郑慧珍

(漳州职业技术学院 电子工程学院，福建 漳州 363000)

随着人们生活节奏的加快，全智能化的家电占据了家电市场的绝大多数份额，是我国乃至世界重要的经济增长点之一。传统的电热水壶，采用双金属片作为感温器件。水加热接近或者达到沸点时，双金属片受热变形，断开开关，达到控温的效果。这种电热水壶温度控制点不确定，有可能在还未充分煮沸的情况下停止加热。干烧保护反应速度慢、无法及时断开电源，无人看守时存在火灾的隐患。加热功率不可控，导致煮沸时飞溅时有发生，增加了烫伤的风险。内部无智能化设计，加水、烧水等所有环节，均需要手动控制。[1]针对上述问题，设计了一种以STM8单片机为核心的电热水壶装置。采用可控硅控制加热开启关闭，调节加热功率，实现防飞溅、保温等功能。采用微型隔膜泵和步进电机，控制水龙头自动对准加水孔并加水。引入了多个PID控制环路，安全可靠地控制隔膜泵、步进电机和晶闸管等部件。

1 基本原理

采用STM单片机作为控制核心，对显示、加热、加水、检测等单元进行控制。该芯片具有丰富的IO口。各IO口复用了各种强大的功能，例如UART串口、I2C接口、SPI接口、AD转换端口和PWM输出。由于其价格低廉，且技术成熟，工作稳定，被广泛地应用到家电产品中。整机电路框图如图1所示。交流市电输入，通入AC-DC开关电源模块，将其降压为12 V的直流电源。再通过DC-DC电路，转换为纹波更小的5 V电源，为单片机等芯片供电。

图1 电路结构示意图