单片机CW77P203实现的电暖器应用方案

    现今的中国，人们对生活质量的要求越来越高，催生了品种花样越来越繁多的小家电产品。小家电行业市场极其广阔，利润相对丰厚且增长前景稳定，目前已成为众多家电厂商的投资新热点。而随着行业的发展，智能、环保、使用方便、多功能等日益成为人们对小家电产品的要求，单片机从而成为小家电中的核心部件，直接关系着产品的性价比。本文以电暖器和CW77P203为例，介绍了普芯达公司“中国风”OTP系列单片机在小家电产品中的完整应用方案。

CW77P203

    CW77P203是上海普芯达电子有限公司自主研制生产的一款带15位ADC转换器的RISC高性能8位微控制器。片内具有2K字的OTP只读程序存储器、128字节数据存储器，包含定时器/计数器、中断控制器、LVR(低电压复位)、I/O口、比较器、PWM、看门狗及内部RC振荡器等多种功能模块。其ADC支持12通道，15位数据，高达12位精度，具有模数转换和比较器两种工作模式。芯片具有从2.2V到5.5V的宽工作电压范围，-40℃到+85℃的工业级工作温度范围。其内部模块框图如图1所示。

电暖器硬件设计

    电暖器整套方案由液晶显示、触摸键盘、旋转及摇头电机控制、加热控制、温度检测、蜂鸣报警以及红外遥控等几部分组成(图2)。

    用户可通过键盘或遥控器控制电暖器的启动、停止及是否摇头;设置加热档位(高低两档)、温度以及定时时间等运行参数。机器的工作状态、设置的参数值、当前温度都可以在LCD上显示。当机器倾斜到一定程度，或温度超过一定值时，还能自动关闭机器的运行。蜂鸣器则用来提示某些工作状态或报警。

CW77P203硬件连接

    本应用方案中，单片机CW77P203的硬件连接如图3所示。其中，P17和P20分别控制两档加热部件;P21、P23和P07控制风扇的转动和摇头;P05是温度检测输入端，接到内部ADC 上;P06是红外遥控数据接收端;P03是中断方式倾倒检测输入;P24、P25、P26、P27和P34用于LCD显示及其背光的控制;P22、 P00、P01、P02、P31、P32和P33则共同组成6键触摸键盘的控制器。

    方案中，使用CW77P203的内部4MHz振荡时钟作为系统时钟，采用内部复位电路对系统复位，并用内部WDT监控系统的运行。

触摸键盘

     方案中设计了6个触摸按键，有开关、温度设置、定时设置、档位选择、摇头等。每一个按键(以KEY1为例)的连接图如图4所示。

    图中S1即触摸按键感应区(比如PCB上的敷铜)。

    利用CW77P203的内部频率输出功能，在KEY_CLK引脚输出频率为1MHz的方波。触摸感应信号接到内部ADC的通道输入端(KEYx引脚)，由ADC检测按键感应区是否被触及，从而确定是否有按键被按下或释放。

    方案中的其它功能限于篇幅不作叙述。

软件设计

    为了更快地处理电暖器的定时运行、响应按键和遥控、判断电暖器的运行温度等，软件设计时采用了多个中断，以提高实时性。因此，软件的主程序相对就很简单了，如图5所示。

    首先，方案采用了1个1ms的周期性定时中断。在这个中断中，启动ADC，处理定时运行任务，处理与蜂鸣器控制相关的PWM等。

    ADC用于触摸按键以及温度测量等，也采用中断方式处理。每通道的ADC转换完成后，产生中断，CPU在此中断中完成触摸按键的判定算法，以及温度的计算等。ADC的中断服务流程如图6所示。

    在这些算法中，最具特色的是浮动门限的触摸键判定算法。通过ADC采样得到按键的值后，算法会根据该按键的历史数据，对判定按键是否被按下的比较门限进行上下浮动，剔除使用环境中各种污染(比如水)和印制板不同布局布线带来的按键数据误差，从而更准确地判定按键是否真正被触摸。

    方案对遥控的接收亦采用中断方式，遥控接收端口设定为中断输入模式。在此中断服务流程中完成遥控输入的接收、译码等工作。

结语

    经过测试，该方案达到了设计预期，触摸按键反应灵敏无误触发，遥控接收准确可靠，运行及保护正常、可靠。

    CW77P203还可用于其它各类小家电。