CN207924541U - 一种多档位温度控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多档位温度控制电路，包括档位控制电路、温度检测电路、加热器驱动电路以及单片机。本实用新型提供的多档位温度控制电路，通过档位控制电路提供多个档位选择，通过温度检测电路实时检测产品的实际温度，并通过加热器驱动电路控制加热器是否工作，实现产品多个档位温度的控制。本实用新型提供的多档位温度控制电路，电路结构简单，仅使用一个I/O端口即可实现多个档位的选择，从而实现多个档位温度的可靠控制，降低产品的生产成本。

Description

一种多档位温度控制电路

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，特别涉及一种多档位温度控制电路。

背景技术

随着人们对精致生活追求的提高，对于各类加热型小家电产品，如烤箱，电热器等，所要求的可控制档位数量日益增多。现有小家电对按键等开关量采样电路的开关量进行采集的方式大多都是通过CPU的I/O口实现，即一个I/O口实现对一个开关量的采集，这样的电路结构比较简单，开关量状态采集速度也比较快，实用性较强。但是，由于单片机在设计时端口数量往往被设计的十分有限，使得这些为数不多的I/O口在被用于模拟信号采集、信号输出等功能之后，当需要采集的开关量的数量比较多的时候，很难剩余足够数量的I/O口，来实现按键检测输入用的功能；而增加I/O口扩容的驱动电路或者更换更大封装的单片机，则会增加产品的成本，并且还增加电路板所需要的面积以及设计难度。

实用新型内容

为解决上述现有技术中提到的不足，本实用新型提供一种多档位温度控制电路，包括档位控制电路、温度检测电路、加热器驱动电路以及单片机；

所述档位控制电路包括波段开关SR1；所述波段开关SR1包括一基准引脚和多个选择引脚；其中，一个选择引脚悬空，其余每个选择引脚分别通过一个串接电阻连接至下拉电阻R1与所述单片机的第一I/O端口之间；各所述串接电阻的电阻值互不相同；所述基准引脚连接至第一直流电源；

所述温度检测电路包括NTC温度传感器和电阻R3；所述NTC温度传感器的一端连接至所述第一直流电源，所述NTC温度传感器的另一端连接至所述单片机的第二I/O端口，所述NTC温度传感器的另一端还通过所述电阻R3连接至地线；

所述加热器驱动电路包括继电器K1和三极管N1；所述继电器K1的触点串联连接在加热器的供电回路上；所述继电器K1的线圈串联连接在第二直流电源与所述三极管N1的集电极之间；所述三极管N1的基极连接至所述单片机的第三I/O端口；所述三极管N1的发射极连接至地线；

所述单片机为具有AD采集功能的单片机。

进一步地，所述第一I/O端口与所述下拉电阻R1之间还串联连接有电阻R2；所述第一I/O端口还通过电容C3连接至地线。

进一步地，所述波段开关SR1包括9个选择引脚。

进一步地，所述第一直流电源的输出电压为+5V；所述第二直流电源的输出电压为+12V。

进一步地，所述温度检测电路还包括电阻R4和电阻R5；所述电阻R4串联连接在所述NTC温度传感器与所述第二I/O端口之间；所述电阻R5的一端连接至所述NTC温度传感器与所述电阻R4的公共端，所述电阻R5的另一端连接至所述单片机的第四I/O端口。

进一步地，所述第三I/O端口与所述三极管N1的基极之间还串联连接有电阻R6，所述三极管N1的基极还通过电阻R7连接至地线。

本实用新型提供的多档位温度控制电路，通过档位控制电路提供多个档位选择，通过温度检测电路实时检测产品的实际温度，并通过加热器驱动电路控制加热器是否工作，实现产品多个档位温度的控制。本实用新型提供的多档位温度控制电路，电路结构简单，仅使用一个I/O端口即可实现多个档位的选择，从而实现多个档位温度的可靠控制，降低产品的生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的多档位温度控制电路的电路原理图。

附图标记：

10 档位控制电路 11 电压检测点 20 温度检测电路

21 NTC温度传感器 30 加热器驱动电路 40 单片机

41 第一I/O端口 42 第二I/O端口 43 第三I/O端口

44 第四I/O端口 50 第一直流电源 60 第二直流电源

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用于区分不同的组成部分。“一端”、“另一端”等类似词语，仅是指示装置或元件的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。“包括”或者“包含”等类似词语意指出在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

图1为本实用新型实施例提供的多档位温度控制电路的电路原理图；如图1所示，本实用新型实施例提供的多档位温度控制电路，包括档位控制电路10、温度检测电路20、加热器驱动电路30以及单片机40；

所述档位控制电路10包括波段开关SR1；所述波段开关SR1包括一基准引脚和多个选择引脚；其中，一个选择引脚悬空，其余每个选择引脚分别通过一个串接电阻连接至下拉电阻R1与所述单片机40的第一I/O端口41之间；各所述串接电阻的阻值互不相同；所述基准引脚连接至第一直流电源50；

所述温度检测电路20包括NTC温度传感器21和电阻R3；所述NTC温度传感器21的一端连接至所述第一直流电源50，所述NTC温度传感器21的另一端连接至所述单片机40的第二I/O端口42，所述NTC温度传感器21的另一端还通过所述电阻R3连接至地线；

所述加热器驱动电路30包括继电器K1和三极管N1；所述继电器K1的触点串联连接在加热器的供电回路上；所述继电器K1的线圈串联连接在第二直流电源60与所述三极管N1的集电极之间；所述三极管N1的基极连接至所述单片机40的第三I/O端口43；所述三极管N1的发射极连接至地线；所述单片机40为具有AD采集功能的单片机。

具体实施时，如图1所示，本实用新型实施例提供的多档位温度控制电路，包括档位控制电路10、温度检测电路20、加热器驱动电路30以及单片机40；其中，单片机40为具有AD采样功能的单片机40，档位控制电路10、温度检测电路20和加热器驱动电路30均与单片机40通讯连接；档位控制电路10用于提供多个档位选择，并向单片机40发送档位信息；温度检测电路20用于检测产品实际温度，并向单片机40发送产品温度信息；加热器驱动信号用于控制加热器供电回路的导通或者断开，进而控制加热工作或者不工作。

档位控制电路10包括波段开关SR1；波段开关SR1包括一基准引脚和多个选择引脚；本实用新型实施例中，波段开关SR1具有9个选择引脚，如图1所示，其中波段开关的第10脚为基准引脚，基准引脚连接至第一直流电源50；波段开关的第1脚～第9脚为选择引脚，其中波段开关的第1脚悬空，波段开关的第2脚～第9脚分别串联串接电阻R12～串接电阻R19形成8个选择支路，串接电阻R12～串接电阻R19的电阻值互不相同，本实用新型实施例中，串接电阻R12的电阻值为1kΩ，串接电阻R13的电阻值为4.7kΩ，串接电阻R14的电阻值为6.8kΩ，串接电阻R15的电阻值为10kΩ，串接电阻R16的电阻值为20kΩ，串接电阻R17的电阻值为47kΩ，串接电阻R18的电阻值为68kΩ，串接电阻R19的电阻值为100kΩ；如图1所示，各串接电阻不与波段开关SR1的选择引脚相连接的一端连接在一起后,又连接在下拉电阻R1和单片机40的第一I/O端口41之间，形成电压检测点11；本实用新型实施例中，下拉电阻R1的电阻值为20kΩ。

档位控制电路10在具体工作时，通过旋转档位开关SR1，使得选择引脚中的某一个与基准引脚相连通，当与基准引脚相连通的选择引脚为串联有串接电阻的选择引脚时，第一直流电源50依次通过对应的串接电阻、下拉电阻R1连接至地线，在电压检测点11即可检测点对应的串接电阻与下拉电阻R1的分压，例如当与基准引脚相连通的选择引脚为第5脚时，第一直流电源50依次通过串接电阻R15、下拉电阻R1连接至地线，在电压检测点11即可检测到电压Ud＝U1*R1/(R1+R15)，其中Ud为电压检测点11检测到的电压，U1为第一直流电源50的输出电压，R1为下拉电阻R1的电阻值，R15为串接电阻R15的电阻值。由于各串接电阻的电阻值互不相同，因此当与基准引脚相连通的选择引脚不同时，在电压检测点11检测到的电压也互不相同，而当与基准引脚相连通的选择引脚为悬空的选择引脚时，在电压检测点11检测到的电压为零；因此单片机40通过检测第一I/O端口41采集到的数值，即可判断出波段开关SR1所选择的档位。

如图1所示，温度检测电路20中，NTC温度传感器21的一端连接至第一直流电源50，NTC温度传感器21的另一端分别通过电阻R3连接至地线，通过电阻R4连接至单片机40的第二I/O端口42；温度检测电路20在具体工作时，由于第一直流电源50依次通过NTC温度传感器21、电阻R3连接至地线，而NTC温度传感器21的电阻值随着温度的变化而改变，因此电阻R3上的分压随着温度的变化而改变，单片机40通过检测第二I/O端口42采集到的数值，即可判断出NTC温度传感器21的温度。由于NTC温度传感器21电阻值随着温度的升高而降低，因此当NTC温度传感器21检测到的温度越高，单片机40检测到的电压数值越大。

加热器驱动电路30中，继电器K1的触点串联连接在加热器的供电回路上，当继电器K1的触点吸合时，加热器通电开始工作，当继电器K1的触点打开时，加热器断电停止工作；继电器K1的线圈串联连接在第二直流电源60与三极管N1的集电极之间；三极管N1的基极连接至单片机40的第三I/O端口43，三极管N1的发射极连接至地线；当单片机40的第三I/O端口43向三极管N1的基极发送高电平时，三极管N1导通，继电器K1的线圈有电流通过，继电器K1的触点吸合，加热器通电开始工作；当单片机40的第三I/O端口43向三极管N1的基极发送低电平时，三极管N1截止，继电器K1的线圈无电流通过，继电器K1的触点打开，加热器断电停止工作。

本实用新型实施例提供的多档位温度控制电路，具体工作时：通过旋转波段开关选择一个温度档位，此时，单片机40通过第一I/O端口41检测到一个档位电压数值，单片机40根据预先设置好的对应关系，确定该档位电压数值对应的档位，以及该档位对应的目标温度；之后单片机40根据第二I/O端口42输入的温度电压数值，确定此时NTC温度传感器21所检测到的温度；若检测到的温度高于目标温度，则单片机40通过第三I/O端口43向三极管N1输出低电平，控制加热器停止加热；若检测到的温度低于目标温度，则单片机40通过第三I/O端口43向三极管N1输出高电平，控制加热器开始加热；产品的温度在到达目标温度后，加热器随即停止工作，产品的温度在低于目标温度后，加热器又开始加热，从而使产品的温度维持在目标温度。而通过旋转波段开关即可选择不同的档位，进而改变目标温度，即可实现加热器多个档位温度的控制。

本实用新型实施例提供的多档位温度控制电路，通过档位控制电路提供多个档位选择，通过温度检测电路实时检测产品的实际温度，并通过加热器驱动电路控制加热器是否工作，实现产品多个档位温度的控制。本实用新型实施例提供的多档位温度控制电路，电路结构简单，仅使用一个I/O端口即可实现多个档位的选择，从而实现多个档位温度的可靠控制，降低产品的生产成本。

优选地，所述第一I/O端口41与所述下拉电阻R1之间还串联连接有电阻R2；所述第一I/O端口41还通过电容C3连接至地线。具体实施时，如图1所示，在第一I/O端口41与下拉电阻R1之间串联连接电阻R2，能够限制流入第一I/O端口41的电流量，避免流入第一I/O端口41的电流过大，影响单片机40的正常运行；在第一I/O端口41与地线串联连接电容C3，能够使第一I/O端口41检测的电压更加稳定，有效降低波段开关SR1切换时产生的电压波动，提供电压检测的准确性。

优选地，所述第一直流电源50的输出电压为+5V；所述第二直流电源60的输出电压为+12V。

优选地，所述温度检测电路20还包括电阻R4和电阻R5；所述电阻R4串联连接在所述NTC温度传感器21与所述第二I/O端口42之间；所述电阻R5的一端连接至所述NTC温度传感器21与所述电阻R4的公共端，所述电阻R5的另一端连接至所述单片机40的第四I/O端口44。

具体实施时，如图1所示，NTC温度传感器21的一端连接至第一直流电源50，NTC温度传感器21的另一端分别通过电阻R3连接至地线，通过电阻R4连接至单片机的第二I/O端口42，以及通过电阻R5连接至单片机40的第四I/O端口44；其中电阻R5的电阻值要远小于电阻R3的电阻值，本实用新型实施例中，电阻R3的电阻值为100kΩ，电阻R5的电阻值为4.7kΩ；

实际工作时，单片机40根据NTC温度传感器21的特性设置一预设温度，当实际温度大于该预设温度时，单片机40控制第四I/O端口44输出低电平状态，即相当于电阻R3与电阻R5并联后作为NTC温度传感器21的分压电阻，由于此时NTC温度传感器21的阻值与电阻R5和电阻R3并联后的阻值的相差较小，使得电阻R5和电阻R3并联后的阻值与NTC温度传感器21的阻值之比在可识别的范围内，第二I/O端口42测量得到的电压能够清晰地反应出实际的温度变化；而当实际温度小于该预设温度时，将第四I/O端口44为输入状态，此时只有电阻R3和NTC温度传感器21构成分压，由于此时NTC温度传感器21阻值与电阻R4的阻值相差较小，使得电阻R4的阻值与NTC温度传感器21的阻值之比在可识别的范围内。通过在不同的温度区间，调整与NTC温度传感器21构成分压的电阻值，使得NTC温度传感器21的阻值与分压电阻的阻值相差较小，从而在不同的温度区间都能够可靠地检测出NTC温度传感器21的温度变化，能够有效提高温度检测的准确性和及时性。

优选地，所述第三I/O端口43与所述三极管N1的基极之间还串联连接有电阻R6，所述三极管N1的基极还通过电阻R7连接至地线。

尽管本文中较多的使用了诸如单片机、波段开关、基准引脚、选择引脚、继电器、NTC温度传感器、下拉电阻等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种多档位温度控制电路，其特征在于：包括档位控制电路(10)、温度检测电路(20)、加热器驱动电路(30)以及单片机(40)；

所述档位控制电路(10)包括波段开关SR1；所述波段开关SR1包括一基准引脚和多个选择引脚；其中，一个选择引脚悬空，其余每个选择引脚分别通过一个串接电阻连接至下拉电阻R1与所述单片机(40)的第一I/O端口(41)之间；各所述串接电阻的电阻值互不相同；所述基准引脚连接至第一直流电源(50)；

所述温度检测电路(20)包括NTC温度传感器(21)和电阻R3；所述NTC温度传感器(21)的一端连接至所述第一直流电源(50)，所述NTC温度传感器(21)的另一端连接至所述单片机(40)的第二I/O端口(42)，所述NTC温度传感器(21)的另一端还通过所述电阻R3连接至地线；

所述加热器驱动电路(30)包括继电器K1和三极管N1；所述继电器K1的触点串联连接在加热器的供电回路上；所述继电器K1的线圈串联连接在第二直流电源(60)与所述三极管N1的集电极之间；所述三极管N1的基极连接至所述单片机(40)的第三I/O端口(43)；所述三极管N1的发射极连接至地线；

所述单片机(40)为具有AD采集功能的单片机。

2.根据权利要求1所述多档位温度控制电路，其特征在于：所述第一I/O端口(41)与所述下拉电阻R1之间还串联连接有电阻R2；所述第一I/O端口(41)还通过电容C3连接至地线。

3.根据权利要求1所述多档位温度控制电路，其特征在于：所述波段开关SR1包括9个选择引脚。

4.根据权利要求1所述多档位温度控制电路，其特征在于：所述第一直流电源(50)的输出电压为+5V；所述第二直流电源(60)的输出电压为+12V。

5.根据权利要求1所述多档位温度控制电路，其特征在于：所述温度检测电路(20)还包括电阻R4和电阻R5；所述电阻R4串联连接在所述NTC温度传感器(21)与所述第二I/O端口(42)之间；所述电阻R5的一端连接至所述NTC温度传感器(21)与所述电阻R4的公共端，所述电阻R5的另一端连接至所述单片机(40)的第四I/O端口(44)。

6.根据权利要求1所述多档位温度控制电路，其特征在于：所述第三I/O端口(43)与所述三极管N1的基极之间还串联连接有电阻R6，所述三极管N1的基极还通过电阻R7连接至地线。