基于PIC單片機(jī)廚房控制器的設(shè)計(jì)

摘要 介紹了真空熒光屏顯示器在多功能廚房控制系統(tǒng)中的軟硬件設(shè)計(jì)方法。系統(tǒng)以PIC16F72單片機(jī)為主控制芯片對(duì)外圍傳感器檢測模塊和按鍵掃描電路等采集信號(hào)進(jìn)行處理，發(fā)送指令驅(qū)動(dòng)繼電器來控制天然氣灶、抽油煙機(jī)、消毒柜、烘干機(jī)等多種廚房設(shè)備進(jìn)行工作。該系統(tǒng)采用真空熒光屏顯示各種工作狀態(tài)，具有漏氣報(bào)警、按鍵童鎖等功能。
關(guān)鍵詞 廚房控制器；真空熒光屏顯示器；智能控制

隨著智能家電控制技術(shù)的不斷發(fā)展，具有多功能和智能化的廚房控制器成為廚房電器設(shè)備發(fā)展主流。和傳統(tǒng)單一廚房設(shè)備控制器相比，多功能廚房控制器具有占用空間小、成本低、功能多、便于設(shè)備統(tǒng)一管理，使用安全、方便等優(yōu)點(diǎn)。
系統(tǒng)以PIC單片機(jī)作為主控制芯片，選用VFD(Vacuum Fluorescent Display)真空熒光屏為顯示器，結(jié)合氣敏傳感器、熱敏電阻、高壓點(diǎn)火器、繼電器等受控對(duì)象，通過檢測外部信號(hào)以及內(nèi)部定時(shí)時(shí)間狀態(tài)可以控制各種受控對(duì)象工作狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)廚房電器設(shè)備的智能控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

1 各單元電路硬件設(shè)計(jì)
1．1 電源電路設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)所需的6組工作電源均由如圖2所示的電路提供。6組電源分別為AC 220 V、AC 3 V、DC+12 V、DC+5 V、DC+5 V B、DC+24 V、DC-30 V。各組電源的使用情況如下：AC 220 V作為抽油煙機(jī)電機(jī)工作電壓，AC 3 V作為VFD燈絲驅(qū)動(dòng)電壓，DC-30 V作為VFD顯示段碼工作電壓，DC+12 V作為繼電器工作電壓，DC+5 V作為單片機(jī)及外圍+5 V供電電源，DC+5 V B作為氣敏傳感器工作電壓，DC+24 V作為24 V直流電機(jī)以及照明LED工作電壓。

為確保VFD顯示屏段碼截止時(shí)沒有鬼影余亮現(xiàn)象，在AC 3 V中心抽頭和DC-30 V之間加了5．1 V穩(wěn)壓管1N4733，同時(shí)在關(guān)閉VFD時(shí)通過繼電器KA1切斷燈絲電源AC 3 V，以達(dá)到徹底熄滅燈絲和省電的目的。
1．2 功能控制電路設(shè)計(jì)
如圖3所示功能控制電路，通過繼電器控制抽油煙機(jī)、風(fēng)機(jī)的強(qiáng)度以及消毒、烘干童鎖、LED照明開關(guān)等。為確保消毒和烘干是在消毒柜關(guān)閉狀態(tài)下才工作，故在消毒柜的柜門處裝個(gè)開關(guān)，只有在門關(guān)閉狀態(tài)下繼電器才能動(dòng)作。在烘干發(fā)熱棒上串聯(lián)一個(gè)熱敏電阻NTC5D-11，在溫度過高時(shí)斷開，防止溫度過高而燒壞碗筷和設(shè)備。同時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到安全因素，加了童鎖功能，即正在進(jìn)行消毒或烘干時(shí)童鎖關(guān)閉，消毒烘干結(jié)束后1 min才開啟童鎖，以防止兒童在設(shè)備正在消毒或烘干時(shí)誤打開柜門而燙傷，童鎖為電磁閥。

設(shè)計(jì)中考慮到兩板之間的數(shù)據(jù)傳送及節(jié)省I／O口，選用了串并轉(zhuǎn)換芯片74HC595作為I／O口擴(kuò)展(只需3個(gè)I／O口)，再經(jīng)過7路內(nèi)部達(dá)林頓結(jié)構(gòu)的ULN2003驅(qū)動(dòng)繼電器。電路中，將ULN2003第9腳接+12 V就相當(dāng)于在每個(gè)被驅(qū)動(dòng)對(duì)象兩端反向并聯(lián)一個(gè)二極管，起到續(xù)流的作用，外部無需在加二極管達(dá)到節(jié)省成本的效果。