氣源熱泵熱水機組控制器設(shè)計
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設(shè)計中選用MAXIM公司的MAX485芯片來實現(xiàn)RS 485接口電路。其性能特點是總線上最多可掛接32個發(fā)送器，數(shù)據(jù)率為2．5 Mb／s，具備發(fā)送和接收使能控制引腳。圖4所示芯片原理圖中DE是MAX485的驅(qū)動器控制端，DE=1，驅(qū)動器工作(發(fā)送)；DE=0，且RE=0，接收器工作(接收)。DI為驅(qū)動器輸入，RO為接收器輸出，分別作為單片機UART模塊的TxD和RxD。MAX485的差分信號A和B端則直接連接到RS 485總線。圖4為單片機與MAX485的連接示意圖。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/163489.htm
2．5 LCD顯示模塊
LCD顯示模塊是線控面板的主要組成部分，負(fù)責(zé)顯示機組狀態(tài)信息以及與用戶的交互。為了使界面更加直觀友好，設(shè)計中選用信利圖形點陣式液晶模塊，型號為CMS-PG1777DBSW-W。它是屬于STN類型LCD，點陣數(shù)320×240，占空比1／240，集成32 KB顯示SRAM，內(nèi)置生成LCD驅(qū)動電壓的偏置電路，采用透射式LED背光照明，對比度可調(diào)，工作溫度范圍-20～+70℃，集成液晶顯示控制器RA8835P3N。可以非常方便地通過8位數(shù)據(jù)總線與單片機接口。液晶模塊CMS-PG1777DBSW-W與單片機ATmega16的接口電路如圖5所示。
線控面板通過調(diào)節(jié)2個阻值為0～10 kΩ的電位器來改變液晶屏的背光亮度和對比度。液晶模塊與AT-mega16單片機相連接的信號有8條數(shù)據(jù)線、讀寫信號RD和WD、片選信號CSE和A0、復(fù)位信號RST。其中，數(shù)據(jù)線與單片機的PC端口相連接，讀寫控制信號和其他信號與PA端口相連。
3 控制器軟件系統(tǒng)的設(shè)計
3．1 軟件的總體結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)軟件包括控制器主板軟件和線控面板軟件，兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸通過RS 485總線完成?？刂破髦靼遘浖饕?fù)責(zé)溫度與開關(guān)量信號采集，設(shè)備控制以及故障檢測與保護。為了提高軟件的可讀性和可維護性，采用模塊化的設(shè)計思想將程序劃分為以下幾部分：主程序、中斷例程、控制策略子程序、信號采集子程序、時鐘子程序、RS 485通信子程序等。其中，控制策略子程序是系統(tǒng)軟件設(shè)計的主體部分，包括水箱電加熱、風(fēng)機、壓縮機、補水電磁閥等設(shè)備或?qū)崿F(xiàn)元件的運行規(guī)則，壓縮機是控制熱泵制熱循環(huán)的關(guān)鍵設(shè)備，故壓縮機的控制策略將在隨后展開敘述?？傮w而言，控制決策由當(dāng)前機組工況(包括溫度和相關(guān)設(shè)備狀態(tài))以及設(shè)定的運行方式?jīng)Q定。
在故障保護方面。將所有可能的故障列出清單，并對其進行編碼，實現(xiàn)所有故障與其代碼的一一對應(yīng)關(guān)系，便于程序的處理，提高效率。線控面板軟件主要負(fù)責(zé)界面顯示(溫度顯示、機組狀態(tài)指示和故障指示)，故障報警和主板參數(shù)設(shè)置。
3．2 軟件的工作流程
在主模塊控制器上電之后，先執(zhí)行RAM初始化、集成外設(shè)初始化工作。接著監(jiān)聽RS 485總線命令，當(dāng)接收到開機命令時，依次打開水泵、風(fēng)機、壓縮機，啟動熱泵熱水器機組。在開機情況下，如果有設(shè)置命令，則更改系統(tǒng)參數(shù)。接著調(diào)用顯示更新子程序，通過RS 485總線發(fā)送當(dāng)前功能模式、時間、補水方式、水箱溫度等信息。然后對采集的模擬信號進行處理，轉(zhuǎn)換為溫度值。最后進入主體程序，控制策略子程序。溫度和開關(guān)量采集子程序采用中斷模式，采用定時器產(chǎn)生100 ms周期中斷，實時時鐘也在中斷例程中實現(xiàn)，其工作流程如圖6所示。
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