基于ATmega16的遠程溫差循環(huán)控制器設(shè)計
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太陽能與建筑一體化是城市建筑發(fā)展的必然趨勢，分體承壓太陽能熱水器是太陽能發(fā)展的基本方向。由于分體式太陽能熱水系統(tǒng)的集熱部分與儲熱水箱相互分離，二者由管道連接，需要配套溫差循環(huán)換熱控制裝置才能工作。目前，市場上使用的溫差循環(huán)換熱裝置基本都是單機工作，這就要求安裝在離太陽能熱水器就近的位置，操作人員必須爬上樓頂才能完成基本的信息查看和基本功能操作。該設(shè)計很好地解決了這個缺點，使用AVR單片機，運用RS 485技術(shù)以及NTC熱敏傳感器技術(shù)，研制開發(fā)了該遠程溫差循環(huán)控制器。
l 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理
遠程溫差循環(huán)控制器主要用于測量、顯示分體承壓太陽能熱水器的水箱水溫、集熱器溫度、管道溫度及控制溫差循環(huán)、輔助電加熱、管道防凍和參數(shù)設(shè)置等?？刂破髦饕芍鳈C、從機、水溫傳感器、防凍傳感器等部分組成。主機核心為ATmegal6單片機，通過RS 485與從機通信，顯示從機采集的溫度數(shù)據(jù)，并完成基本功能設(shè)置，把設(shè)置數(shù)據(jù)傳送給從機；從機也是以ATmegal6單片機為主控器，完成數(shù)據(jù)采集和控制執(zhí)行，其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
遠程溫差循環(huán)控制器以ATmegal6為核心，該單片機帶有串行接口，可以接485轉(zhuǎn)換芯片，實現(xiàn)RS 485通信；內(nèi)置8位A／D模塊，可直接實現(xiàn)8通道模擬信號的A／D轉(zhuǎn)換輸入；帶有512 B的E2PROM，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)掉電保護。
2．1 主機電路
主機的主要功能是接收從機采集4路溫度數(shù)據(jù)，并顯示在128×64的液晶上；主機的另外一個功能是完成基本的設(shè)置，然后把設(shè)置參數(shù)發(fā)送給從機。主機主要由RS 485通信、鍵盤輸入、LCD顯示等幾個模塊組成。
2．1．1 RS 485通信
由于RS 485總線通信模式具有結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，通信距離和數(shù)據(jù)傳輸速率適當?shù)忍攸c，因而已廣泛應用于儀器儀表、智能化傳感器集散控制、樓宇控制、監(jiān)控報警等領(lǐng)域。
在該設(shè)計中使用接口芯片MAX485，如圖2所示。該芯片是Maxim公司的一種RS 485芯片，采用單一+5 V電源工作，額定電流為300μA，采用半雙工通信方式。MAX485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡單，內(nèi)部含有一個驅(qū)動器和接收器。RO和DI端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，與單片機連接時只需分別與單片機的RXD和TXD相連即可。RE和DE端分別為接收和發(fā)送的使能端，當RE端口為邏輯0時，器件處于接收狀態(tài)；當DE端口為邏輯1時，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因為MAX485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機的管腳PD2控制這兩個引腳即可。A端和B端分別為接收和發(fā)送的差分信號端，當A引腳的電平高于B時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為l；當A的電平低于B端時，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。
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