HT46R22单片机在电磁炉功率控制中的应用

多且具有一定的价格优势 ， 目前在 国内沿海 电子制
造 企业 有较 为广 泛 的应 用 。 同时 ， 系 列 单 片机 还 该 是 重庆 、 津 、 安 和 台 湾 等 地 “ 群 杯 ” 片机 应 天 西 盛 单
收 稿 日期 ：０ ２ ４１ ２ １ ４ －８ ３
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５ — ＤＧＩＡ ２ — Ｉ Ｔ ＬＣＯＭＭＵ Ｃ Ｔｌ ／ Ｏ ． ６ ＮＩＡ ＯＮ ２ １ ０ ２
脉 冲序列 被 加 到 模 拟 负 载 上 去 的 。通 的 时候 即是 直流 供 电被加 到负 载 上 的 时候 ， 的 时候 即是 供 电 断 被 断开 的时候 。 只要 带 宽 足 够 ， 何模 拟 值都 可 以 任 使用 Ｐ ＷＭ 进行 编码 。在 单 片 机 系统 中最 常 用 的是 矩形 波 Ｐ ＷＭ信 号 ， 控制 时需 要调 节 Ｐ ＷＭ 波 的 占空
波 的 占空 比实 现 一 个模 拟 信 号 的 电平 。 Ｐ ＷＭ 信 号仍然 是 数 字 的 ， 为 在 给 定 的任 何 时 刻 ， 幅 值 因 满
的直 流供 电要 么完 全 有 （ Ｎ） 要 么 完 全无 （ Ｆ ） Ｏ ， ＯＦ。 电压 或 电流源是 以一 种 通 （ Ｎ） 断 （ Ｆ ） Ｏ 或 Ｏ Ｆ 的重 复
ＤＯＩ１ ．９ ９ ｊｉ ｎ １ ０ —８ ４ ２ １ ． ３ ０ ３ ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ １３ ２ ． ０ ２ ０ ． １ ｓ
基 于 ＨＯＬ Ｅ ＨＴ ６ ２ ２的 Ｐ Ｔ Ｋ ４ Ｒ ３ ＷＭ 控 制
张 鹏 黄 ，
，
穆仁龙
（ ．重庆邮电大学 教务处 ， １ 重庆 ４０ ６ ２ 重庆邮电大学 资产管理处 ， ００ ５； 重庆 ４ ０ ６ ） ０ ０５
制 周期 又被 调制 ２个 或 ４个 独立 的调 制 子 区段 ， 即 ７＋１ 式 或６＋ 模式 。７＋１模式 下 调 制周 期 划 模 ２ 分 为 ２个 调 制 子 区段 ， 每个 子 区 段 为 １８个 时钟 周 ２

HT46R22单片机在电磁炉功率控制中的应用摘要摘要：：介绍了电磁炉的基本工作原理，并提出了一种采用HT46R22单片机实现电磁炉功率稳定输出的功率控制方法，最后简单介绍了该方法的软硬件设计过程。

关键词关键词：：电磁炉；HT46R22；功率控制引言引言 近年来，随着环保和节能意识的逐步提高，一种新兴的"绿色的厨具"--电磁炉正在家庭中普及。

它改变了传统的明火烹调方式，利用电磁感应原理，使电流通过内置的线圈时产生磁场，磁场内的磁力线感应到铁制器皿，产生无数高速运动的小涡流，涡流产生的巨大循环能量转换为有效热能，使锅具自行高速加热，最终直接加热食物。

电磁炉的热效率达到90％以上，同时它无烟无灰，无污染，不升高室温，不产生一氧化碳等有害物质，安全环保。

电磁炉还采用了微电脑控制，能够随意控制温度。

正是由于上述种种优点，电磁炉在发达国家的家庭普及率已经达到80％以上。

为了提高电热转换率，家用电磁炉一般采用的是高频电磁炉，须将工频电整流成直流电后再逆变成20kHz 以上的高频振荡电流，在高频下，稳定功率输出和实时检测就成了设计的难点和关键所在。

采用Hol tek 公司产的A/D 型单片机HT46R22可以方便地实现定温控制、实时检测、报警检测和功率控制，本文着重介绍功率控制的实现。

1 1 功率控制设计原理功率控制设计原理功率控制设计原理 1.1 电磁炉的工作原理电磁炉的工作原理如图1所示，由主电路和控制电路构成。

主电路中220V 交流电经整流滤波后加在由电容C1及C2和电感L1与IGBT 管S 组成的电压谐振变换器上。

变换器主要起两个作用，一是将工频转换为20～40kHz 的高频交流电，二是将电能转换为磁能。

高频交流电加在励磁线圈上，通过电磁感应，直接作用于锅具底部，产生涡流，使锅具迅速加热。

控制电路采用单片机HT46R22作为主控制芯片，它能实现许多必要的检测和保护，同时由它产生控制所需的PWM 信号，控制电磁炉的输出功率。

HT46R322在电磁炉中的应用文件编码：HA0143S简介简介电磁炉是国内近几年发展得比较快的一种小家电，电磁炉具有如下的优点：无明火、无烟、节电、省时、容易使用等。

电磁炉的发展经历了早期纯硬体控制到现在微电脑单片机控制的阶段。

Holtek的A/D型MCU在电磁炉中得到广泛地运用，其特点在于成本低、效益高、开发周期短等。

Holtek用于电磁炉控制的MCU有：HT46R47、HT46R22/23、HT46R12A/14A、HT46R32/34、HT46R322/342、HT45R38等。

本电磁炉DemoBoard以Holtek A/D型MCU HT46R322为控制晶片，该MCU具有多GPIO，内建OPA电路以及易于上手的开发工具，为设计低成本、高效率的电磁炉提供更快捷的开发环境。

以HT46R322为控制晶片设计的电磁炉DemoBoard主要有以下功能。

•五段火力选择•80℃~240℃七段恒温控制•设有1~99分钟数字显示定时自动关机装置•误按开关键后没有加热动作，2分钟自动关机•过温自动关机保护装置•移锅后自动警示停机功能•锅具自动检知设计•电压异常安全保护装置•无人操作2小时自动关机功能•10个按键：定时、煎炒、煲粥、火锅、热奶、蒸炖、定时取消、增加、减少、开关• 4 x 7段显示器•8个LED分别用来指示：定时、定温、火力、煎炒、煲粥、火锅、热奶、蒸炖等功能1HT46R322特性•工作电压：f SYS=4MHz: 2.2V~5.5V；f SYS =8MHz: 3.3V~5.5V•最多可有36个双向输入/输出口，包括带有两倍灌电流/源电流的16位LED驱动器•1个与输入/输出口共用引脚的外部中断输入•8位可编程定时/计数器，具有溢出中断和7级预除频器•看门狗计时器•程序存储器ROM：2048×14•数据存储器RAM：88×8•具有PFD功能，可用于发声•4通道12位解析度的A/D转换器•一个集成运算放大器/比较器，可由配置选项选择•2通道8位的PWM输出，与输入/输出口共用引脚•低电压重置功能•44-pin QFP封装HT46R322封装图2电磁炉工作原理电磁炉工作原理图3-1电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，它利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内之磁力通过含铁质锅底部时，即会产生无数之小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热于锅内食物。

由此可以得到 89: 信号占空比和 负 荷 电 流 的 关 系 曲 线 如 图 ! 所示。
"
硬件部分的介绍 主控电路上是一个双闭环控制电路， 如图 = 所示。
图$
电磁炉工作电路简图
$;$ ’(#)*!! 单片机 ’(#)*!! 是 & 位高性能精 简 指 令 集 单 片 机 专 门 为 需 要 + < 有 $ 通道 89: 输出。低 . 转换的产品设计。它有 = 个 0 < > 口， 功耗、 可编程分频器、 计数器、 振荡器类型选择、 0 < > 使用灵活、 脉冲测量功能、 暂停和唤醒功能， 使 多通道 + < . 转换、 8, 通信、
输出功率 市电电压 负荷电流 占空比
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这款单片机可广泛应用于马达控制、 工业控制、 消费类产品。
图!
负荷电流与 89: 占空比关系曲线 图= 电磁炉主控制电路图
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电磁炉的功率控制原理
由 ’(#)*!! 的 8." 脚 可 以 输 出 $ 通 道 的 89: 信 号 ， 由来自主 89: 信号和电流负反馈信号一起形成直流控制电平；
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（上接第 &’ 页）

简介电磁炉常用单片机开关电源简介电磁炉常用单片机开关电源笙朴慧京高飞单片开关电源集成电路具有集成度高、性价比外围电路简单、性能指标优良、能构成高效率无工高、频变压器的隔离式开关电源等优点。

它于20世纪90年代中后期问世后便显示出强大的生命力，目前己成精密开关电源及电为国际上开发中小功率开关电源、源模块的优选集成电路。

由它构成的开关电源，在成本上与同等功率的线性稳压电源相当，而电源效率显著提高，体积和重量则大为减小。

这就为新型开关电源的推广与普及创造了良好条件。

单片开关电源不仅在整机电路设计、高频变压器设计以及反馈电路、保护电路和关键元器件的选择方面有许多独到之处，而且特别适合用计算机来完成整个开关电源的设计工作，这已成为国际电源领域的一项新技术。

1. 三端离线式脉宽调制单片开关集成电路三端离线式(ThreeTermina lOffline,TOP )脉宽调制单片开关集成电路将PWM控制器与功率开关MO SFET合二为一封装在一起，已成为开关电源IC发展的主流。

采用TOP开关集成电路设计开关电源，可使电路大为简化，体积进一步缩小，成本也明显降低°TOPSwi tch(TOP开关)系列器件的性能特点如下：(1)将脉宽调制(PWM)控制系统的全部功能集成到三端芯片中。

它内含脉宽调制器、功率开关场效应管(MOSFET)、自动偏置电路、保护电路、高压启动电路和环路补偿电路，通过高频变压器使输出端与电网完全隔离，真正实现了无工频变压器和隔离式开关电源的单片集成化，使用安全可靠。

(2)输入交流电压和频率的范围极宽。

作固定电压输入时可选11 OV、115V、2 3 0 V交流电，允许变化土15%;在宽电压范围输入时，适配8 5- 2 6 5 V交流电，但POM值要比前者降低4 0%。

(3)TOPSwitch只有3个引出端，可以同三端线性集成稳压器相媲美，能以最简单方式构成无工频变(a)TO－220(b)DIP—8封装和SMD-8封装压器的反激式普通型或精密型开关电源。

HT46R22单片机在电磁炉功率控制中的应用摘要摘要：：介绍了电磁炉的基本工作原理，并提出了一种采用HT46R22单片机实现电磁炉功率稳定输出的功率控制方法，最后简单介绍了该方法的软硬件设计过程。

关键词关键词：：电磁炉；HT46R22；功率控制引言引言 近年来，随着环保和节能意识的逐步提高，一种新兴的"绿色的厨具"--电磁炉正在家庭中普及。

它改变了传统的明火烹调方式，利用电磁感应原理，使电流通过内置的线圈时产生磁场，磁场内的磁力线感应到铁制器皿，产生无数高速运动的小涡流，涡流产生的巨大循环能量转换为有效热能，使锅具自行高速加热，最终直接加热食物。

电磁炉的热效率达到90％以上，同时它无烟无灰，无污染，不升高室温，不产生一氧化碳等有害物质，安全环保。

电磁炉还采用了微电脑控制，能够随意控制温度。

正是由于上述种种优点，电磁炉在发达国家的家庭普及率已经达到80％以上。

为了提高电热转换率，家用电磁炉一般采用的是高频电磁炉，须将工频电整流成直流电后再逆变成20kHz 以上的高频振荡电流，在高频下，稳定功率输出和实时检测就成了设计的难点和关键所在。

采用Hol tek 公司产的A/D 型单片机HT46R22可以方便地实现定温控制、实时检测、报警检测和功率控制，本文着重介绍功率控制的实现。

1 1 功率控制设计原理功率控制设计原理功率控制设计原理 1.1 电磁炉的工作原理电磁炉的工作原理如图1所示，由主电路和控制电路构成。

主电路中220V 交流电经整流滤波后加在由电容C1及C2和电感L1与IGBT 管S 组成的电压谐振变换器上。

变换器主要起两个作用，一是将工频转换为20～40kHz 的高频交流电，二是将电能转换为磁能。

高频交流电加在励磁线圈上，通过电磁感应，直接作用于锅具底部，产生涡流，使锅具迅速加热。

控制电路采用单片机HT46R22作为主控制芯片，它能实现许多必要的检测和保护，同时由它产生控制所需的PWM 信号，控制电磁炉的输出功率。

2.14
2.17
17.1
9
19
时钟信号输出
SC1
3.27
3.27
18
8.5
20
数据信号输出
SDA
2.42
2.43
19
8.5
21
去操作显示板
4.84
4.85
14.5
8.2
22
炉面温度检测信号输入
T-MAIN
2.54
2.56
17.5
8.6
23
去操作显示板
0
0
8.3
7
24
功率管温度检测信号输入
T-IGBTIN
CUR
4.95
4.96
18
8.5
6
风扇驱动信号输出
FAN
0
0
19
8.5
7
电源指示灯控制电压
POWER
0.10
0.11
3
3
8
主回路脉冲取样信号输入
1.28
1.33
3.5
3.5
9
空
0
0.03
10.5
8.2
10
检测信号输入
0.59
0.66
14
8
11
接地
GND
0
0Hale Waihona Puke 0012参考电压输入
1.41
1.42*
18.5
8.5
13
过压／过流保护
1.40
1.45*
18.5
8.5
14
功率调整信号输出
PWM
0
0
16.5
8.5
15
复位输入
RESET

HT46R47，HT46R22， HT46R23，HT46R24 A/D 型单片机 使用手册
二○○五年三月
Copyright 2005 by HOLTEK SEMICONDUCTOR INC.
本使用手册版权为盛群半导体股份有限公司所有，非经盛群半导体股份有限公司书面授权同意，不得通过任 何形式复制、储存或机概论 .................................................................. 1
第一章 硬件结构 ........................................................................................ 3 简介..............................................................................................................3 特性..............................................................................................................4 技术特性 ..............................................................................................4 内核特性 ..............................................................................................4 周边特性 ..............................................................................................5 选择表..........................................................................................................5 系统框线图..................................................................................................6 引脚分配......................................................................................................7 引脚说明......................................................................................................8 极限参数....................................................................................................12 直流电气特性............................................................................................13 交流电气特性............................................................................................14 系统结构....................................................................................................15 时序和流水线结构(Pipelining) .........................................................15 程序计数器 ........................................................................................17 堆栈 ....................................................................................................19 算术及逻辑单元 – ALU ...................................................................20 程序存储器................................................................................................21 结构 ....................................................................................................21 特殊向量 ............................................................................................22 查表 ....................................................................................................23 查表程序范例 ....................................................................................23 数据存储器................................................................................................25 结构 ....................................................................................................25 通用数据存储器 ................................................................................26 专用数据存储器 ................................................................................27

用HT46X23设计微波炉控制器实例分析
微波炉控制器的工作环境相对照较恶劣。

首先是炉腔温度比较高，控制器附近温度也会比较高，达到60℃"70℃；另一方面，微波辐射对抗干扰的要求也很高，在做多次迅速开关门实验中，当少量微波泄露时，对控制器有一定的辐射，以及反复开通和关断大功率负载会产生较强的干扰。

所以挑选合适的单片机非常重要，在多年的家电产品设计中，常常用盛群(Holtek)的48系列及46系列8bit单片机设计微波炉控制器，无论在适应工作环境还是抗干扰等方面都彻低满足要求，在成本及供货等方面比国外芯片也有更显然的优势。

本文通过实际产品为例，以产品功能要求、计划确定和芯片选型、硬件设计、软件规划及编写等几部分介绍如何用单片机设计微波炉控制器。

功能要求
设计产品首先了解产品的要求，了解越具体设计反复修改就越少，特殊是关于影响芯片选型及输出控制等跟硬件挺直相关的部分。

本文介绍的微波炉控制器的主要功能如下：
微波加热，功率有10档。

烧烤加热，功率有2档。

热风烘烤加热，温度多档。

混合加热，有三种组合模式：烧烤加微波、烘烤加微波、烘烤加烧烤。

自动解冻，分量挑选有20档。

自动菜单，6大类，各类分离有分量挑选。

显示：88:88数码管，四面带14个图标。

按键：有功能挑选键、启动键、取消键、热风烘烤键，时钟及定时键，自动菜单各功能键，总共11个。

编码开关：调整加热时光。

另有蜂鸣器、门检测和门灯控制。

计划确定和芯片选型
了解产品的具体要求后，需要确定详细的实现计划，首先是挑选合适
第1页共11页。

４ 结束 语
根 据产 品 的设计 初衷 ，本 产 品可 以达 到 以下 功
能： 第一 ， 本产 品 可 以减 轻人 的负 担 ， 不 用 人 为 的旋
转按钮去点火 ， 方便人 为使用燃气灶 ； 第二 ， 本产 品
可 以很 有 效率 的点燃 燃气 灶 ， 节 约使用 者 的时 间 ， 方
便燃气灶使用者 ； 第三 ， 可以防止燃气的泄露 ， 保 障
ｐ ３ ． 雨
ｐ３． ４门【 － ０ ｐ３． ５ 厂ｒｌ
ｐ３． ６， １ ⅣＲ ｐ３． ７， ｌ ＵＤ ） ｃ ｒＡ Ｉ． ２ Ｘ ＡＩ ｌ
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ｐ ２． ７ ｐ ２． ６
Ｇｌ ｌ ｄ
ｐ２． ５ Ｐ２． ４ ｐ２． ３ ｐ２． ２ ｐ２． １ ｐ２． Ｏ
模拟信号 （ 压力传感器信号 ，热电偶温度传感器信 号） 的出入 ， 所以需要编写两次模数转换 。其编写需
要按 照 Ａ ＤＣ ０ ８ ０ ９的时序 进行 编写 。 （ ４ ） 主 函数 的编写 。 本部 分 的作用 是将 之 前模 数
３ ． １ 本 系统 使用 Ｃ语 言进行 编写
（ １ ） 定义程序中所需要的各种数据类型（ 无符号
ｌ ９ Ｄ ５ ｌ ８
１
２
ｌ ０
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Ｉ Ｉ ｌ
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Ｖ Ｇ ｒ ｅ 肼 ｆ ＋Ｄ ｅ ｌ Ｏ — — 曩 ｌ ７ Ｄ ０ ｌ
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ｐ３． Ｏ， ＲⅫ ＥＡ ， Ｖ ｐｐ ｐ３． １， １ ｑＤ Ｐ３． ２， Ｉ 广 Ｉ ． ｏ Ａ ＩＥ ， ｐＲ ０ Ｇ
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 。整个 电路 如 图

HT46R23/HT46C23A/D型八位单片机盛群知识产权政策专利权盛群半导体公司在全球各地区已核准和申请中之专利权至少有160件以上，享有绝对之合法权益。

与盛群公司MCU或其它产品有关的专利权并未被同意授权使用，任何经由不当手段侵害盛群公司专利权之公司、组织或个人，盛群将采取一切可能的法律行动，遏止侵权者不当的侵权行为，并追讨盛群公司因侵权行为所受之损失、或侵权者所得之不法利益。

商标权盛群之名称和标识、Holtek标识、HT-IDE、HT-ICE、Marvel Speech、 Music Micro、 Adlib Micro、 Magic V oice、 Green Dialer、 PagerPro、 Q-V oice、 Turbo V oice、 EasyV oice和 HandyWriter都是盛群半导体公司在台湾地区和其它国家的注册商标。

著作权Copyright 2004 by HOLTEK SEMICONDUCTOR INC.规格书中所出现的信息在出版当时相信是正确的，然而盛群对于规格内容的使用不负责任。

文中提到的应用其目的仅仅是用来做说明，盛群不保证或不表示这些应用没有更深入的修改就能适用，也不推荐它的产品使用在会由于故障或其它原因可能会对人身造成危害的地方。

盛群产品不授权使用于救生、维生器件或系统中做为关键器件。

盛群拥有不事先通知而修改产品的权利，对于最新的信息，请参考我们的网址; HT46R23/HT46C23特性• 工作电压：f SYS=4MHz：2.2V~5.5Vf SYS=8MHz：3.3V~5.5V• 最多可有23个双向输入/输出口• 1个与输入/输出口共用引脚的外部中断输入• 16位可编程定时/计数器，具有溢出中断和7级预分频器• 内置晶体和RC振荡电路• 看门狗定时器• 4096×15程序存储器ROM• 192×8数据存储器RAM• 具有PFD功能，可用于发声• HALT和唤醒功能可降低功耗• 在V DD=5V，系统频率为8MHz时，指令周期为0.5µs• 8层硬件堆栈• 8通道10位解析度的A/D转换器• 2通道8位的PWM输出，与输入/输出口共用引脚• 位操作指令• 查表指令，表格内容字长15位• 63条指令• 指令执行时间为1或2个指令周期• 低电压复位功能• I2C总线（slave模式）• 24/28-pinSKDIP/SOP封装概述HT46R23/HT46C23是8位高性能精简指令集单片机，专门为需要A/D转换的产品而设计，例如传感器信号输入。

单片机在电磁炉中的应用一种自动工作模式：烧水；最大720分钟的定时开机功能； 2小时自动关机保护功能；小物件检测功能，对不合适的物件不进行加热；系统采用过流、过压、超温等多种保护措施；采用开关电源，使系统能够在180~250V的电压范围内正常工作；系统设置了故障报警功能，方便故障查找及检修；系统含有自检程序，方便生产测试。

2 电磁炉加热原理电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。

电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。

电磁炉加热原理如图2-1所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪锅。

图 2‑1 电磁炉加热原理其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。

其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。

在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生。

涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换，所产生的焦耳热就是烹调的热源。

3 电磁炉设计要求电磁炉作为一种普遍的家用产品，除了要具有基本的加热功能外，它的安全性能及稳定性能是设计的关键。

电磁炉设有多种保护装置，包括小物件检测、过热自动停机保护、过压或欠压自动停机保护、空烧自动停止加热保护、2小时断电保护、1～2分钟自动停机保护以及声光报警显示等。

综合起来，电磁炉可由下述技术特性参数考核：（1）自身保护特性。

输出开关管是电磁炉的关键元件，工作于高电压、大功率状态，受成本和器件参数限制，设计时不可能有很大的富裕量，故在工作过程中，若电源电压过高、工作状态切换时产生瞬间冲击、电流增大、机内温升过高、铁锅挪离灶板或空载，开关管都可能损坏。

单片机电磁炉应用的原理电磁感应加热是一种利用交流电产生的磁场来加热物体的方法。

单片机电磁炉主要由电源模块、感应线圈、功率调节电路和控制模块组成。

首先是电源模块，它将外部供电转换为合适的电压和电流，为后续电路供电。

然后是感应线圈，它是由一圈圆环形线圈构成，该线圈通过交流电流从电源模块中产生一个高频交变磁场。

这个高频交变磁场可以穿透锅底，从而将感应线圈的电磁能量转移到锅底上。

接下来是功率调节电路，它用于调节感应线圈的电流，从而控制磁场的强度和频率。

功率调节电路通过控制交流电源的占空比和频率，达到调节功率的目的。

单片机作为控制模块中的核心部件，负责实时监测和调节功率调节电路。

在控制模块中，单片机通过感应线圈上的反馈信号，实时监测电磁感应加热的状态。

单片机根据所设定的温度参数，通过PWM（脉宽调制）技术控制功率调节电路的工作频率和占空比，从而控制电磁感应加热的功率。

当锅中的温度达到所设定的温度时，单片机将减小功率调节电路的工作频率和占空比，控制加热功率，从而保持锅内的温度在设定值附近。

由于单片机的智能控制，单片机电磁炉具有多种智能化功能。

例如，它能够自动检测锅的大小和形状，从而自动调整感应线圈的功率，确保高效的加热效果。

它还可以具备定时功能，可以设置加热时间，在预定时间后自动关闭电源，实现自动化操作。

总的来说，单片机电磁炉利用电磁感应加热的原理，通过单片机的精确控制，实现高效、智能化的加热过程。

它能够根据设定的温度参数，自动调节功率和时间，确保食物的烹饪效果。

此外，它还具备安全可靠的特点，例如具备过温保护功能，能够自动检测和保护设备。

学校编码：10384 分类号 密级 学号：X*********UDC硕 士 学 位 论 文HT46X47在电磁炉中的应用研究The application study of HT46X47 in the electromagnetic oven雷 三 元指导教师姓名：陆 达 教授 专 业 名 称：计算机应用技术 论文提交日期：2005年12月 论文答辩时间：2006年 月学位授予日期：2006年 月答辩委员会主席： 评 阅 人：2006年 月厦门大学博硕士论文摘要库brought to you byCOREXiamen University Institutional Repository第1章 绪论.................................................1 1.1 本课题研究的意义和目的..................................1 1.2 电磁炉发展过程与趋势....................................1 1.3 本课题研究的意义和目的..................................1 第2章 电磁炉主电路工作原理 (3)2.1 系统框图及其概述···············..........................3 2.2 负载和输出电路模型.......................................5 2.3 主电路和主控制器原理框图分析.. (7)第3章 电磁炉功能设计原理 (9)3.1 功能说明.................................................9 3.2 按键和界面说明. (10)3.3 功能实现原理 (11)第4章 HT46X47 单片机介绍和硬件电路设计......................18 4.1 MCU 芯片介绍 (18)4.2 单片机I/0口分配 (20)4.3 硬件电路模块介绍........................................21 4.4 总的电磁炉原理图........................................31 第5章 HT46X47单片机软件设计.. (32)5.1程序总体结构 (32)5.2主程序结构················································33 5.3定时器中断部分结构···························.............42 第6章 系统仿真过程和系统测试.................................50 6.1 开发环境..................................................50 6.2 仿真过程..................................................51 6.3 实测数据..................................................51 第7章 总结...................................................54 参考文献......................................................55 致谢辞.. (56)厦门大学博硕士论文摘要库本文主要介绍了电磁炉发展，研究了利用HOLTEK 盛群半导体股份有限公司生产的A/D 型HT46X47单片机开发电磁炉的硬件系统和软件系统。

HT46R22单片机在电磁炉功率控制中的应用摘要：介绍了电磁炉的基本工作原理,并提出了一种采用HT46R22单片机实现电磁炉功率稳定输出的功率控制方法,最后简单介绍了该方法的软硬件设计过程。

关键词：电磁炉;HT46R22;功率控制引言近年来,随着环保和节能意识的逐步提高,一种新兴的"绿色的厨具"--电磁炉正在家庭中普及。

它改变了传统的明火烹调方式,利用电磁感应原理,使电流通过内置的线圈时产生磁场,磁场内的磁力线感应到铁制器皿,产生无数高速运动的小涡流,涡流产生的巨大循环能量转换为有效热能,使锅具自行高速加热,最终直接加热食物。

电磁炉的热效率达到90％以上,同时它无烟无灰,无污染,不升高室温,不产生一氧化碳等有害物质,安全环保。

电磁炉还采用了微电脑控制,能够随意控制温度。

正是由于上述种种优点,电磁炉在发达国家的家庭普及率已经达到80％以上。

为了提高电热转换率,家用电磁炉一般采用的是高频电磁炉,须将工频电整流成直流电后再逆变成20kHz以上的高频振荡电流,在高频下,稳定功率输出和实时检测就成了设计的难点和关键所在。

采用Holtek公司产的A/D型单片机HT46R22可以方便地实现定温控制、实时检测、报警检测和功率控制,本文着重介绍功率控制的实现。

1 功率控制设计原理1.1 电磁炉的工作原理电磁炉的工作原理如图1所示,由主电路和控制电路构成。

主电路中220V交流电经整流滤波后加在由电容C1及C2和电感L1与IGBT管S组成的电压谐振变换器上。

变换器主要起两个作用,一是将工频转换为20～40kHz的高频交流电,二是将电能转换为磁能。

高频交流电加在励磁线圈上,通过电磁感应,直接作用于锅具底部,产生涡流,使锅具迅速加热。

控制电路采用单片机HT46R22作为主控制芯片,它能实现许多必要的检测和保护,同时由它产生控制所需的PWM信号,控制电磁炉的输出功率。

1.2 电磁炉的功率控制原理功率控制,就是当工频交流电稳定的情况下,电磁炉能按设定的功率稳定地输出,以使电磁炉能稳定地工作。

摘要电加热炉随着科学技术的发展和工业生产水平的提高，已经在冶金、化工、机械等各类工业控制中得到了广泛应用，并且在国民经济中占有举足轻重的地位。

对于这样一个具有非线性、大滞后、大惯性、时变性、升温单向性等特点的控制对象，很难用数学方法建立精确的数字模型，因此用传统的控制理论和方法很难达到好的控制效果。

单片机以其高可靠性、高性能价格比、控制方便简单和灵活性大等优点，在工业控制系统、智能化仪器仪表等诸多领域得到广泛应用。

采用单片机进行炉温控制，可以提高控制质量和自动化水平。

本设计为基于单片机的电加热炉温度控制系统，通过采用硬件与软件的结合实现对电加热炉温度的自动控制。

硬件电路主要包括：加热及控制电路部分，数据采集和模/数（A/D）转换处理部分，键盘和显示器部分，单片机与各部分的接口处理部分。

软件设计主要由温度控制的算法和温度控制程序组成，其原理是先求出实测炉温对所需炉温的偏差值，而后对偏差值的处理而获得控制信号去调节加热炉的加热功率，以实现对炉温的控制。

其中控制电路部分利用双向可控硅的通断特性来决定加热电路的通电与断电该系统具有硬件成本低，控温精度高，可靠性好，抗干扰能力强等特点。

关键词：电加热炉；单片机；温度控制；双向可控硅。

目录摘要 (1)第1章绪论 (4)1.1课题的提出 (4)1.2系统设计目的及要求 (4)1.3课题的分析与设计思路 (5)第2章温度控制系统的概述 (7)2.1微机控制系统简介 (7)2.2电加热炉温度控制系统的特性 (7)2.3电加热自动控制原理 (8)第3章系统电路分析硬件 (10)3.1温度检测电路 (10)3.2电源设计电路 (11)3.3 RS232/485转换电路 (12)3.4 PWM式键盘接口电路 (14)3.5可控硅调功电路 (15)第4章芯片介绍 (17)4.1单片机AT89C51介绍 (17)4.2 MC14499芯片介绍 (17)4.3 MAX197芯片 (18)4.4 74HC4060芯片 (19)第5章系统控制算法仿真 (21)5.1飞升曲线 (21)5.2 PID算法仿真 (22)第6章MCGS组态 (27)6.1MCGS 的整体结构 (27)6.2 MCGS软件的功能和特点 (27)6.3 MCGS组态过程 (28)第7章系统的程序设计 (31)7.1系统主程序 (31)7.2系统中断服务程序 (41)7.3系统PID子程序 (42)第8章附录 (48)8.1参考资料 (48)8.2大林仿真程序 (48)8.3系统程序 (49)8.4硬件设计总图 (51)第9章总结 (46)第1章绪论1.1课题的提出近年来随着计算机在社会各领域的渗透，单片机的应用正在不断地走向深入，同时也带动了传统控制检测的更新与发展。

基于盛群HT46R23单片机智能仪表控制系统夏海洵【摘要】智能仪表控制系统无论在工业控制领域还是消费电子领域应用都非常广泛，如工业方向的锅炉、加热炉的控制、消费电子领域的热水器、饮水机的控制，内部都涉及闭环控制的理念。

目前系统控制算法思想丰富，从而为智能控制系统的研究提供了便利条件，其中应用较为普遍的有PID控制，模糊控制等。

本设计以盛群单片机HT46R23为控制核心，系统的主要内容是使用盛群单片机系统进行温度实时采集与控制。

系统主要功能：内置PID控制算法、模拟量的输入输出及RS232通讯网络，并采用Modbus通信协议进行远程控制及参数设置。

【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】2页(P3-4)【关键词】PID控制算法;盛群单片机HT46R23;温度采集AD590;总线通信;MCGS 组态软件;Modbus通信协议【作者】夏海洵【作者单位】江苏省扬州技师学院江苏扬州 225003【正文语种】中文【中图分类】TP368.1智能仪表控制系统采用盛群单片机HT46R23为控制处理器，通过温度传感器AD590对被控对象（温度）进行采集取样，并通过系统内置的一系列算法、协议等达到远程控制的目的。

同时，通过工业组态软件MCGS进行上位机监控，可以对该系统进行远程控制与显示。

让操作者能够方便快捷的进行控制操作，更大地提高了工作效率。

智能仪表控制系统是典型的闭环控制系统。

设计以盛群单片机HT46R23运用PID 控制算法，对被控制对象中的加热元件平均功率进行控制，达到对被控对象（温度）控制的目的。

通过按键和LCD液晶进入人机交互，通过RS232串行通信接口同PC联机进行温度图形化显示打印，上位机控制界面采用组态软件MCGS来控制单片机，采用MODBUS通信协议进行通信。

在软件方面应用了PID算法和ModBus通信协议对系统进行运算及远程控制。

在选取控制算法的过程中，我们对模糊控制和PID控制进行了比较。