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    ??仄?温度 采样 控制系统 控制 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510050977.9

    申请日:

    2015.01.31

    公开号:

    CN104678854A

    公开日:

    2015.06.03

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G05B 19/042申请日:20150131|||公开
    IPC分类号: G05B19/042 主分类号: G05B19/042
    申请人: 广东美的制冷设备有限公司
    发明人: 梁汝锦; 廖荣华
    地址: 528311广东省佛山市顺德区北滘镇林港路
    优先权:
    专利代理机构: 深圳中一专利商标事务所44237 代理人: 蒋芳霞
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510050977.9

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.09.11|||2015.07.01|||2015.06.03

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明属于家用电器领域,尤其涉及一种低功耗的??仄?、温度采样控制系统及控制方法。根据本发明提供的??仄?、温度采样控制系统及控制方法,在微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平使得基准电阻R1和热敏电阻RT之间有电压差,通过第一AD取样端口和第二AD取样端口分别进行电压取样,再通过分压公式计算出热敏电阻RT的阻值,并获取与其相对应的温度参数值。本发明的优点主要在于:通过微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平以提供取样电压,但是大部分时间里IO端口输出第二预设电平使整个温度采样控制系统处于待机的非采样状态,不会产生功耗,故长时间处于极低功耗状态。另外,此温度采样控制系统的结构简单、成本低,温度采样控制方法也具有便捷、成本低、可移值性强的优势。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种温度采样控制系统,其特征在于,所述温度采样控制系统包括基 准电阻R1、热敏电阻RT、微处理器MCU及其IO端口和两个AD取样端口;
    所述基准电阻R1和热敏电阻RT串接在工作电源VCC与所述微处理器 MCU的IO端口之间,所述微处理器MCU的第一AD取样端口与IO端口相 连,所述微处理器MCU的第二AD取样端口接在所述基准电阻R1与热敏电 阻RT的串接点上。

    2.  如权利要求1所述的温度采样控制系统,其特征在于,所述热敏电阻 RT的第一端接所述工作电源VCC,所述热敏电阻RT的第二端同时接所述微 处理器MCU的第二AD取样端口和所述基准电阻R1的第一端,所述基准电 阻R1的第二端同时接所述微处理器MCU的IO端口和第一AD取样端口。

    3.  如权利要求1所述的温度采样控制系统,其特征在于,所述基准电阻 R1的第一端接所述工作电源VCC,所述基准电阻R1的第二端同时接所述微 处理器MCU的第二AD取样端口和所述热敏电阻RT的第一端,所述热敏电 阻RT的第二端同时接微处理器MCU的IO端口和第一AD取样端口。

    4.  如权利要求2所述的温度采样控制系统,其特征在于,所述温度采样 控制系统还包括一连接在所述微处理器MCU的IO端口与所述基准电阻R1之 间的开关???;
    所述开关??榈目刂贫私铀鑫⒋砥鱉CU的IO端口,所述开关???的高电位端同时接所述微处理器MCU的第一AD取样端口和所述基准电阻R1 的第二端,所述开关??榈牡偷缥欢私拥?。

    5.  如权利要求3所述的温度采样控制系统,其特征在于,所述温度采样 控制系统还包括一连接在所述微处理器MCU的IO端口与所述热敏电阻RT之 间的开关???;
    所述开关??榈目刂贫私铀鑫⒋砥鱉CU的IO端口,所述开关???的高电位端同时接所述微处理器MCU的第一AD取样端口和所述热敏电阻RT 的第二端,所述开关??榈牡偷缥欢私拥?。

    6.  一种??仄?,包括一温度采样控制系统,其特征在于,所述温度采样 控制系统包括基准电阻R1、热敏电阻RT、微处理器MCU及其IO端口和两 个AD取样端口;
    所述基准电阻R1和热敏电阻RT串接在工作电源VCC与所述微处理器 MCU的IO端口之间,所述微处理器MCU的第一AD取样端口与IO端口相 连,所述微处理器MCU的第二AD取样端口接在所述基准电阻R1与热敏电 阻RT的串接点上。

    7.  一种基于如权利要求1所述的温度采样控制系统实现的温度采样控制 方法,其特征在于,所述控制方法包括以下步骤:
    提供采样电压的步骤:微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平使得 基准电阻R1和热敏电阻RT之间有电压差,并保持输出第一预设时长T1;
    电压采样步骤:微处理器MCU的第一AD取样端口获取IO端口的电压 值Varef、第二AD取样端口获取基准电阻R1与热敏电阻RT的串接点上的分 压电压值V;
    温度获取步骤:微处理器MCU根据分压公式计算出所述热敏电阻RT的 阻值,并获取与其相对应的温度参数值;
    低功耗待机步骤:微处理器MCU的IO端口输出第二预设电平进入待机 状态,并维持第二预设时长T2。

    8.  如权利要求7所述的温度采样控制方法,其特征在于:
    所述提供采样电压的步骤具体为:微处理器MCU的IO端口输出第一预 设电平控制与其相连的开关??榈纪?,使得基准电阻R1和热敏电阻RT之间 有电压差,并保持输出第一预设时长T1;
    所述低功耗待机步骤具体为:微处理器MCU的IO端口输出第二预设电 平控制所述开关??榻刂挂越氪刺?,并维持第二预设时长T2。

    9.  如权利要求7所述的温度采样控制方法,其特征在于,所述第一预设 时长T1为0.01~1ms之间的任一时间,所述第二预设时长T2为100~5000ms 之间的任一时间。

    10.  如权利要求7所述的温度采样控制方法,其特征在于,在所述温度获 取步骤中:
    若所述热敏电阻RT连接在所述工作电源VCC与所述基准电阻R1之间, 则所述分压公式为(V-Varef)/(Vcc-V)=R1/RT;
    若所述基准电阻R1连接在所述工作电源VCC与所述热敏电阻RT之间, 则所述分压公式为(Vcc-V)/(V-Varef)=R1/RT;
    其中,上述两个公式中的RT为所述热敏电阻RT的阻值,R1为所述基准 电阻R1的阻值。

    说明书

    说明书??仄?、温度采样控制系统及控制方法
    技术领域
    本发明属于家用电器领域,尤其涉及一种低功耗的??仄?、温度采样控制 系统及控制方法。
    背景技术
    目前大多数家电产品都要对温度传感器(热敏电阻RT)进行采样,传统 的方法多是采用如图1所示的结构进行:利用两个电阻(热敏电阻RT和电阻 R1)串联分压的方式,通过微处理器MCU进行AD转换以完成温度取样。但 是,此电路会长期产生功耗P=U*U/(RT+R1),在本公式中,U为电源电压, RT为热敏电阻的阻值,R1为分压电阻阻值。所以,当此温度采样电路应用在 家电的??仄魃鲜?,则会大大缩短电池的寿命。
    发明内容
    有鉴于此,本发明的目的即在于提供一种温度采样控制系统、控制方法以 及采用该温度采样控制系统的??仄?,旨在解决现有温度采样电路功耗较高的 技术问题。
    为了实现上述目的,第一方面,本发明提供的温度采样控制系统包括基准 电阻R1、热敏电阻RT、微处理器MCU及其IO端口和两个AD取样端口;
    所述基准电阻R1和热敏电阻RT串接在工作电源VCC与所述微处理器 MCU的IO端口之间,所述微处理器MCU的第一AD取样端口与IO端口相 连,所述微处理器MCU的第二AD取样端口接在所述基准电阻R1与热敏电 阻RT的串接点上。
    第二方面,本发明提供的??仄?,其包括了一个温度采样控制系统,其特 征在于,所述温度采样控制系统包括基准电阻R1、热敏电阻RT、微处理器 MCU及其IO端口和两个AD取样端口;所述基准电阻R1和热敏电阻RT串 接在工作电源VCC与所述微处理器MCU的IO端口之间,所述微处理器MCU 的第一AD取样端口与IO端口相连,所述微处理器MCU的第二AD取样端口 接在所述基准电阻R1与热敏电阻RT的串接点上。
    第三方面,本发明提供的基于上述温度采样控制系统实现的温度采样控制 方法,包括以下步骤:
    提供采样电压的步骤:微处理器MCU的IO端口输出预设电平使得基准 电阻R1和热敏电阻RT之间有电压差,并保持输出第一预设时长T1;
    电压采样步骤:微处理器MCU的第一AD取样端口获取IO端口的电压 值Varef、第二AD取样端口获取基准电阻R1与热敏电阻RT的串接点上的分 压电压值V;
    温度获取步骤:微处理器MCU根据分压公式计算出热敏电阻RT的阻值, 并获取与其相对应的温度参数值;
    低功耗待机步骤:微处理器MCU的IO端口输出高电平进入待机状态, 并维持第二预设时长T2。
    根据本发明提供的??仄?、温度采样控制系统及控制方法,在微处理器 MCU的IO端口输出第一预设电平使得基准电阻R1和热敏电阻RT之间有电 压差,通过第一AD取样端口和第二AD取样端口分别进行电压取样,再通过 分压公式计算出热敏电阻RT的阻值,并获取与其相对应的温度参数值。本发 明的优点主要在于:通过微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平以提供 取样电压,但是大部分时间里IO端口输出第二预设电平使整个温度采样控制 系统处于待机的非采样状态,不会产生功耗,故长时间处于极低功耗状态。另 外,此温度采样控制系统的结构简单、成本低,温度采样控制方法也具有便捷、 成本低、可移值性强的优势。
    附图说明
    图1是现有的温度取样装置的结构图;
    图2是本发明第一实施例提供的温度采样控制系统的结构示意图;
    图3是本发明第二实施例提供的温度采样控制系统的结构示意图;
    图4是本发明第三实施例提供的温度采样控制系统的结构示意图;
    图5是本发明第四实施例提供的温度采样控制系统的结构示意图;
    图6是本发明另一实施例提供的温度采样控制方法的实现流程图。
    具体实施方式
    为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实 施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
    本发明实施例首先提供一种温度采样控制系统,主要包括基准电阻R1、 热敏电阻RT、微处理器MCU及其IO端口和两个AD取样端口;其中,基准 电阻R1和热敏电阻RT串接在微处理器MCU的IO端口与地之间,微处理器 MCU的第一AD取样端口与IO端口相连,微处理器MCU的第二AD取样端 口接在基准电阻R1与热敏电阻RT的串接点上。
    上述温度采样控制系统的基本工作原理在于:在微处理器MCU的IO端 口输出第一预设电平,使得基准电阻R1和热敏电阻RT之间有电压差,,通 过第一AD取样端口和第二AD取样端口分别进行电压取样,再通过分压公式 计算出热敏电阻RT的阻值,并获取与其相对应的温度参数值。下面通过几个 实施例做进一步的解释说明。
    图2是本发明第一实施例提供的温度采样控制系统的结构示意图;为了便 于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,如图所示:
    温度采样控制系统包括基准电阻R1、热敏电阻RT、微处理器MCU及其 IO端口和两个AD取样端口。其中,热敏电阻RT的第一端接工作电源VCC, 热敏电阻RT的第二端同时接微处理器MCU的第二AD取样端口和基准电阻 R1的第一端,基准电阻R1的第二端同时接微处理器MCU的IO端口和第一 AD取样端口。
    在上述温度采样控制系统的工作过程当中,首先通过微处理器MCU的IO 端口输出第一预设电平以提供取样电压,在本实施例中,IO端口输出低电平, 即可使得热敏电阻RT与基准电阻R1之间有电压差,产生取样电压。一般的, 为了保证输出电压的稳定,输出低电平的时间可以保持在0.01~1ms之内。然 后,分别通过微处理器MCU的第一AD取样端口获取IO端口的电压值Varef、 第二AD取样端口获取热敏电阻RT与基准电阻R1的串接点上的分压电压值 V,微处理器MCU再根据分压公式计算出所述热敏电阻RT的阻值,并获取 与其相对应的温度参数值。在获取到温度参数值之后,微处理器MCU的IO 端口输出第二预设电平进入待机状态,就不再产生功耗。在本实施例中,IO 端口输出高电平就进入了待机状态,并且,为了保证采样效果和低功耗效果, 低功耗的待机时间一般会维持在100~5000ms之间。
    进一步地,在本实施例中,微处理器MCU通过其第一AD取样端口获取 IO端口的电压值Varef、第二AD取样端口获取热敏电阻RT与基准电阻R1 的串接点上的分压电压值V之后,计算获取热敏电阻RT的阻值的分压公式具 体为:
    (V-Varef)/(Vcc-V)=R1/RT,其中RT为热敏电阻RT的阻值,R1 为基准电阻R1的阻值。已知Varef、V和R1和值,可直接求出热敏电阻RT 的阻值。
    图3是本发明第二实施例提供的温度采样控制系统的结构示意图;同样的, 为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,如图所示:
    在本实施例中,温度采样控制系统包括基准电阻R1、热敏电阻RT、微处 理器MCU及其IO端口和两个AD取样端口;其中,基准电阻R1的第一端接 工作电源VCC,基准电阻R1的第二端同时接微处理器MCU的第二AD取样 端口和热敏电阻RT的第一端,热敏电阻RT的第二端同时接微处理器MCU 的IO端口和第一AD取样端口。
    与前述第一实施例提供的温度采样控制系统的不同之处在于,该第二实施 例中的基准电阻R1和热敏电阻RT的位置关系发生了变化。相对应地,微处 理器MCU通过其第一AD取样端口获取IO端口的电压值Varef、第二AD取 样端口获取基准电阻R1与热敏电阻RT的串接点上的分压电压值V之后,计 算获取热敏电阻RT的阻值的分压公式就变成了:
    (Vcc-V)/(V-Varef)=R1/RT,其中RT为热敏电阻RT的阻值,R1 为基准电阻R1的阻值。同样已知Varef、V和R1和值,可直接求出热敏电阻 RT的阻值。
    图4和图5分别是本发明第三、第四实施例提供的温度采样控制系统的结 构示意图。
    参见图4,该第三实施例提供的温度采样控制系统除了包括基准电阻R1、 热敏电阻RT、微处理器MCU及其IO端口和两个AD取样端口之外,还包括 一连接在微处理器MCU的IO端口与基准电阻R1之间的开关???。具体地, 开关??榈目刂贫私游⒋砥鱉CU的IO端口,开关??榈母叩缥欢送苯?微处理器MCU的第一AD取样端口和基准电阻R1的第二端,开关??榈牡?电位端接地。
    参见图5,该第四实施例提供的温度采样控制系统除了包括基准电阻R1、 热敏电阻RT、微处理器MCU及其IO端口和两个AD取样端口之外,还包括 一连接在微处理器MCU的IO端口与基准电阻R1之间的开关???。具体地, 开关??榈目刂贫私游⒋砥鱉CU的IO端口,开关??榈母叩缥欢送苯?微处理器MCU的第一AD取样端口和热敏电阻RT的第二端,开关??榈牡?电位端接地。
    根据图4、图5实施例提供的温度采样控制系统,首先通过微处理器MCU 的IO端口输出第一预设电平使得开关??榈纪?,在基准电阻R1和热敏电阻 RT之间产生电压差,以提供取样电压,同样为了保证输出电压的稳定,输出 第一预设电平的时间可以保持在0.01~1ms之内。然后,分别通过微处理器MCU 的第一AD取样端口获取开关??榈母叩缥欢擞氲缱柘嘟又Φ牡缪怪礦aref、 第二AD取样端口获取热敏电阻RT与基准电阻R1的串接点上的分压电压值 V,微处理器MCU再根据分压公式计算出所述热敏电阻RT的阻值,并获取 与其相对应的温度参数值。在获取到温度参数值之后,微处理器MCU的IO 端口输出第二预设电平使得开关??榻刂?,系统进入待机状态,就不再产生功 耗。并且,为了保证采样效果和低功耗效果,低功耗的待机时间一般也会维持 在100~5000ms之间。
    并且,图4、图5两个实施例提供的温度采样控制系统,也仅是两个实施 例中的基准电阻R1和热敏电阻RT的位置发生了调换。工作原理与上述第一、 第二实施例提供的温度采样控制系统的工作原理相同,在此就不再赘述。需要 强调的是,在图4所示的第三实施例中,计算获取热敏电阻RT的阻值的分压 公式具体为:(V-Varef)/(Vcc-V)=R1/RT;在图5所示的第四实施例中, 计算获取热敏电阻RT的阻值的分压公式具体为:(Vcc-V)/(V-Varef)=R1/ RT。同样的,已知Varef、V和R1和值,可进一步求出热敏电阻RT的阻值。
    进一步地,本发明实施例还提供一种??仄?。该??仄髌淇梢允视糜谛〖?电、电视机、空调、冰箱等各种家用电器。作为改进,该??仄髂诎巳缟?任一实施例所述的温度采样控制系统。对于该温度采样控制系统的结构就不再 赘述,但是对于其中的基准电阻R1来说,优选的,选用阻值为10~800KΩ的 电阻为佳。
    另一方面,本发明实施例还提供了一种基于上述温度采样控制系统实现的 温度采样控制方法。由上述温度采样控制系统的工作过程描述可知,该温度取 样控制方法主要包括以下步骤,具体参见图6:
    提供采样电压的步骤S10:微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平使 得基准电阻R1和热敏电阻RT之间有电压差,并保持输出第一预设时长T1;
    电压采样步骤S20:微处理器MCU的第一AD取样端口获取IO端口的电 压值Varef、第二AD取样端口获取基准电阻R1与热敏电阻RT的串接点上的 分压电压值V;
    温度获取步骤S30:微处理器MCU根据分压公式计算出热敏电阻RT的 阻值,并获取与其相对应的温度参数值;
    低功耗待机步骤S40:微处理器MCU的IO端口输出第二预设电平进入待 机状态,并维持第二预设时长T2。
    根据上述有关温度采样控制系统的实施例的描述可知,若温度采样控制系 统如图4或图5所示、包括一个开关???,则所述提供采样电压的步骤S10具 体为:微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平、控制与其相连的开关模 块导通,使得基准电阻R1和热敏电阻RT之间有电压差,并保持输出第一预 设时长T1;
    所述低功耗待机步骤S40具体为:微处理器MCU的IO端口输出第二预 设电平、控制所述开关??榻刂挂越氪刺?,并维持第二预设时长T2。
    进一步地,根据前述实施例可知,在具体实施过程中,第一预设时长T1 优选为0.01~1ms之间的任一时间,第二预设时长T2优选为100~5000ms之间 的任一时间。
    并且,若热敏电阻RT连接在工作电源VCC与基准电阻R1之间,则所述 分压公式为(V-Varef)/(Vcc-V)=R1/RT;
    若基准电阻R1连接在工作电源VCC与热敏电阻RT之间,则所述分压公 式为(Vcc-V)/(V-Varef)=R1/RT。
    综上所述,根据本发明提供的??仄?、温度采样控制系统及控制方法,在 微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平使得基准电阻R1和热敏电阻RT 之间有电压差,通过第一AD取样端口和第二AD取样端口分别进行电压取样, 再通过分压公式计算出热敏电阻RT的阻值,并获取与其相对应的温度参数值。 本发明的优点主要在于:通过微处理器MCU的IO端口输出第一预设电平以 提供取样电压,但是大部分时间里IO端口输出第二预设电平使整个温度采样 控制系统处于待机的非采样状态,不会产生功耗,故长时间处于极低功耗状态。 另外,此温度采样控制系统的结构简单、成本低,温度采样控制方法也具有便 捷、成本低、可移值性强的优势。
    值得注意的是,上述实施例中,所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行 划分的,但并不局限于上述的划分,只要能够实现相应的功能即可;另外,各 功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分,并不用于限制本发明的?;し?围。
    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,尽管参照 前述实施例对本发明进行了较详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依 然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征 进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改 进等,均应包含在本发明的?;し段е?。

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