耿振野　李相偉　郝慶光　翟　揚(yáng)

摘要：本文以基于自供電的熱能檢測(cè)系統(tǒng)為研究對(duì)象，提出熱能檢測(cè)的自供電模式，在節(jié)能的同時(shí)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了能源的有效利用。設(shè)計(jì)了以Atmeage16為中央處理器的低功耗外圍電路，包括升壓和穩(wěn)壓電路、電源電壓檢測(cè)電路、流量檢測(cè)電路、LCD顯示電路等。

關(guān)鍵詞：自供電；ATmega16；MC34063；熱能檢測(cè)

1 概述

熱能檢測(cè)系統(tǒng)具體實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量流量、讀寫(xiě)IC卡、控制閥門(mén)、顯示報(bào)警等功能。本系統(tǒng)的難點(diǎn)就在于自供電電路怎樣使變化的小電壓能夠安全有效的為整個(gè)系統(tǒng)來(lái)供電，發(fā)電機(jī)在產(chǎn)生電壓和電流之后，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓和濾波之后給蓄電池供電，使蓄電池在使用階段能及時(shí)的充電，因?yàn)锳Tmeage16 的工作電壓在2.7v到6v之間，所以在蓄電池提供的電壓能夠滿足系統(tǒng)的供電。蓄電池出現(xiàn)電壓變低時(shí)MCU會(huì)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)電壓在底于3v的時(shí)候會(huì)自動(dòng)報(bào)警，而且持續(xù)1分鐘，再次進(jìn)行檢測(cè)到低壓電，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén)，切斷供熱。自供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2 MC34063升壓電路

MC34063是一單片雙極型線性集成電路，專(zhuān)用于直流--直流變換器控制部分，片內(nèi)包含有溫度補(bǔ)償帶隙基準(zhǔn)源一個(gè)占空比周期控制振蕩器，驅(qū)動(dòng)器和大電流輸出開(kāi)關(guān)，它能使用最少的外接元件構(gòu)成開(kāi)關(guān)式升壓變換器，降壓式變換器和電源反向器?；贛C34063的升壓電路如圖3所示，輸出功率達(dá)不到要求的時(shí)候，比如＞250～300MA時(shí)，可以通過(guò)外接擴(kuò)功率管的方法擴(kuò)大電流，雙極型或MOS型擴(kuò)流管均可。

3 穩(wěn)壓電路

LM317是可調(diào)節(jié)3端正電壓穩(wěn)壓器,在輸出電壓范圍為1.2v到37v時(shí)能夠提供超過(guò)1.5A的電流。此穩(wěn)壓器非常易于使用，只需要兩個(gè)外部來(lái)設(shè)置的電阻來(lái)設(shè)置輸出電壓。在圖3中R2的改變調(diào)Vo，Cout是為了減少紋波而接入。

4 電源電壓檢測(cè)

電源檢測(cè)電路如圖4所示，電壓檢測(cè)電路以555為核心，組成雙穩(wěn)態(tài)模式，由于555的6腳（閥值電平斷）通過(guò)R1連接VCC，因此，3腳呈低電平，555的觸發(fā)端2腳通過(guò)一個(gè)穩(wěn)壓管DW接至被檢測(cè)點(diǎn)上，當(dāng)被檢測(cè)端低時(shí)，則555被置位，3腳呈高電平，采用不同穩(wěn)壓值的DW可判別不同被測(cè)電壓值。ATmeage16內(nèi)部基本定時(shí)器使能中斷，定時(shí)1秒檢測(cè)電壓是否回升，如果回升蜂鳴器再次發(fā)出一聲警報(bào)提示，LCD液晶上的“換電池”顯示字樣清除。如沒(méi)有回升，則關(guān)閉閥門(mén)，直到用戶更換電池，才再次開(kāi)啟閥門(mén)供熱。

5水量信號(hào)檢測(cè)

熱能檢測(cè)的脈沖采集裝置對(duì)于儀表本身的測(cè)量精度非常重要，是熱能檢測(cè)設(shè)計(jì)中較為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)中使用了雙干簧管傳感器，當(dāng)磁鐵靠近干簧管時(shí)，簧片吸合短接;當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離干簧管時(shí)，吸引力小于彈力時(shí)彈片就分開(kāi)，即發(fā)出一個(gè)脈沖。當(dāng)檢測(cè)到一個(gè)干簧管吸合時(shí)，先記錄下來(lái)，再檢測(cè)另一個(gè)干簧管，只有檢測(cè)到另一個(gè)干簧管吸合后才認(rèn)為信號(hào)有效，也就是說(shuō)單一的一個(gè)干簧管即使多次閉合也無(wú)效，從而有效地解決了臨界點(diǎn)顫動(dòng)而誤發(fā)信號(hào)的問(wèn)題。

6 液晶顯示

帶中文字庫(kù)的128X64是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示模塊；其顯示分辨率為128×64, 內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字，和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集.利用該模塊靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面。可以顯示8×4行16×16點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示.低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類(lèi)型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。

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