基于單片機STC12C5A60S2與無線模塊CC1101的電動溫控閥控制器設計

謝紹霞，郭三華，曹麗娟，楊 睿

（1.煙臺汽車工程職業學院 電子工程系,山東 煙臺265500；2.同濟大學 電信工程學院，上海201804）

基于單片機STC12C5A60S2與無線模塊CC1101的電動溫控閥控制器設計

謝紹霞1，郭三華1，曹麗娟1，楊 睿2

（1.煙臺汽車工程職業學院 電子工程系,山東 煙臺265500；2.同濟大學 電信工程學院，上海201804）

基于當前家庭室內供暖、農業溫室大棚供暖等方面溫控不能實現自我調節的現狀，采用單片機STC12C5A60S2與無線模塊CC1101設計電動溫控閥控制器，控制器包含溫度調節控制器、電動驅動控制器，通過對相應的家庭室內供暖、農業溫室大棚供暖的溫度自動調節測試，整個控制器可有效的實現電動溫控閥無線調節。

電動溫控閥控制器；單片機STC12C5A60S2；無線模塊CC1101；電機驅動控制器

在家庭室內供暖和農業溫室大棚供暖過程中，溫控閥的調節一般采用手動模式。根據溫度的高低手動調節，從而實現流量控制，這樣容易造成室內溫度不能有效調節的同時，也造成資源浪費［1］。

為此提供一種有效的電動溫控閥控制器設計，滿足自動溫控閥的無線調節，不僅節省流量，而且具有節能效果，只需要調節溫度調節控制器，進行溫度設置，就可以通過后續的電動驅動控制器實現對溫控閥的有效調節，整個控制器的應用方便、快捷，具備推廣應用價值。

1　系統框架

整個控制器包含溫度調節控制器、電動驅動控制器，溫度調節控制器主要包含溫度傳感器 DS18B20、單片機12C5A60S2、液晶顯示LDC12864,無線模塊CC1101發射端及其外圍電路，電動驅動控制模塊包含無線模塊CC1101接收端、單片機12C5A60S2、電機驅動器SJ-230M2、驅動電機及其外圍電路，其整體結構框架圖如圖1所示。

圖1　控制器整體結構框架圖

2　硬件設計

2.1整個系統所需電源模塊

整個系統電源模塊是為后續的各個系統模塊提供有效的直流電壓,整個電源模塊主要有變壓器、三端穩壓集成電路LM7805及其外圍電路組成。為后續各個模塊提供15 V或者5 V電壓，由于LM7805散熱性比較差，需要在電路周圍安裝必要的散熱片，其電源模塊電路圖如圖2所示。

2.2單片機STC12C5A60S2最小系統

STC12C5A60S2特別適合于電機控制、強干擾場合使用，具備高速、低功耗、超強抗干擾特點，指令代碼完全兼容傳統8051，但速度快8～12倍，內部集成MAX810專用復位電路。

圖2　電源模塊電路

2.3液晶顯示模塊LCD12864

LCD12864主要由行驅動器/列驅動器及128×64全點陣液晶顯示器組成。可完成圖形顯示，也可以顯示8×4個（16×16點陣）漢字。由于整個控制器在設計過程中只需要顯示當前溫度和需要調節設定的溫度，故液晶顯示模塊LCD12864完全滿足整個系統的顯示所需，其引腳電路圖如3所示。

2.4無線模塊CC1101

無線模塊CC1101內部包含了標準SPI通信接口、FIFO狀態指示、天線接收、晶振單元等，是專門為低功耗無線應用所設計的一款芯片［5-6］。其引腳圖如圖4所示。

2.5整體電路圖

溫度調節控制器主要是由溫度傳感器、單片機STC12C5A60S2、無線模塊CC1101，液晶顯示LCD12864組成，如圖5所示，后續電機驅動控制器主要是由SJ-230M2驅動器、單片機STC12C5A60S2、無線模塊CC1101組成組成，如圖6所示。

圖3　LCD12864液晶顯示引腳電路圖

圖4　無線模塊CC1101引腳圖

圖5　溫度調節控制器的組成電路圖

3　結果分析

將整個系統設計應用在70室內溫度調節和200溫室大棚溫度調節過程中，均取得比較好的使用效果，其測試結果如表1、表2所示，說明調節溫度幅度越大，所需要的時間越長，在降溫過程中耗費的時間比升溫所耗費的時間要長。

圖6　電機驅動控制器組成電路圖

表1　室內溫度調節測試

表2　溫室大棚溫度調節測試

5　結論

利用單片機STC12C5A60S2與無線模塊CC1101結合溫度采集和其他控制模塊，設計了電動溫控閥控制器，整個控制器結構簡單，在室內供暖、溫室大棚等需要溫度調節的場合，應用效果比較理想，具備較好的推廣和應用價值。

［1］曹景龍,安百秀,牛杰.基于SCT89C51的流體閥門電動執行器控制系統設計［J］.工況自動化,2011,27（1）:92-95.

［2］黃輝,鄔智江,區永源，等.基于單片機的智能LED照明系統［J］.電子設計工程,2011,19（18）:154-156.

［3］閆世杰,張曙光,彭曉云.基于STC12C5A60S2單片機設計的水源地信息采集裝置［J］.中國農機化學報,2014,35（4）:283-285.

［4］范宣衡,操瑞杰.基于51單片機的12864LCD顯示驅動［J］.中國機械,2011,（11）:76-78.

［5］郝毫毫.基于CC1101的大容量數據無線傳輸方法［J］.測控技術,2013,32（2）:20-22.

［6］丁欣,胥布工.基于CC1101無線自組網的路東監控及節能系統［J］,自動化與儀表,2011,26（2）:20-23.

【相關參考文獻鏈接】

陳樹成，楊志勇，王建佳.基于MSP430和CC2530的溫室大棚數據采集系統設計［J］.2014，22（5）：168-171.

胡同花，周維龍.溫室大棚多點溫度采集系統的設計與實現［J］.2014，22（13）：87-90.

郗海燕.一種典型步進電機驅動器的設計 ［J］.2014，22（11）：65-66.

隋欣，高福斌，田小建.數字式半導體激光器恒流驅動器的上位機控制方法研究［J］.2015，23（24）:16-18.

柳佳彬，丁煥迪，潘道品，等.新型控制電機伺服驅動器的設計［J］.2016，24（4）:128-130.

黃斌.RFID技術及其在溫度傳感器方面的應用［J］.2014，22 （4）:115-116.

陸鎮華，秦理.集成RFID的電池充放電參數采集節點設計［J］. 2014，22（4）:130-132.

于良杰，馬建輝，侯冬冬，等.集成TPMS功能的電動汽車儀表盤設計［J］.2014，22（4）:150-151.

李少康，李振巖，王林艷，等.用于齒輪檢測的集成式測量頭電路設計［J］.2014，22（6）:10-12.

The design of electric thermostatic valve controller based on single chip microcomputer STC12C5A60S2 and wireless module CC1101

XIE Shao-xia1,GUO San-hua1,CAO Li-juan1，YANG Rui2
（1.Department of electronic engineering，Yantai Automobile Engineering Professional College，Yantai 265500，China；2.School of Engineering and Telecommunication，Tongji University，Shanghai 201804,China）

In order to solve the problem of the automatic temperature regulation on room heating and green house,the design of electric thermostatic valve controller based on single chip microcomputer STC12C5A60S2 and wireless module CC1101 was proposed.the whole controller was composed by temperature regulation controller and electric drive controller,After the automatic temperature regulation experiments on room heating and green house,the wireless adjustment of electric thermostatic valve can be effectively achieved.

electric thermostatic valve controller；single chip microcomputer STC12C5A60S2；wireless module CC1101；electric drive controller

TN99

A

1674－6236（2016）13-0104-03

2015-08-03稿件編號：201508008

謝紹霞（1974—），女，山東煙臺人，碩士，副教授。研究方向：智能系統設計。