事情是这样的。
家里老人做饭容易忘了关火，太危险了，所以就想做一个这样的定时开关。预计实现两个功能：
1.可定时关火；
2.可定时关小火。
同时，不影响手动功能！效果如下图所示：
小编看完只想表示：居然真的完全不影响手动啊？！这，具体咋设计的啊？
一、硬件设计部分
原理图
PCB图
1.工作原理
根据位置传感器，确定燃气开关位置；根据定时器设定时间和燃气开关位置控制电机转动，并在指定位置停止；关闭状态会开启单片机低功耗模式。
2.选型方案
主控芯片：PY32f002a时间显示：TM1650+0.28寸三位共阴极数码管电机控制：YX-1818AM时间设定：EC11编码器位置传感器：CC6207霍尔传感器以上芯片元件的原理这里就不在赘述了，大家可以网上查阅手册。
3.单片机控制的管脚
总共需要引脚12个：
W_1,W_2,W_3位置传感器3个，分别对应点火开关的关闭，小火以及电机初始位置TM1650控制信号2个：模拟SCL、SDAEC11输出管脚3个 ：KEY_A,KEY_B,KEY_CYX-1818AM控制信号2个：MOTOR_1A,MOTOR_1BMOS关电源控制（配合低功耗模式降低外围电路功耗）1个：PA3信号LED管脚1个：PA4二、软件设计部分本章节将说明——3个设计思路+主程序分享（附注释）。
1.如何实现定时功能呢？
我采用的通用定时器16，把它设定为1分钟中断一次，然后找两个变量，TIMER1控制关火时间，TIMER2控制调小火时间，中断发生就 TIMER1--；TIMER2--；这样就可以根据设定的TIMER1,TIMER2大小来调整两个时间的长短。
关小火是可以选择的功能，所以为了省事，这里把TIMER2变量初始化为999了，如果有需要再调小TIMER2即可。
2.显示倒计时的逻辑是什么？
因为有两个时间可设定，所以用EC11的按键功能进行切换，并用led的亮灭来指示目前显示的是什么时间。
默认启动显示为TIMER1，默认值30分钟，显示TIMER1的时候，指示灯熄灭状态，按以下EC11，显示TIMER2,同时指示灯亮起。
另外为了监视电量，需要启用单片机的内部电源监控通道。由于我使用的是1s锂电，当电压低于3v时，每秒显示一次blo
3.关于位置监控
我设置了三个位置传感器。其中：
W1是控制芯片的低功耗模式启动关闭，同时控制mos管启动关闭外围电路W2是关小火的位置指示W3是电机初始位置传感器，不论是关小火还是关闭燃气开关，操作完成后电机都要回到初始位置。这三个传感器的输入引脚都要设定为外部触发中断模式。
4.主程序&注释
下面是主程序，其余的代码就不贴了，有兴趣的直接去看附件的源码吧，编程水平有限，轻拍。下面的代码我让kimi帮我整理了一下，顺便写了下注释：
int main(void){ /* 初始化EC11计数值 */ EC11_COUNT = 0; /* 初始化HAL库 */ HAL_Init(); /* 配置ADC */ APP_ADCConfig(); /* 配置系统时钟 */ APP_SystemClockConfig(); /* 使能GPIOA、B、F的时钟 */ __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); /* 初始化EC11引脚 */ EC11_PIN_INIT(); /* 初始化TIM16 */ TIM16Config(); /* 初始化LED */ MYLED_Init(); /* 初始化I2C引脚 */ I2C_PIN_INIT(); /* 配置外部中断 */ Configure_EXTI(); /* 初始化W1和W3的外部中断 */ W1_W3_EXTIConfig(); /* 初始化CC6207相关的GPIO */ GPIO_CC6207_INIT(); /* 初始化电机控制相关的GPIO */ MOTOR_GPIO_INIT(); /* 初始化TM1650显示驱动 */ TM1650_INIT(); /* 设置TM1650进入睡眠模式 */ TM1650_SET(SYS_ADD, SYS_SLEEP); /* 主循环 */ while (1) { /* 获取当前时间 */ TIME = HAL_GetTick(); /* 重新初始化TM1650 */ TM1650_INIT(); /* 启动ADC转换 */ HAL_ADC_Start(&hadc); /* 等待ADC转换完成 */ HAL_ADC_PollForConversion(&hadc, 1000000); /* 获取ADC值 */ adc_value = HAL_ADC_GetValue(&hadc); /* 计算VCC电压 */ T_VCC = (4095 * 1.2) / adc_value; /* 如果电池电压低于3V，显示电池电量低的提示 */ if (T_VCC < 3) { /* 每秒钟切换显示电池电量低的提示和当前计时 */ if ((TIME % 2000) < 1000) { TIM1650_DIS(ADD1, 10); // 显示'B' TIM1650_DIS(ADD2, 11); // 显示'L' TIM1650_DIS(ADD3, 12); // 显示'O' } else { /* 根据DSP_FLAG显示TIMER1或TIMER2的值 */ if (DSP_FLAG) { TIM1650_DIS(ADD1, TIMER1 / 100); TIM1650_DIS(ADD2, (TIMER1 / 10) % 10); TIM1650_DIS(ADD3, TIMER1 % 10); } else { TIM1650_DIS(ADD1, TIMER2 / 100); TIM1650_DIS(ADD2, (TIMER2 / 10) % 10); TIM1650_DIS(ADD3, TIMER2 % 10); } } } else { /* 如果电池电压正常，显示正常计时 */ if (DSP_FLAG) { TIM1650_DIS(ADD1, TIMER1 / 100); TIM1650_DIS(ADD2, (TIMER1 / 10) % 10); TIM1650_DIS(ADD3, TIMER1 % 10); } else { TIM1650_DIS(ADD1, TIMER2 / 100); TIM1650_DIS(ADD2, (TIMER2 / 10) % 10); TIM1650_DIS(ADD3, TIMER2 % 10); } } /* 如果W1为高电平，且TIMER1为0，则启动电机向前运行 */ if (W1 == 1 && TIMER1 <= 0) { MOTOR_FORWARD(); } /* 如果W1为低电平，W3为高电平，则使电机向后运行 */ if (W1 == 0 && W3 == 1) { for (int i = 0; i < 60000; i++); // 延时 不知道啥原因使用hal_delay就会影响进入低功耗，所以用了个空循环代替。这个延时主要是为了给马达一个缓冲时间，不要马上反转 MOTOR_BACKWARD(); } /* 如果W1和W3都为低电平，则停止电机并进入低功耗模式 */ if (W1 == 0 && W3 == 0) { MOTOR_STOP(); TM1650_SET(SYS_ADD, SYS_SLEEP); TIMER1 = 30; // 关闭TM1650、W2、W3的电源 HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_All, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_PIN, GPIO_PIN_SET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_All, GPIO_PIN_RESET); HAL_GPIO_WritePin(GPIOF, GPIO_PIN_All, GPIO_PIN_RESET); PWR_STOP_MODE(); // 进入低功耗模式 } /* 如果TIMER2为0且TIMER1大于0，则执行特殊操作 */ if (TIMER2 <= 0 && TIMER1 > 0) { TIMER2 = 0; while (TIMER2_FLAG == 0) { MOTOR_BACKWARD(); // 电机向后运行 } if (TIMER2_FLAG == 1) { while (W3 == 1) { MOTOR_FORWARD(); // 电机向前运行 } MOTOR_STOP(); // 停止电机 TIMER2 = 999; // 重置TIMER2 } } }}三、外壳及机械设计设置了自动控制，却想不影响手动功能？
机械设计就是关键！
这是我想了很久，突然灵光一闪的方案——我将传动改为了上下传动。并用FreeCAD设计了一下机械结构，下面同通过截图简单说明一下：
图里最大的两个是外壳和上盖，下面还有个方形的，是外挂的电池盒。电池盒自己用砖头在两侧开个螺丝孔，用螺丝拧在外壳上就行。
那，外壳里的零件起到什么作用呢？有啥设计巧思？
右边翠绿色的是一个N20的减速电机，选3v的，减速比越大越好，我这个每分钟大概是40转的。
左边的是上下两层设计的主齿轮和负责带动主轴转动的从动轮。从动轮的中间有个3mm的圆孔，内嵌一个3mm直径的钕磁铁。主齿轮上有个凸台，凸台的侧面也内嵌一个3MM直径的钕磁铁。中心轴是用来联接灶台旋转轴和原旋转按钮的，外径为六边形设计，从而可以被主轴带动。主齿轮中孔是圆形的，所以不会影响主齿轮的运转，从而手动控制不会受到影响。
目前图上还可以看到从动轮凸起指向的方向就是W1传感器安装的地方，下面外壳上的两个方形柱子是W2,W3传感器安装的位置。我是直接用胶把这三个传感器粘在外壳上的。
放在燃气灶上，隔热问题怎么考虑？
因为我是3d打印的，所以外壳前面设计成了双层，主要为了增加个空气隔热仿制内层变形，同时最外层也可以贴一层锡箔纸或者防火胶带来进一步隔热。
下面就是安装好后内部的样子：
低功耗时的待机电流：
【正文完】
关注我，看一手优质开源项目
