家用电器中的电热水器采用单片机设计电路。家用电热水器采用交流220V电源,单片机I/0口不能直接控制这样高的电压,必须通过外接电路。下面简要介绍通过最常用的电磁式继电器的控制电路。
电磁继电器一般由铁芯、线圈、电缆、接触弹簧等组成。只要在线圈两端增加一定的电压,线圈就会流过电流,产生电磁效应,电缆在电磁吸引下克服回弹簧的拉力,驱动电缆的动态接触和静态接触,从而打开原断开的电路:当线圈断电时,电磁吸力消失,弹簧的反应力将回到原来的位置,使动态接触和静态接触断开。这样,吸收和释放,从而达到在电路中引导和切断的目的。
继电器通常用于自动控制电路,实际上是一种用较小的电压和电流控制较大电压和电流的自动开关。
因此,它在电路中起着自动调节、安全保护和转换电路的作用。在本应用中,由于单片机属于低压小电流设备,通过继电器控制高压大电流。
在上述电路中,对于单片机P1.7口写出“1”(高电平5V),三极管Q1截止,5V继电器加继电器的线包线圈,继电器不吸合,220V与电热水器不连接,因此电热水器不加热:单片机I/0口写0OV),三极管Q1导通,5V继电器线包线圈通过三极管8550加入,220V当电灯开始加热时,打开电热水器。
在下图电路继电器选型时,要根据电热水器功率选择触点电流足够大的型号。例如1000瓦的电热水器,工作电流大约5A,所以要选择触点电流:远大于5A继电器型号(如1)OA的型号)o图3显示控制220V实验电热水器时,要注意安全,初学者必须在专业人员的指导下进行,防止触电事故。
如果单片机同时连接上图和下图两个电路,请使用P2.读取按钮,使用P1.7控制继电器。编写一个程序,要求按下按钮,电热水器加热约1小时。程序如下:
#include
sbitRelay=P1^7.//继电器控制变量Relay定义为P1.7口
sbitKey=P2^O;//状态变量按钮Key定义为P2.0口
//主程序
voiDMAin(void)
{
unsignedinti;
for(;){
if(Key==0){//检测按钮是否按下,如果按下
Key=执行以下程序
Relay=0.//使继电器吸合,电热水器开始加热
for(i=0;i<3600;i ){//执行3600次,每次1600次
秒,共1小时
delay()///延迟0.5秒
delay()///延迟0.5秒
}
Relay=1://延迟到达,使继电器释放断开触点,
////电热水器加热结束
}
}
中国许多地方的电费已经开始在峰谷时段实施不同的电价。在用电高峰期实行高电价,而在用电低峰期(如深夜)实行非常低的电价。
假如我们用时钟芯片设计一个电路,用单片机读取实时钟(也是通过I/0口读取),同时通过下图电路中的继电器控制家中的电热水器,电热水器可以在电价低的夜间自动加热,电价高的白天断开,可以节省相当多的电费。