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基于单片机智能燃气灶控制系统设计

news 2026/6/7 14:05:55

一、摘要
章以 AT89C51 单片机为核心，与传统电子燃气灶结合，设计出可以自动点火的燃气灶。该燃气灶通过感受压力来控制燃气灶的燃气的通断和点火，当燃气灶感受到外界压力并且达到一定值后，压力传感器输出的信号通过信号调节电路（放大电路、模数转换），送到单片机，经单片机处理，输出信号控制外围电路打开电磁阀给燃气灶通燃气，延时 1s 控制脉冲点火器点火。通过温度传感器检测燃气灶是否已经点燃了，若没点燃则继续点火，若点燃则关闭脉冲点火器。压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。
本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计 ,并根据硬件进行了软件编程。本次设计是基于 AT89C51 单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至 8 位 A／D 转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成 LED 显示器可以识别的信息，最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，让单片机系统处于预定的功能状态，显示需要的值。本论文根据压力传感器零点补偿与非线性补偿原理，设计出了测量压力传感器的硬件，应用单片机技术测量电路简单，成本低，应用面广，但是由于自身的稳定性其测量结果仍存在误差。

二、设计思路
2.1 设计思路

压力传感器通过测量外界的压力通过放大电路输出电流信号，经 A/D 转换器进行模数转换后给单片机，单片机进行算法处理将压力传感器的输出信号和测量的压力对应起来并实时显示在 LED 灯上，当所测压力大于一定值时，电磁阀打开并实现对燃气灶进行供气；当所测压力小于给点值时，电磁阀关闭，因此，燃气灶就得不到供气。供气之后单片机又会控制脉冲点火器进行点火，当燃气灶点燃时温度传感器输出经信号调节电路（放大电路、模数转换），送给单片机处理，同理单片机进行算法处理关闭脉冲点火器。否则，单片机将控制脉冲点火器一直点火。

2.2 原理设计

（1）、当燃气灶感受到外界压力（设定值）时（或超过设定值），压力传感器输出的信号通过信号调节电路，送到单片机，经单片机处理，输出信号控制外围电路打开电磁阀给燃气灶通燃气，延时 1s 控制脉冲点火器点火。然而，当燃气灶没有感受到压力时或压力没有达到设定值时，系统则不会工作。
（2）、燃气灶有没有点燃，通过温度传感器来判断。温度传感器输出经信号调节电路（放大电路、模数转换），送给单片机处理，若没点燃则继续点火，若点燃则关闭脉冲点火器。
系统组成原理图如下：

图 2.1 系统组成原理图

三、硬件设计
（1）感受压力部分：
通过压力传感器感受压力，再通过运算放大器放大信号，模数转换送给单片机处理。当没有压力时或者压力没有达到预定值，电磁阀、脉冲点火器均不工作。由于压力传感器要避免温度的影响，所以将压力传感器放置在燃气灶与桌面接触的底脚上。
（2）点火部分：
本部分由继电器，脉冲点火器两部分组成。继电器是用于实现用弱电来控制强电，其目的是减小脉冲点火器产生的高压脉冲对单片机的影响。脉冲点火器的工作还需外界电源供电。
（3）控制电磁阀部分：
本部分通过单片机输出信号控制继电器再控制再控制电磁阀的开关。控制电磁还需外界供电。由于电磁阀要么全开要么全闭，通燃气的大小由燃气灶的那个可旋转阀门控制，本系统默认打开的阀门打开 50%，火候的大小由人工控制，通过旋转燃气灶上的阀门来调节火候的大小。
（4）检查点燃与否部分：
本部分是通过热电偶温度传感器来检查。热电偶感受燃气灶出火处的温度，对应输出一个数值经运放放大模数转换，送达单片机进行处理。若点燃，热电偶输出数值高于软件设定的值，则脉冲点火器不工作；若没点燃，热电偶输出数值低于软件设定的值，则脉冲点火器继续点火直到点燃。
（5）模数转换部分：
本部分由 ADC0809 这块芯片来实现，其作用是将压力传感器和热电偶温度传感器输出的模拟信号转换为数字信号供给单片机进行处理。
（6）发光二极管部分
本部分作用是通过发光二极管的亮灭来判断哪个部分在工作与否。

四、效果图