1101引腳圖

圖5　溫度調(diào)節(jié)控制器的組成電路圖

3　結(jié)果分析

將整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用在70室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)和200溫室大棚溫度調(diào)節(jié)過(guò)程中，均取得比較好的使用效果，其測(cè)試結(jié)果如表1、表2所示，說(shuō)明調(diào)節(jié)溫度幅度越大，所需要的時(shí)間越長(zhǎng)，在降溫過(guò)程中耗費(fèi)的時(shí)間比升溫所耗費(fèi)的時(shí)間要長(zhǎng)。

圖6　電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器組成電路圖

表1　室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)測(cè)試

表2　溫室大棚溫度調(diào)節(jié)測(cè)試

5　結(jié)論

利用單片機(jī)STC12C5A60S2與無(wú)線模塊CC1101結(jié)合溫度采集和其他控制模塊，設(shè)計(jì)了電動(dòng)溫控閥控制器，整個(gè)控制器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在室內(nèi)供暖、溫室大棚等需要溫度調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，應(yīng)用效果比較理想，具備較好的推廣和應(yīng)用價(jià)值。

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【相關(guān)參考文獻(xiàn)鏈接】

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The design of electric thermostatic valve controller based on single chip microcomputer STC12C5A60S2 and wireless module CC1101

XIE Shao-xia1,GUO San-hua1,CAO Li-juan1，YANG Rui2
（1.Department of electronic engineering，Yantai Automobile Engineering Professional College，Yantai 265500，China；2.School of Engineering and Telecommunication，Tongji University，Shanghai 201804,China）

In order to solve the problem of the automatic temperature regulation on room heating and green house,the design of electric thermostatic valve controller based on single chip microcomputer STC12C5A60S2 and wireless module CC1101 was proposed.the whole controller was composed by temperature regulation controller and electric drive controller,After the automatic temperature regulation experiments on room heating and green house,the wireless adjustment of electric thermostatic valve can be effectively achieved.

electric thermostatic valve controller；single chip microcomputer STC12C5A60S2；wireless module CC1101；electric drive controller

TN99

A

1674－6236（2016）13-0104-03

2015-08-03稿件編號(hào)：201508008

謝紹霞（1974—），女，山東煙臺(tái)人，碩士，副教授。研究方向：智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)。