基于单片机安全可靠节能暖手宝制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于单片机安全可靠节能暖手宝。包括单片机、最小系统、温度检测电路、温度显示电路、继电器加热电路；最小系统主要包括复位电路和晶振电路两个部分，最小系统与单片机相连进行复位和提供单片机时钟源；温度传感器与单片机IO口相连传输温度信息；温度显示电路与单片机相连显示温度；继电器加热电路与单片机相连控制加热电路工作状态。本系统能够实现暖手宝加热、温度设置、防空烧等功能，提高了安全性和节能环保性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于单片机控制领域，更具体的涉及一种基于单片机安全可靠节能暖手宝。
技术介绍
随着人类社会的发展，科技的进步，各个行业都将自己的产品向智能化、数字化发展。老式的暖手宝由于不能彻底切断电路，为了安全起见，加热时人不能远离，漏电风险大,并且加热后温度会比较高，容易造成烫伤，存在着一定的危险性。每年使用暖手器造成的爆炸事故也屡有所闻，使消费者对暖手器怀有一定的惧怕感，所以普通暖手器渐渐淡出市场。如何让暖手宝更安全、更节能、更智能、功能又多是我们应该思考的问题，因此研究安全可靠节能的暖手宝具有重要的意义。
技术实现思路
1、本技术的目的。本技术为了解决现有技术中加热宝事故频繁发生的问题，而提出了一种基于单片机安全可靠节能暖手宝。2、本技术所采用的技术方案。基于单片机安全可靠节能暖手宝，包括单片机、最小系统、温度检测电路、温度显示电路、继电器加热电路；最小系统主要包括复位电路和晶振电路两个部分，最小系统与单片机相连进行复位和提供单片机时钟源；温度传感器与单片机IO口相连传输温度信息；温度显示电路与单片机相连，单片机的P3.3-P3.6端口为位选控制信号，单片机的P1.0-P1.7为段选控制信号，四个三极管分别驱动四位数码管，三级管的基极分别连接单片机P3.3-P3.6管脚，三极管的发射极连接电源VCC，三极管的集电极通过电阻分别连接数码管的位选端1H-4H；继电器加热电路与单片机相连控制加热电路工作状态。更进一步，所述的继电器加热电路由三极管的基极通过电阻连接单片机，集电极连接继电器，继电器控制加热电路闭合。更进一步，还包括声光报警电路由蜂鸣器、发光二极管构成，与单片机相连。更进一步，还包括键盘按键K1-K4电路与单片机相连，K1闭合为预设额定值，K2和K3为K1额定温度加减键；K4为防空烧按键。更进一步，所述的单片机为STC89C52型单片机。更进一步，所述的晶振电路采用12MHZ。更进一步，所述的温度传感器为DS18B20温度传感器。更进一步，所述的三极管为8550型号。更进一步，K1闭合预设额定值为30℃。3、本技术的有益效果。本技术通过单片机包最小系统电路、温度检测电路、温度显示电路、声光报警电路、继电器加热电路、按键电路等，能够实现暖手宝的加热功能、温度设置功能、防空烧功能等，提高了暖手宝的智能性、安全性和节能环保性。附图说明图1为系统结构图。图2为最小系统复位电路图。图3为最小系统晶振电路图。图4为系统温度检测电路图。图5为数码管的温度显示电路单片机部分连接图。图6为数码管的位驱动电路图。图7为继电器加热电路图。图8为声光报警电路图。图9为按键电路图。具体实施方式实施例为了提高暖手宝的智能性、安全性和节能环保，本技术以STC89C52型单片机为控制核心，设计了一个安全可靠节能暖手宝，系统结构框图如图1所示。该系统采用模块化设计，主要包括单片机、最小系统电路、温度检测电路、温度显示电路、声光报警电路、继电器加热电路和按键电路等。电路的基本结构：1、单片机最小系统单片机的最小系统主要包括复位电路和晶振电路两个部分，分别如图2和图3所示。复位电路分为手动复位和上电复位两种方式：手动复位电路由图2中的电源VCC、电阻R4、按键S1、电阻R5构成，当按下S1时，单片机的复位端RST为高电平，使单片机实现复位功能；自动复位电路由电源VCC、极性电容C7、电阻R5构成的，在单片机刚一供电的时候，使RST为高电平，这主要是利用电容两端电压不能突变的特性来实现单片机的复位功能。晶振电路是为单片机提供时钟的，单片机工作的最小时间计量单位就是由这个晶振决定的，本技术中选择12MHZ的晶振。图3中的XTAL1和XTAL2为单片机的时钟晶振引脚，而C8和C14为晶振的负载电容，OS1为晶振，工作在并联谐振状态。2、温度检测电路为了进行暖手宝的温度测量，本技术选用DS18B20温度传感器来检测温度，该器件具有体积小、功耗低、性能高、抗干扰能力强等优点，其输出为数字量，可以直接送入单片机，不需要放大和模数转换电路，可以节约成本。温度检测电路如图4所示，P2.4为单片机的IO口，单片机通过这个引脚检测温度。3、温度显示电路本系统采用四位数码管来显示温度，所以需要对数码管进行段选信号和位选信号的控制，采用三极管8550对数码管进行位驱动，数码管的温度显示电路如图5和图6所示，单片机的P3.3-P3.6端口为位选控制信号，单片机P1.0-P1.7端口为段选控制信号。本技术采用共阳极的数码管，所以当P1.0-P1.7为低电平信号时，该段数码管被点亮。采用PNP型三极管8550对数码管进行位驱动，当P3.3-P3.6为低电平时，Q1-Q4将分别导通，相连接的数码管位被选通。4、继电器加热电路当暖手宝的温度低于设定值时，要对暖手宝进行加热，这是暖手宝的基本功能。继电器加热电路如图7所示。在本技术中当DS18B20检测到温度低于所设置的最低温度时，单片机引脚P3.7为低电平，三极管Q5导通，继电器线圈得电，吸合K1使加热电路闭合开始加热，D1发光，起到加热指示灯的作用。当DS18B20检测到温度高于所设置的最高温度时，单片机引脚P3.7为高电平，三极管Q5截止，继电器线圈失电，加热电路断开，暖手宝停止加热。在本图中，考虑到继电器线圈断电时，所产生的反向电动势较小，所以在该图中没有加起保护元器件作用的反向续流二极管。5、声光报警电路当暖手宝的温度达到上限值时，需要警示暖手宝的主人，声光报警电路如图8所示。当温度达到上限值，单片机P1.3输出低电平，PNP型的三极管V1导通，蜂鸣器报警；同时由VCC、R13、D8和P1.3构成的发光回路导通，使发光二极管D8发光，给使用者警示。6、按键电路为了实现安全可靠节能暖手宝的温度设置、温度重置和防空烧的功能，设计的独立式键盘按键电路如图9所示，其中K1为温度重置按键，默认温度值为30℃，K2为加键，K3为减键，K4为防空烧按键。有按键按下的时候，P0.0—P0.4为低电平，否则为高电平。设置防空烧按键的目的是防止暖手宝在加热时因为无人看管或被遗忘的时候，在没有给暖手宝取下电源的情况下，暖手宝会因为循环加热，造成电能的浪费，同时也会存在安全隐患。所以，本设计中一旦暖手宝达到设定的温度值时，暖手宝就会停止加热，直到按键K4被按下为止，否则暖手宝就会一直不被加热。为了验证上面所设计的安全可靠节能暖手宝的可行性和有效性，对所设计的系统进行了硬件电路板的焊接。设计中采用KeilC51软件开发系统进行编程，能够实现设计中的各个功能，显示的温度为25.3℃。从实验结果可以看出，本系统提出的安全可靠节能暖手器，可以实现加热功能、温度设置功能、防空烧功能等，能够很好的提高暖手宝的实用性、安全性和节能环保性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机安全可靠节能暖手宝，其特征在于：包括单片机、最小系统、温度检测电路、温度显示电路、继电器加热电路；最小系统主要包括复位电路和晶振电路两个部分，最小系统与单片机相连进行复位和提供单片机时钟源；温度传感器与单片机IO口相连传输温度信息；温度显示电路与单片机相连，单片机P3.3‑P3.6端口为位选控制信号，P1.0‑P1.7端口为段选控制信号，四个三极管分别驱动四位数码管，三级管的基极分别通过电阻连接单片机P3.3‑P3.6管脚，三极管的发射极连接电源VCC，三极管的集电极分别连接数码管的位选端1H‑4H；继电器加热电路与单片机相连控制加热电路工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机安全可靠节能暖手宝，其特征在于：包括单片机、最小系统、温度检测电路、温度显示电路、继电器加热电路；最小系统主要包括复位电路和晶振电路两个部分，最小系统与单片机相连进行复位和提供单片机时钟源；温度传感器与单片机IO口相连传输温度信息；温度显示电路与单片机相连，单片机P3.3-P3.6端口为位选控制信号，P1.0-P1.7端口为段选控制信号，四个三极管分别驱动四位数码管，三级管的基极分别通过电阻连接单片机P3.3-P3.6管脚，三极管的发射极连接电源VCC，三极管的集电极分别连接数码管的位选端1H-4H；继电器加热电路与单片机相连控制加热电路工作状态。2.根据权利要求1所述的基于单片机安全可靠节能暖手宝，其特征在于：所述的继电器加热电路由三极管的基极通过电阻连接单片机，集电极连接继电器，继电器控制加热电路闭合。3.根据权利要求1所述的基于单片机...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯志彬，雷艳敏，吕金锴，孟凡姿，
申请(专利权)人：冯志彬，
类型：新型
国别省市：吉林;22