定時(shí)開關(guān)控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì),提前做好飯不是事!
發(fā)布時(shí)間:2015-03-20 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】通過提前設(shè)置,下班回家時(shí)電飯鍋已經(jīng)把飯做熟??照{(diào)已經(jīng)開啟,飲水機(jī)已經(jīng)燒好開水,熱水器已經(jīng)燒好洗澡水是不是很美好?那么怎么來實(shí)現(xiàn)它們呢?本文就為大家講解一種采用CPLD電器定時(shí)開關(guān)控制系統(tǒng)電路,實(shí)現(xiàn)這些,棒棒噠!
隨著當(dāng)今社會(huì)工作和生活節(jié)奏的加快,人們對(duì)許多電器、儀器、設(shè)備的自動(dòng)化要求也越來越高,但現(xiàn)有的許多電器還不具備定時(shí)開啟和關(guān)閉功能,許多需要在固定時(shí)間開關(guān)的裝置,還需人工值守和操作,因此設(shè)計(jì)帶有時(shí)鐘顯示功能的多個(gè)電器定時(shí)開關(guān)控制系統(tǒng),具有實(shí)際意義。
系統(tǒng)功能及操作
CPLD主要是由可編程邏輯宏單元(MC,Macro Cell)圍繞中心的可編程互連矩陣單元組成。其中MC結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,并具有復(fù)雜的I/O單元互連結(jié)構(gòu),可由用戶根據(jù)需要生成特定的電路結(jié)構(gòu),完成一定的功能。由于CPLD內(nèi)部采用固定長(zhǎng)度的金屬線進(jìn)行各邏輯塊的互連,所以設(shè)計(jì)的邏輯電路具有時(shí)間可預(yù)測(cè)性,避免了分段式互連結(jié)構(gòu)時(shí)序不完全預(yù)測(cè)的缺點(diǎn)。
系統(tǒng)上電時(shí)復(fù)位,時(shí)鐘顯示為0時(shí)0分0秒,按下“時(shí)間”設(shè)置鍵設(shè)定時(shí)間,數(shù)字鐘開始工作,數(shù)碼管顯示當(dāng)前時(shí)間;按下“開啟電器編號(hào)”設(shè)置鍵,再按下要定時(shí)開啟的電器編號(hào),對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管亮,表示設(shè)置有效;按下“電器開啟時(shí)間”設(shè)置按鍵;再依次輸入4位十進(jìn)制的小時(shí)和分鐘,作為開啟時(shí)間;按下“電器關(guān)閉時(shí)間”設(shè)置按鍵,再依次輸入4位十進(jìn)制的小時(shí)和分鐘,作為關(guān)閉時(shí)間。至此定時(shí)開關(guān)設(shè)置完成,對(duì)于電飯鍋等具有保持功能的電器,則不用設(shè)置定時(shí)關(guān)閉。使用 Verilog HDL編寫CPLD程序,理論上可同時(shí)設(shè)置多個(gè)電器的定時(shí)自動(dòng)開啟,本設(shè)計(jì)可同時(shí)設(shè)置3個(gè)電器。
硬件設(shè)計(jì)
硬件設(shè)計(jì)采用Altera公司的CPLDEPM7128SLC84-6,簡(jiǎn)化了外圍電路,穩(wěn)定性和可靠性高,成本低。220 V、50 Hz工頻電源經(jīng)變壓器、電橋整流后通過三端穩(wěn)壓器,提供工作電壓,其電源電路如圖1所示。
外接4×4鍵盤,使用較少的I/O端口線就可實(shí)現(xiàn)對(duì)較多按鍵的控制。當(dāng)有鍵按下時(shí),kb為低電平,CPLD的按鍵掃描部分采用動(dòng)態(tài)掃描方式進(jìn)行識(shí)別。設(shè)置 14個(gè)按鍵,分別為0~9十個(gè)數(shù)字鍵和設(shè)定時(shí)間、開啟電器編號(hào)、電器開啟時(shí)間、電器關(guān)閉時(shí)間4個(gè)功能鍵,其余兩個(gè)留作功能擴(kuò)展。4×4鍵盤電路如圖2所示。
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用6個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)間,3個(gè)發(fā)光二極管標(biāo)志是否定時(shí)。電器開啟信號(hào)經(jīng)三極管放大后接繼電器,通過繼電器吸合導(dǎo)通電源線,開啟電器。
數(shù)字鍵的判斷和處理
先根據(jù)鍵值判斷是哪一個(gè)數(shù)字鍵,再根據(jù)功能標(biāo)志寄存器fun判斷進(jìn)行哪項(xiàng)設(shè)置。若正在進(jìn)行的是時(shí)間設(shè)置,則將時(shí)間寄存器左移4位,將數(shù)字值存入低位;若為設(shè)定需要開啟電器的編號(hào)狀態(tài),則電器編號(hào)數(shù)組num對(duì)應(yīng)位置“1”,并通過電阻使相應(yīng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮,否則為“0”;若為設(shè)定電器開啟時(shí)間狀態(tài),相應(yīng)電器的開啟時(shí)間寄存器timeon左移4位,將數(shù)字值存入低位;若為設(shè)定電器關(guān)閉時(shí)間狀態(tài),相應(yīng)電器的關(guān)閉時(shí)間寄存器timeoff左移4位,將數(shù)字值存人低位。若為無效按鍵,則不進(jìn)行任何操作。
顯示
對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài),數(shù)碼管顯示不同值。時(shí)鐘設(shè)置狀態(tài),顯示當(dāng)前時(shí)間;開啟電器編號(hào)設(shè)置狀態(tài),顯示欲開啟的電器編號(hào);電器開啟時(shí)間設(shè)置狀態(tài),屁示電器應(yīng)開啟的時(shí)間;電器關(guān)閉時(shí)間設(shè)置狀態(tài),顯示電器應(yīng)關(guān)閉的時(shí)間。具體實(shí)現(xiàn)時(shí),由系統(tǒng)時(shí)鐘控制,分時(shí)點(diǎn)亮各個(gè)數(shù)碼管,可節(jié)約能源。由于時(shí)間很快,而人眼存在視覺暫留,看上去6個(gè)數(shù)碼管均同時(shí)顯示。在CPLD中編程實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的七段譯碼,可節(jié)省外同電路。
本設(shè)備設(shè)定開啟、關(guān)閉時(shí)間為一天之內(nèi)的任意時(shí)間,滿足一般使用要求,亦可作為數(shù)字時(shí)鐘使用。由晶體振蕩器提供時(shí)鐘,計(jì)時(shí)精準(zhǔn),使用常見器件設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)方便,成本低,耗電少,體積小,重量輕,工作可靠??捎糜诙〞r(shí)開啟家用電器,如通過提前設(shè)置,下班回家時(shí)電飯鍋已經(jīng)把飯做熟??照{(diào)已經(jīng)開啟,飲水機(jī)已經(jīng)燒好開水,熱水器已經(jīng)燒好洗澡水等。也可用于辦公樓里上下班自動(dòng)響鈴裝置,工廠里需要定時(shí)開關(guān)的設(shè)備,以及一些手動(dòng)操作開關(guān)不安全的地方,具有實(shí)用價(jià)值。
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠(chéng)邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國(guó)電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
音頻IC
音頻SoC
音頻變壓器
引線電感
語音控制
元件符號(hào)
元器件選型
云電視
云計(jì)算
云母電容
真空三極管
振蕩器
振蕩線圈
振動(dòng)器
振動(dòng)設(shè)備
震動(dòng)馬達(dá)
整流變壓器
整流二極管
整流濾波
直流電機(jī)
智能抄表
智能電表
智能電網(wǎng)
智能家居
智能交通
智能手機(jī)
中電華星
中電器材
中功率管
中間繼電器