工程思想——继电器特性抖动处理

前言：之前带同学做题时候发现高中技术选考中总会有一个题，考到对继电器特性的抖动处理。包括自己做工程时候，也会遇到这样的问题。嵌入式中经常会涉及到一些信号，而这些信号往往不是一个稳定的值，会产生一些不可避免的抖动，接下来对这个问题做个记录。

1. 基础功能

假设现在需要完成一个洗碗机的控制系统，洗碗的水要求用热水。现对水箱用继电器控制加热棒加热，并用温敏电阻测量水箱温度。要求在水箱温度小于65℃时，继电器吸合，加热棒开通，加热水箱水；在水箱温度大于等于65℃时，继电器断开，停止加热。

2. 遇到问题

在理想状态下，温度数据为平滑变化时，满足<65℃，继电器开通；>=65℃时，继电器断开。但在实际情况下，由于温敏电阻检测温度的误差以及MCU温度AD转化的误差，会在一个特殊时刻，检测到的温度一直在65℃左右浮动。此时继电器开关频率过高，一直不停断开吸合，控制系统极不稳定。

3. 问题解决

实践中发现，虽然实际温度会一直在某个温度点附近跳变，但跳变的范围不会大，比如：在65℃附近跳变数值不会到70℃。因此可以采用如下做法：

温度上升过程：温度<65℃，水箱加热；但温度升>=70℃时，停止加热
温度下降过程：当温度在70℃回降时，温度<65℃，停止加热。

即在65℃~70℃的温度范围内，对继电器的状态控制，取决于继电器之前的状态。

3.1 软件实现

/*
ret:是否加热标志
Target:目标加热温度
delt：滞环温度允许范围
actual:实际测量温度
heatTube:上一次加热棒打开标志
*/
uint8_t HeatingTemp(uint8_t Target,uint8_t delt,uint8_t actual,uint8_t heatTube)
{uint8_t ret = 0;if(actual < Target)  ret = 1;  //低于目标温度打开加热棒else if(actual > Target + delt)   ret = 0;  //高于目标温度断开else ret = heatTube;   //中间温度，加热 状态和上一次加热棒状态相同return ret;
}

软件代码类似于滞环的实现，它的优点是便于实现，系统稳定性强。但他同时也受到两点限制：

给定数据变化快慢
开关区间大小

若上述温度给定数据的变化很快，范围大于给定开关区间大小delt，还是会产生开关频率过高的效果。

多说一些：目前为止遇到的类似问题有：对温度的加热控制，以及类似手机上的充电电量格显示，还有光耦的去抖处理。