問(wèn)題的提出

　　家用電磁爐的輸入功率一般為2100W左右，因其耗能比較高，故設(shè)有散熱風(fēng)扇，以保證其內(nèi)部電子元器件不能過(guò)熱。散熱風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路一般由微控制器（MCU）控制。當(dāng)電磁爐的啟動(dòng)信號(hào)送給MCU之后，由MCU進(jìn)行邏輯控制，首先啟動(dòng)散熱風(fēng)扇，然后開(kāi)始加熱。當(dāng)加熱停止后MCU使散熱風(fēng)扇再延續(xù)工作一段時(shí)間，將機(jī)殼內(nèi)的熱量散掉。散熱風(fēng)扇停轉(zhuǎn)后才能把電磁爐徹底斷電。

　　實(shí)際使用中，比如燒開(kāi)水，水燒開(kāi)后按下電磁爐“開(kāi)/關(guān)”鍵，電磁爐停止加熱，主人取走開(kāi)水，有時(shí)卻忘記散熱風(fēng)扇停轉(zhuǎn)后及時(shí)切斷電磁爐電源，致使電磁爐長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，空耗電能。

　　電磁爐散熱風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路基本原理

　　如圖1所示為美的PSD16A型電磁爐的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路，圖2為奔騰PC18E型電磁爐的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路。散熱風(fēng)扇一般采用直流12V或直流18V電動(dòng)機(jī)。不同型號(hào)電磁爐的散熱風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路有所不同，但控制原理基本一致。

圖1 美的PSD16A電磁爐風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路

圖2 奔騰PC18E電磁爐風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)電路

　　電磁爐自動(dòng)斷電控制器工作原理

　　圖3是筆者設(shè)計(jì)制作的電磁爐自動(dòng)斷電控制器電路原理圖。該控制器既能手動(dòng)控制電磁爐通、斷電，也能在電磁爐停止加熱且散熱風(fēng)扇停轉(zhuǎn)3分鐘后自動(dòng)切斷電磁爐電源。

圖3 電磁爐自動(dòng)斷電控制器電路原理圖

　　圖中SB1是手動(dòng)通電按鈕，SB2是手動(dòng)斷電按鈕。以單片機(jī)AT89C2051（IC1）、三極管VT1、中間繼電器KA1、光電耦合器TLP521（U2）為的元器件實(shí)現(xiàn)電磁爐自動(dòng)斷電控制。光電耦合器U2用于檢測(cè)電磁爐狀態(tài)，其1腳經(jīng)限流電阻R3接至散熱風(fēng)扇正極，2腳接至散熱風(fēng)扇負(fù)極，3腳接單片機(jī)P3.7口，4腳接控制器直流電源負(fù)極。電磁爐加熱時(shí)，散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，光電耦合器將單片機(jī)P3.7口拉低為低電平，表明電磁爐處于加熱狀態(tài)。散熱風(fēng)扇停轉(zhuǎn)時(shí)，單片機(jī)P3.7口為高電平，表明電磁爐處于待機(jī)狀態(tài)。發(fā)光二極管VD6為電磁爐待機(jī)指示燈，電磁爐待機(jī)時(shí)VD6閃爍，電磁爐加熱時(shí)VD6熄滅。

　　該控制器基本工作原理如下。

　　按下通電按鈕SB1，上電開(kāi)機(jī)單片機(jī)P1.3口為高電平，中間繼電器KA1常閉觸點(diǎn)閉合，交流接觸器KM1得電吸合并自鎖，電磁爐及單片機(jī)控制系統(tǒng)得電。若不對(duì)電磁爐進(jìn)行任何加熱操作或加熱結(jié)束散熱風(fēng)扇停轉(zhuǎn)后，單片機(jī)P3.7口為高電平，表明電磁爐處于待機(jī)狀態(tài)，單片機(jī)程序開(kāi)啟單片機(jī)內(nèi)部總中斷、T0中斷并啟動(dòng)定時(shí)器T0計(jì)時(shí)，P1.7口控制發(fā)光二極管VD6閃爍。計(jì)時(shí)到約3分鐘單片機(jī)P1.3口由上電開(kāi)機(jī)時(shí)的高電平下跌為低電平，三極管VT1導(dǎo)通，中間繼電器KA1線圈得電，交流接觸器KM1線圈失電，電磁爐徹底斷電。

　　散熱風(fēng)扇停轉(zhuǎn)3分鐘內(nèi)可對(duì)電磁爐進(jìn)行新的選擇操作，若3分鐘不夠，可適當(dāng)修改程序延長(zhǎng)待機(jī)時(shí)間。

　　電磁爐加熱時(shí)，散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，單片機(jī)P3.7口為低電平，單片機(jī)程序關(guān)單片機(jī)內(nèi)部中斷并停止定時(shí)器T0計(jì)時(shí)，單片機(jī)P1.3口保持為高電平，三極管VT1截止，中間繼電器KA1線圈不得電，交流接觸器KM1保持得電自鎖狀態(tài)。單片機(jī)P1.7口控制發(fā)光二極管VD6熄滅。

　　按下斷電按鈕SB2可使電磁爐隨時(shí)斷電。

　　元器件選擇與制作要點(diǎn)

　　家用電磁爐的輸入功率一般為2100W左右，交流接觸器額定電流大于10A，本例中選用CJX2—1210型交流接觸器，其額定工作電流為12A，可滿足一般電磁爐的工作要求。

　　電磁爐插座選用16A 250V型，主電路配線至少選1mm2以上國(guó)標(biāo)銅芯線。

　　制作時(shí)虛線框內(nèi)部分釬焊在圖4所示電路板上，其中發(fā)光二極管VD6單獨(dú)用電線引出。電路板尺寸為40mm×76mm。電路板左側(cè)的插座J1用于連接降壓變壓器的9V二次繞組，無(wú)極性之分。插座J2用于并接電磁爐的散熱風(fēng)扇，電磁爐的散熱風(fēng)扇與其主電路板間一般也采用插接座連接，可在電磁爐散熱風(fēng)扇插座處引出不同顏色兩條電線，以利區(qū)分正負(fù)極，散熱風(fēng)扇正極與J2插座的方形焊盤相連，散熱風(fēng)扇負(fù)極與J2插座的圓形焊盤相連。插座J3一端連接斷電按鈕SB2，另一端連接接觸器線圈，無(wú)極性之分。

圖4 電路板

　　電路板部分連同插座P1、交流接觸器KM1、降壓變壓器T1一起封裝在一320mm×80mm×100mm盒內(nèi)。按鈕SB1、SB2連同發(fā)光二極管VD6安裝在盒體上，以便于操作與觀察。

　　程序設(shè)計(jì)

　　該控制器控制功能簡(jiǎn)單，程序設(shè)計(jì)比較容易。主程序負(fù)責(zé)檢測(cè)電磁爐狀態(tài)，計(jì)時(shí)控制放在T0中斷子程序中。

　　定時(shí)器T0計(jì)數(shù)初值的計(jì)算：本例中系統(tǒng)采用6MHz晶振，T0工作于方式1，理論上產(chǎn)生50ms定時(shí)計(jì)數(shù)初值應(yīng)為"65536-25000"，當(dāng)50ms計(jì)數(shù)單元deda計(jì)到20時(shí)正好為1s，實(shí)際使用中因元器件誤差及軟件運(yùn)行耗時(shí)等原因，經(jīng)試驗(yàn)產(chǎn)生50ms定時(shí)計(jì)數(shù)初值取為"65536-25500"。

　　程序清單如下：

　　#include <AT89X51.H>

　　/*包含器件配置文件*/

　　#define uchar unsigned char

　　uchar min=0,sec=0;

　　/*分、秒單元置初值*/

　　uchar deda=0;

　　/*50ms計(jì)數(shù)單元清零*/

　　/*50ms定時(shí)中斷服務(wù)子函數(shù)*/

　　void zd（void） interrupt 1

　　{

　　TH0=-（25500/256）；

　　/*定時(shí)器T0賦初值*/

　　TL0=-（25500%256）；

　　deda++; /*50ms計(jì)數(shù)*/

　　if（deda>=20）{deda=0;sec++;}

　　/*秒計(jì)數(shù)*/

　　if（deda>10）P1_7=0;else P1_7=1;

　　/*VD6閃爍*/

　　if（sec>=60）{sec=0;min++;}

　　/*分計(jì)數(shù)*/

　　if（min>=3）P1_3=0;else P1_3=1;

　　/*待機(jī)3分鐘電磁爐斷電*/

　　}

　　/*主函數(shù)*/

　　void main（）

　　{

　　TMOD=0x01;

　　/*定時(shí)器T0初始化*/

　　TH0=-（25500/256）；

　　TL0=-（25500%256）；

　　while（1）

　　/*無(wú)限循環(huán)*/

　　{

　　if（P3_7==1）{IE=0x82;TR0=1;}

　　/*散熱風(fēng)扇停轉(zhuǎn)，開(kāi)中斷，啟動(dòng)T0計(jì)時(shí)*/

　　else{IE=0x00;TR0=0;

　　/*散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)中斷，停止T0計(jì)時(shí)*/

　　sec=0;min=0;deda=0;

　　/*散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)期間計(jì)時(shí)單元清零*/

　　P1_7=1;

　　/*散熱風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)期間VD6熄滅*/

　　}

　　}

　　}