智能自控排煙器控制系統(tǒng)

1、目錄摘要1Abstract2引言31.系統(tǒng)基本原理方案設(shè)計(jì)51.1基本設(shè)計(jì)原則51.2控制系統(tǒng)方案選擇51.3智能排煙器系統(tǒng)的整體布局51.4功能原理分析62.氣敏傳感器的選擇及信號(hào)采集放大電路62.1 氣敏傳感器的選擇72.1.1電阻型半導(dǎo)體氣敏材料的導(dǎo)電機(jī)理82.1.2 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器的結(jié)構(gòu)82.1.3氣敏器件的基本特性92.1.4帶有溫度補(bǔ)償氣敏傳感器電路的設(shè)計(jì)92.2信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì)93.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)103.1微處理器的選擇103.2 A/D轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計(jì)133.2.1ADC0809主要技術(shù)指標(biāo)143.2.2 ADC0809功能介紹和硬件接口電路153.3系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路

2、設(shè)計(jì)173.4電動(dòng)機(jī)的選擇184.軟件程序設(shè)計(jì)194.1程序語(yǔ)言與內(nèi)存劃分194.2 程序主要模塊和匯編語(yǔ)言編程205.控制系統(tǒng)總電路21結(jié)束語(yǔ)23參考文獻(xiàn)23致謝24附錄25 ContentsIntruduction11. Total programme design51.1 Design philosophy51.2 The option of control system 51.3 The ware control systematic whole of smoke evacuation layou51.4 The analysis of function and principle62

3、. The option of angry quick sensor and enlarge circuit62.1 The option of angry quick sensor72.1.1 Conductive mechanism of resistance type semiconductor material82.1.2 The resistance structure of type semiconductor angry quick sensor82.1.3 The basic property of angry quick device92.1.4 Compensate wit

4、h temperature of hysteresis comparator92.2 Signal collection is enlarged the design of circuit93. Systematic hardware design103.1 The option of tiny processor103.2 The design of the conversion interface circuit of A/D133.2.1ADC0809 major technical indexes143.2.2 ADC 0809 function introduction and ha

5、rdware interface circuit153.3 Systematic drive the design of circuit173.4 Choice of the motor184. Systematic software design194.1 The partition of memory and program language194.2.Major program modular and programme of assembly language205. The whole electric picture of control system21conclusion23B

6、ibliography 23Acknowledgement24Appendix25智能自控排煙器控制系統(tǒng)作者：XXX 指導(dǎo)教師：XX 副教授摘要 當(dāng)前的抽油煙機(jī)系統(tǒng)主要采用了傳統(tǒng)的電路系統(tǒng)，并且是手動(dòng)的。這種系統(tǒng)不能迅速而又有效地排除油煙，且風(fēng)扇的安裝位置受到限制，工作噪聲大。本論文所設(shè)計(jì)的抽煙器系統(tǒng)采用了一種新型的智能傳感器135，用單片機(jī)作為控制系統(tǒng)，可以解決目前抽煙器系統(tǒng)存在的不足問(wèn)題。本論文對(duì)智能傳感器電路的工作原理，硬件組成，軟件設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的論述456。該設(shè)計(jì)方案是經(jīng)過(guò)大量的科學(xué)調(diào)研及現(xiàn)場(chǎng)考察制定的。論文的內(nèi)容包括：傳感器的選擇，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)軟硬件的合理設(shè)計(jì)及匹配等設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的硬件

7、采用了模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括采樣模塊，CPU主控模塊，A/D轉(zhuǎn)換模塊，和電極驅(qū)動(dòng)等幾個(gè)部分組成。在軟件設(shè)計(jì)中力求程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，運(yùn)用子程序的設(shè)計(jì)和調(diào)用，使程序設(shè)計(jì)有易擴(kuò)展，可移植等優(yōu)點(diǎn)111213。本系統(tǒng)可以有效地解決油煙不能及時(shí)排盡的難題，且系統(tǒng)體積小，降低噪聲等優(yōu)點(diǎn)，會(huì)獲得良好的社會(huì)效益。關(guān)鍵詞： 智能 傳感器 單片機(jī) 模塊結(jié)構(gòu) Intelligent Exhaust Smock Machine Control SystemAuthor: XX Director :XX TutorAbstract：Current take out lampblack machine system have

8、adopted the circuit system of tradition mainly, and is by hand. This kind of system can not quick and remove lampblack efficiently, just the installation location of fan get restriction, working noise big.This paper design smoke ware system have adopted a kind of new intelligent sensor, is control s

9、ystematic with single flat machine, may solve now smoke the insufficient problem of ware systematic existence. This paper has made detailed exposition for software design, hardware composition and the working principle of intelligent sensor circuit.This design scheme is established via plenty of sci

10、entific investigations and the investigation on-the-spot. The content of paper includes: the option of sensor, realize the reasonable design of control systematic software and hardware and match wait for design. Systematic hardware has adopted modular structural design. Including sampling modular ma

11、inly, CPU God control modular and the conversion modular of A/D, wait for some partial compositions with electrode drive. Making great effort programming in software design simple, utilize the design of subprogram with use, make programming have easy development, may transplant wait for advantage. T

12、his system may solve lampblack efficiently can not get typeset in time let baffling problem, just systematic volume little, reduce noise etc. advantage, can get good social benefit. Keyword: intelligent, single chip, sensor, modular structure引言油煙，不僅對(duì)室內(nèi)墻壁、家具或飾物等物的污染能力是眾所周知的，還對(duì)人造成嚴(yán)重危害?？茖W(xué)家指出，油脂經(jīng)過(guò)反復(fù)高溫煎炸

13、可發(fā)生熱氧化、熱分解、熱聚合等一系列反應(yīng)，產(chǎn)生許多有害的物質(zhì)。這些分解產(chǎn)物有的毒性很大，有的可能有致癌作用。研究證明：深度氧化的油脂對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的肝、肺、腎臟等具有危害。更有數(shù)據(jù)指出，婦女癌癥約有50%的幾率來(lái)自廚房油煙的影響。家庭主婦下廚時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，吸入大量的如丙乙醛等有毒氣體，可能會(huì)產(chǎn)生中毒，表現(xiàn)為心跳變慢，呼吸不暢，血壓升高等癥狀。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，中國(guó)絕大多數(shù)家庭婦女不吸煙，但她們卻是癌癥的高發(fā)人群，這與吸入的油煙有一定的關(guān)系。吸入油煙對(duì)健康人和慢性支氣管炎人肺功能有明顯的影響，表現(xiàn)為PEFR、V76、V25均明顯下降，慢性支氣管炎組FVC、FEV1也明顯降低，吸入者表現(xiàn)咳嗽、胸悶、氣短等癥狀，說(shuō)

14、明油煙對(duì)氣道有強(qiáng)烈的刺激作用，使氣道收縮，呼吸阻力增加。同時(shí)我國(guó)至今還有不少家庭做飯依靠燃煤球或煤塊，煤燃燒時(shí)逸出的二氧化碳等有害氣體也有致癌作用。有的家庭主婦處于“雙管齊下”的毒害中，自然就更加容易得肺癌。另外，醫(yī)學(xué)界還發(fā)現(xiàn)家庭主婦易衰老，易患心血管病、腦血管病、消化道疾病（如直腸病等）。經(jīng)科學(xué)家研究證明，所有的這些疾病都與油煙有一定的關(guān)系的。 從上個(gè)世紀(jì)80年代末發(fā)展至今，我國(guó)的城市居民人均居住使用面積已經(jīng)從不到10平米提高到了18平米左右，并且還在以每年5%左右的增長(zhǎng)幅度保持繼續(xù)增長(zhǎng)。與此同時(shí)，我國(guó)城市居民的可支配收入也在穩(wěn)步上升。2003年1-3季度城市居民人均可支配收入6347元，比

15、去年同期增長(zhǎng)9.5%，扣除物價(jià)因素，實(shí)際增長(zhǎng)9.0%。人均消費(fèi)性支出4844元，比去年同期增長(zhǎng)7.2%，扣除物價(jià)因素，實(shí)際增長(zhǎng)6.7%。而且據(jù)統(tǒng)計(jì)，用于家庭居住方面的支出增長(zhǎng)速度明顯高于全部消費(fèi)支出增長(zhǎng)速度，粗略統(tǒng)計(jì)在5年之內(nèi)將會(huì)有3000萬(wàn)家庭為裝修新家而進(jìn)行家居電器消費(fèi)，按照1萬(wàn)元每戶(hù)的保守價(jià)格，呈現(xiàn)出的是一個(gè)3000億元的巨大家電消費(fèi)市場(chǎng)。從以上數(shù)據(jù)充分說(shuō)明本論文所設(shè)計(jì)的智能排煙器控制系統(tǒng)是有一定的市場(chǎng)的，隨著人們?cè)谏钏礁鞣矫娴奶岣撸厝粫?huì)買(mǎi)更先進(jìn)的家用電器來(lái)保障人們的健康。但目前的排煙器系統(tǒng)，還不能及時(shí)快速地使油煙排盡，從而油煙滯留在室內(nèi)，對(duì)人造造成了危害。并且噪聲過(guò)大，給人們?cè)斐?/p>

16、生活不便。而且排煙器系統(tǒng)還不是智能型的，對(duì)迅速而有效地排除油煙有一定的障礙作用。 本論文所設(shè)計(jì)的排煙器，克服了上述缺點(diǎn)的不足。采用智能型的控制系統(tǒng)，使傳感器隨時(shí)處于待工作狀態(tài)。采用管道吸入改變流速的原理，因此油煙排盡率高。排煙筒較長(zhǎng)，能抵御自然風(fēng)的倒灌，在大風(fēng)的天氣下使用，更顯其卓越的排煙優(yōu)點(diǎn)。而且安全性高，不用人工操作；噪聲小，沒(méi)有噪聲污染；占地空間小。1.系統(tǒng)基本原理方案設(shè)計(jì) 系統(tǒng)基本原理方案是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的依據(jù)，也是貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的靈魂線(xiàn)，它的好壞直接關(guān)系到整個(gè)方案的成敗。在其設(shè)計(jì)上要經(jīng)過(guò)查詢(xún)考證、深思熟慮、反復(fù)推敲，有時(shí)離不開(kāi)大量的實(shí)驗(yàn)，最后再比較幾種選定方案而得出的。1.1基本設(shè)計(jì)

17、原則對(duì)于智能排煙器控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，要遵循這樣的設(shè)計(jì)原則：（1）首先滿(mǎn)足廚房，餐飲業(yè)等地方室內(nèi)空間油煙濃度低的要求，具有迅速排除油煙的要求。（2）吸收國(guó)內(nèi)外排煙器的新技術(shù)，采用新原理、新結(jié)構(gòu)、新工藝，使用可靠并能降低電能損耗。1.2控制系統(tǒng)方案選擇控制系統(tǒng)在整個(gè)智能排煙器控制中的地位是至關(guān)重要的，它控制著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，是系統(tǒng)是否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。選用的控制系統(tǒng)是否合理是關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。為此必須慎重地選擇控制系統(tǒng)。當(dāng)前對(duì)抽煙器控制系統(tǒng)的方案主要有以下三種。1.手動(dòng)控制方式所謂的手動(dòng)控制方式，即人工操作按鈕，來(lái)控制電路的開(kāi)、斷。平常的家用電器都是用這種方式來(lái)控制的。這種控制方式，電

18、路相對(duì)簡(jiǎn)單，操作方便。但只是靠人工嗅覺(jué)來(lái)感覺(jué)油煙的濃度，不能及時(shí)地開(kāi)動(dòng)排氣扇排除油煙。若開(kāi)動(dòng)排氣扇時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則浪費(fèi)電能。2.智能控制方式所謂的智能控制方式，即自動(dòng)控制方式，抽油煙器控制系統(tǒng)自動(dòng)感應(yīng)油煙的濃度，當(dāng)室內(nèi)油煙高于一定的濃度時(shí)，自動(dòng)接通電路，開(kāi)動(dòng)排氣扇排除油煙；當(dāng)油煙低于一定的濃度時(shí)，自動(dòng)關(guān)斷電路。這些過(guò)程不需要任何的人工操作，全部自動(dòng)進(jìn)行。3.手動(dòng)控制與智能控制方式所謂的手動(dòng)控制與智能控制方式，即同時(shí)具有手動(dòng)和智能控制兩種控制方式。即可人工操作，也可自動(dòng)控制。經(jīng)過(guò)慎重地考慮、科學(xué)地論證和實(shí)驗(yàn)，本論文采用了第三種方案；并用單片機(jī)作為控制系統(tǒng)的核心部分，來(lái)控制著系統(tǒng)的運(yùn)行。選用單片機(jī)的好

19、處是：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制功能強(qiáng)、體積小、功耗低、價(jià)格低廉。兩種控制方式，既滿(mǎn)足了不同場(chǎng)合的需要，也滿(mǎn)足了不同人的需要和使用習(xí)慣。1.3智能排煙器系統(tǒng)的整體布局智能排煙器系統(tǒng)由氣敏傳感器、微控單元單片機(jī)、排氣扇、電機(jī)等組成。如圖1-1所示。其中傳感器整個(gè)硬件中最重要的組成部分，是系統(tǒng)是否成功的關(guān)鍵；微控單元是系統(tǒng)的軟件部分，控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，是系統(tǒng)是否正常工作的保證。31ECU42、1.氣敏傳感器 2.微控單元ECU 3.風(fēng)扇電機(jī) 4.風(fēng)扇圖1-1設(shè)計(jì)系統(tǒng)的整體布局1.4功能原理分析智能排煙器系統(tǒng)的工作原理是這樣的：傳感器隨時(shí)處于待工作狀態(tài)，當(dāng)室內(nèi)的油煙達(dá)到一定的濃度時(shí)，傳感器就會(huì)感應(yīng)到，將產(chǎn)生模擬量

20、信號(hào)，并將產(chǎn)生的模擬信號(hào)傳送到A/D轉(zhuǎn)換器；A/D轉(zhuǎn)換器接收到模擬信號(hào)后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)，并將數(shù)字信號(hào)輸送到單片機(jī)；單片機(jī)接受到信號(hào)后，將數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行處理，并將發(fā)出控制信號(hào)傳送到電機(jī)線(xiàn)路，把線(xiàn)路接通，使電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后帶動(dòng)排氣扇開(kāi)始工作。智能排煙器控制系統(tǒng)工作后，室內(nèi)的油煙濃度逐漸降低，當(dāng)室內(nèi)的油煙低于一定的濃度時(shí)，開(kāi)始定時(shí)15秒；15秒后，電機(jī)自動(dòng)切除線(xiàn)路，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而排氣扇也停止工作，一個(gè)工作過(guò)程就算是這樣完成了。傳感器接著等待進(jìn)入下一個(gè)工作過(guò)程。2.氣敏傳感器的選擇及信號(hào)采集放大電路 氣敏傳感器是構(gòu)成本智能測(cè)控系統(tǒng)最重要的物質(zhì)基礎(chǔ)之一。它的選擇對(duì)智能測(cè)控系統(tǒng)來(lái)言至關(guān)

21、重要。因?yàn)闅饷魝鞲衅魈幱跍y(cè)控系統(tǒng)的前沿，其質(zhì)量和性能的好壞直接影響著整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。信號(hào)采集放大電路也是非常重要，把微弱的信號(hào)放大后的信號(hào)質(zhì)量的高低，也是影響著整個(gè)控制系統(tǒng)135。2.1 氣敏傳感器的選擇傳感器是一種轉(zhuǎn)換器件，它以一定的精度將被測(cè)非電量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系并易于測(cè)量的電量。它一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和信號(hào)調(diào)節(jié)電路三部分組成。其一般框圖形式如圖2-1所示。輸出量被測(cè)量信號(hào)調(diào)節(jié)電路轉(zhuǎn)換元件敏感元件電量（非電量）輔助電源圖2-1 傳感器組成框傳感器的主要技術(shù)指標(biāo)有：線(xiàn)性度、靈敏度、遲滯性、重復(fù)性與分辨率。在選擇傳感器時(shí)，不必要求這幾項(xiàng)指標(biāo)是最優(yōu)，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，在保證主要性

22、能指標(biāo)滿(mǎn)足要求的前提下，使整個(gè)系統(tǒng)性?xún)r(jià)比達(dá)到最優(yōu)。本測(cè)控系統(tǒng)采用陶瓷氣敏傳感器TGS821系列。陶瓷氣敏傳感器TGS821如圖2-2所示：VC為調(diào)節(jié)元件電源，最大為24V；VH為輔助電源。大小為5V；RL可變?yōu)樾盘?hào)調(diào)節(jié)電阻。由于傳感器電阻發(fā)生了變化，負(fù)載電阻的輸出電壓也發(fā)生可變化。VRL和RL的關(guān)系可用下式表示： VRL=(RLVC)/（RS+RL） 氣敏傳感器是用來(lái)測(cè)量氣體類(lèi)別、濃度和成分的傳感器。由于氣體種類(lèi)繁多、性質(zhì)各不相同，不可能用一種傳感器來(lái)檢測(cè)所有類(lèi)別的氣體，因此能實(shí)現(xiàn)氣-電轉(zhuǎn)換的傳感器種類(lèi)很多。按構(gòu)成氣敏傳感器材料可分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類(lèi)。目前使用最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器。本

23、論文選用的陶瓷氣敏傳感器TGS821是半導(dǎo)體氣敏傳感器。半導(dǎo)體氣敏傳感器按照半導(dǎo)體與氣體的相互作用只在其表面，還是在內(nèi)部，可分為表面控制型和體控制型兩類(lèi)。按照半導(dǎo)體變化的物理性質(zhì)，有可電阻型和非電阻型。本論文采用了電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器。圖2-2氣敏傳感器TGS821基本連接電路半導(dǎo)體氣敏傳感器按照半導(dǎo)體與氣體的相互作用只在其表面，還是在內(nèi)部，可分為表面控制型和體控制型兩類(lèi)。按照半導(dǎo)體變化的物理性質(zhì)，有可電阻型和非電阻型。本論文采用了電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器。2.1.1電阻型半導(dǎo)體氣敏材料的導(dǎo)電機(jī)理半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用導(dǎo)體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化而制成的。當(dāng)半導(dǎo)體器件被

24、加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時(shí)，被吸附的分子首先在表面物性自由擴(kuò)散，失去運(yùn)動(dòng)能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而化學(xué)吸附在吸附處。當(dāng)半導(dǎo)體的功函數(shù)小于吸附分子的親和力，則吸附分子將從器件奪得電子而變成負(fù)離子吸附，半導(dǎo)體表面呈現(xiàn)電荷層。如果半導(dǎo)體的功函數(shù)大于吸附分子的離散能，吸附分子將向器件釋放出電子，而形成正離子吸附。具有正離子吸附傾向的氣體被稱(chēng)為還原型氣體或電子供給型氣體。當(dāng)氧化型氣體吸附到N型半導(dǎo)體，還原型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上時(shí)，將使半導(dǎo)體載流子減少，而使電阻值增大。當(dāng)還原型氣體吸附到N型半導(dǎo)體上，氧化型氣體吸附到P型半導(dǎo)體上時(shí)，則載流子增多，使半導(dǎo)體電

25、阻值下降。而使電阻值增大。2.1.2 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器的結(jié)構(gòu) 氣敏傳感器通常由氣敏元件、加熱器和封裝體等三部分組成。氣敏元件從制造來(lái)分有燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型三類(lèi)。加熱器的作用是將附著在敏感元件表面上的塵埃、油霧等燒掉，加速氣體的吸附，提高其靈敏度和響應(yīng)速度。加熱器的溫度一般控制在200400左右。加熱的方式一般有直熱式和旁熱式兩種。因而形成了直熱式和旁熱式氣敏元件。直熱式結(jié)構(gòu)的氣敏傳感器的優(yōu)點(diǎn)是制造工藝簡(jiǎn)單、成本低、功耗小，可以在高壓回路中使用。它的缺點(diǎn)是熱容量小，易受環(huán)境氣流的影響，測(cè)量回路和加熱回路沒(méi)有隔離而相互影響。旁熱式結(jié)構(gòu)的氣敏傳感器克服了直熱式結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，使測(cè)量極和加熱極分

26、離，而且加熱絲不與氣敏材料接觸，避免了測(cè)量回路和加熱回路的相互影響；器件熱容量大，降低了環(huán)境溫度對(duì)加熱溫度的影響，所以這類(lèi)結(jié)構(gòu)器件的穩(wěn)定性、可靠性比直熱式的好。本論文選用的TGS821氣敏傳感器采用旁熱式結(jié)構(gòu)。2.1.3氣敏器件的基本特性圖 2-3 SnO2氣敏電阻溫濕特性SnO2氣敏元件易受環(huán)境溫度和濕度的影響，圖2-3給出了SnO2氣敏元件受環(huán)境溫度、濕度影響的綜合特性曲線(xiàn)。2.1.4帶有溫度補(bǔ)償和比較器的氣敏傳感器電路的設(shè)計(jì)氣敏傳感器電阻隨溫度的變化可以應(yīng)用具有相似溫度特性的熱敏電阻來(lái)補(bǔ)償。圖2-4給出了一個(gè)連接在橋式電路上氣敏傳感器的溫度補(bǔ)償電路，電路中還接入滯后比較器。信號(hào)大小用可變

27、電阻RP1調(diào)節(jié)。當(dāng)加在反向輸入端的電壓超過(guò)閥值電壓的上限時(shí)，輸出設(shè)在低電平水平。在電壓加載到反向輸入端之前，其電壓低于閥值電壓時(shí)，將輸出端設(shè)置在高電平水平。2.2信號(hào)采集放大電路的設(shè)計(jì)因?yàn)闅饷魝鞲衅鞑杉臍怏w濃度信號(hào)是很弱的，不能直接進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，因此需要對(duì)模擬電信號(hào)進(jìn)行放大處理。本放大電路中采用低漂移、低噪聲的運(yùn)算放大器OP07。信號(hào)采集放大電路如圖2-5所示：TGS821測(cè)得電流信號(hào)輸入至OP07放大，室內(nèi)油煙濃度信號(hào)放大后輸入至A/D轉(zhuǎn)換模塊中ADC0809的IN0通道。圖 2-4 改進(jìn)后的氣敏傳感器圖2-5信號(hào)采集放大電路3.系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)硬件是指單片機(jī)本身及其外圍設(shè)備，是單片機(jī)控制系

28、統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，其結(jié)構(gòu)的合理、可靠與否，直接影響整個(gè)系統(tǒng)的性能，因此必須慎重選擇789。系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)（如圖3-1所示）主要由氣體濃度測(cè)量模塊、主控單元、A/D轉(zhuǎn)換模塊、和驅(qū)動(dòng)模塊等組成。圖3-1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框3.1微處理器的選擇 微處理器是整個(gè)測(cè)控系統(tǒng)的核心部件,它直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì),并對(duì)系統(tǒng)的功能、性?xún)r(jià)比以及研制周期起決定性作用。本控制系統(tǒng)的微處理器選用了8位單片機(jī)89C51,它是80C51微控制器系統(tǒng)的派生。89C51具有以下特點(diǎn)。1.CMOS制造工藝，功耗低，成本低廉。正常運(yùn)行電壓5V，速度可達(dá)33MHZ。片內(nèi)有128字節(jié)的RAM存儲(chǔ)器和4字節(jié)的EPROM存儲(chǔ)器，不擴(kuò)展存儲(chǔ)器可

29、滿(mǎn)足系統(tǒng)需要，可降低成本且提高系統(tǒng)抗干擾能力。2.擴(kuò)展性能好。具有4個(gè)8位I/O口，通過(guò)芯片外引腳構(gòu)成三總線(xiàn)結(jié)構(gòu)（地址總線(xiàn)AB、數(shù)據(jù)總線(xiàn)DB、控制總線(xiàn)CB）。RAM可擴(kuò)展到64K字節(jié)，另外具有片內(nèi)FLASH程序存儲(chǔ)器，同時(shí)含有2個(gè)外部中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口。89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線(xiàn)編程。3.可靠性高。芯片本身按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)，抗噪聲干擾強(qiáng)；運(yùn)行溫度范圍寬(-40-60)；允許電源波動(dòng)范圍大(5V20%)89C51芯片引腳排列如圖8所示。引腳按功能可分為：I/O口線(xiàn)、控制口線(xiàn)、電源和時(shí)鐘引線(xiàn)三部分。 1.I/O口（1）P0口：P0口是

30、一個(gè)8位雙向I/O口，可以寫(xiě)“”作高阻抗懸浮。也可以作多路轉(zhuǎn)換，在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié)，在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線(xiàn)，當(dāng)送“”，通過(guò)外部強(qiáng)上拉。（2）P1口：P1口是帶有內(nèi)部上拉的雙向I/O口。向P1口寫(xiě)1時(shí)，1口被內(nèi)部上拉為高電平，并且可以用作輸入口。當(dāng)作為輸入腳時(shí)，P1口管腳被外部拉低，因?yàn)橥獠可侠a(chǎn)生電流。（3）P2口：P2口是帶有內(nèi)部上拉的雙向I/O口，向P2口寫(xiě)“1”時(shí)，1口被內(nèi)部上拉為高電平，并且以用作輸入口，當(dāng)作為輸入口時(shí)，P2口管腳被外部拉低，因?yàn)橥獠可侠a(chǎn)生電流。在訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)時(shí)作地址的高字節(jié)（MOVXDPTR），當(dāng)向口送“1”時(shí)采用強(qiáng)內(nèi)

31、部上拉。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)位外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（MOVRI），P2口的內(nèi)容送到特殊功能寄存器中。圖3-2 89C51管腳排列（4）P3口：P3口是帶有內(nèi)部上拉的雙向I/O口，向P3口寫(xiě)“1”時(shí)1口被內(nèi)部上拉為高電平，并且以用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)，P3口管腳被外部拉低，因?yàn)橥獠可侠a(chǎn)生電流。89C51在P3口腳提供第二功能，它的第二功能定義如表3-2所示：表3-1 P3口第二功能I/O引腳第二功能 注釋P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7串行數(shù)據(jù)輸入口串行數(shù)據(jù)輸出口外部中斷0請(qǐng)求外部中斷1請(qǐng)求定時(shí)器/計(jì)數(shù)器0外部輸入定時(shí)器/計(jì)數(shù)器1外部輸入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選

32、通2.控制口線(xiàn)（1）程序存儲(chǔ)使能，讀外部程序存儲(chǔ)。當(dāng)從外部讀取程序時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次，在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)器有效，訪(fǎng)問(wèn)外部程序時(shí)無(wú)效。(2)：地址鎖存使能，在訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)時(shí)，輸出脈沖用來(lái)鎖存低地址的字節(jié)，在正常的情況下，輸出1/6的振蕩頻率可以當(dāng)作外部時(shí)鐘或定時(shí)，每訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)一個(gè)脈沖將被忽落。（3）/VPP外部尋址使能/可編程電壓，必須置低在訪(fǎng)問(wèn)整個(gè)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，如果為高時(shí)，將執(zhí)行內(nèi)部程序，除非程序計(jì)數(shù)器可以大于可以訪(fǎng)問(wèn)4K的器件，1FFFH可以訪(fǎng)問(wèn)8K的器件，3FFFH可以訪(fǎng)問(wèn)16K器件,7FFFH可以訪(fǎng)問(wèn)32K。該引腳在編程時(shí)接12編程電壓。（4）RESET：復(fù)位，當(dāng)晶振在運(yùn)行，只

33、要復(fù)位管腳出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期高電平即可復(fù)位，內(nèi)部帶電阻連接到VSS，僅需要一個(gè)外部電容接到VCC。當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，RESET還是備用電源輸入端，可以保證存儲(chǔ)在內(nèi)的信息不丟失。 3.電源和時(shí)鐘引線(xiàn) （1）VCC：電源端，接5V電壓。 （2）VSS：接地端。（3）XYAL1（XYAL2）：當(dāng)使用單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路時(shí)，這兩個(gè)用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容；XTAL1接地，XTAL2接外部時(shí)鐘源。4.復(fù)位電路及時(shí)鐘電路單片機(jī)應(yīng)該是一個(gè)最小應(yīng)用系統(tǒng)，但在這個(gè)最小系統(tǒng)中，仍有一些功能器件如晶體振蕩器、復(fù)位電路等無(wú)法集成到芯片內(nèi)部，因而需要在片外接相應(yīng)的電路。89C51通常采用電自動(dòng)復(fù)位和開(kāi)關(guān)復(fù)位兩種方式，本

34、系統(tǒng)選用上電復(fù)位電路，復(fù)位電路如圖3-3 （a）所示，在RC電路的充電過(guò)程中，RESET端出現(xiàn)正脈沖，RESET端保持10以上的高電平，單片機(jī)可有效復(fù)位。系統(tǒng)單片機(jī)的時(shí)鐘電路如圖3-3（b）所示：在XTAL1、XTAL2引腳上外接石英晶體和微調(diào)電容組成并聯(lián)諧振回路，外接兩個(gè)30Pf的諧振電容，選用6MHz的晶振。（a） 復(fù)位電路 （b）時(shí)鐘電路圖3-3 復(fù)位及時(shí)鐘電路3.2 A/D轉(zhuǎn)換接口電路設(shè)計(jì)在本控制系統(tǒng)中，測(cè)量對(duì)象是連續(xù)變化的模擬量油煙的濃度，輸入的模擬信號(hào)需要經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后送給89C51。本系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器選用了ADC0809，ADC0809是逐位逼近式CMOS的A/D轉(zhuǎn)換器，通常

35、都是以二進(jìn)制輸出的。ADC0809是28引腳雙列直插式封裝芯片。該芯片內(nèi)部由8位模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、電阻網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)狀電子開(kāi)關(guān)、逐次逼近寄存器、控制與時(shí)序電路、三態(tài)輸出鎖存器等組成。3.2.1ADC0809主要技術(shù)指標(biāo)1.轉(zhuǎn)換精度轉(zhuǎn)換精度反映實(shí)際A/D轉(zhuǎn)換器與理想A/D轉(zhuǎn)換器在量上的差值。一般用絕對(duì)誤差與相對(duì)誤差表示。由于理想A/D轉(zhuǎn)換器也存在著量化誤差，因此，實(shí)際A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度所對(duì)應(yīng)的誤差指標(biāo)不包括量化誤差。通常給出的轉(zhuǎn)換精度分項(xiàng)誤差指標(biāo)有（如圖3-4 所示）：偏移誤差、滿(mǎn)刻度誤差、非線(xiàn)性誤差、微分非線(xiàn)性誤差等。（1）偏移誤差：是指輸出為零，輸入不為零時(shí)的值。偏移誤差通常由

36、放大器的偏移電壓或偏移電流引起的，ADC0809不需要進(jìn)行零點(diǎn)校正。（2）滿(mǎn)刻度誤差：是指當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換器滿(mǎn)刻度時(shí)，輸出代碼對(duì)應(yīng)的實(shí)際輸入電壓與理想電壓值之差。滿(mǎn)刻度誤差一般由參考電壓、放大器放大倍數(shù)、電阻網(wǎng)絡(luò)誤差等引起。ADC0809不需要滿(mǎn)刻度校準(zhǔn)。（3）非線(xiàn)性誤差：是指實(shí)際轉(zhuǎn)換函數(shù)與理想直線(xiàn)的最大偏移。 圖3-4 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換精度分項(xiàng)誤差指標(biāo)2.分辨率與量化誤差分辨率是衡量A/D轉(zhuǎn)換芯片能分辯出的輸入模擬量最小變化程度的技術(shù)指標(biāo)。分辨率取決于A(yíng)/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)，ADC0809的分辨率為8位，即它輸出數(shù)據(jù)可用28個(gè)二進(jìn)制進(jìn)行量化。用百分率表示為： 1/2N100%=1/28100%=1

37、/256100%=0.391%量化誤差（如圖3-5所示）是由于A(yíng)/D轉(zhuǎn)換器有限字長(zhǎng)的數(shù)字量對(duì)輸入模擬量進(jìn)行離散取樣而引起的誤差，其大小在理論上為一個(gè)單位的分辨率。該量表示A/D轉(zhuǎn)換器所能辨認(rèn)的最小數(shù)字量，量化誤差和分辨率是統(tǒng)一的，提高分辨率可以減少量化誤差。圖3-5A/D轉(zhuǎn)換量化誤差4.轉(zhuǎn)換率與轉(zhuǎn)換時(shí)間轉(zhuǎn)換率是指A/D轉(zhuǎn)換器在每秒鐘所能完成的轉(zhuǎn)換次數(shù)。這個(gè)指標(biāo)也可以表述為轉(zhuǎn)換時(shí)間，即A/D轉(zhuǎn)換器從啟動(dòng)到得到轉(zhuǎn)換結(jié)果所需要的時(shí)間，兩者互為倒數(shù)。ADC0809的轉(zhuǎn)換時(shí)間為100。5.滿(mǎn)刻度范圍滿(mǎn)刻度范圍是指A/D轉(zhuǎn)換器所允許輸入的電壓范圍。實(shí)際A/D轉(zhuǎn)換器的最大輸入值總比滿(mǎn)刻度值小1/2n（n為轉(zhuǎn)

38、換器位數(shù)）。3.2.2 ADC0809功能介紹和硬件接口電路 ADC0809各個(gè)部分功能大致如下：地址鎖存與譯碼器控制8位模擬開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)8路模擬信號(hào)的選擇。8個(gè)模擬輸入端能接收8位模擬信號(hào)，但相對(duì)某一時(shí)刻只能選擇其中的一路進(jìn)行轉(zhuǎn)換。樹(shù)狀開(kāi)關(guān)與256R電阻網(wǎng)絡(luò)一起構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換電路，產(chǎn)生與逐次逼近寄存器中的二進(jìn)制數(shù)字量對(duì)應(yīng)的反饋模擬電壓，送至比較器，與輸入模擬電壓進(jìn)行比較。比較器的輸出結(jié)果和控制與時(shí)序電路的輸出一起控制逐次逼近寄存器中的數(shù)據(jù)從高位至低位變化，依次確定各位的值，直至最低位被確定為止。在轉(zhuǎn)換完成后，轉(zhuǎn)換結(jié)果送到三態(tài)輸出緩沖器。當(dāng)輸出允許信號(hào)OE有效時(shí)，選通輸出緩沖器，輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。

39、A/D轉(zhuǎn)換的硬件接口電路設(shè)計(jì)如圖3-6所示。引腳功能介紹與電路說(shuō)明如下：1.ADC0809 的引腳功能 : ADC0809 共有28個(gè)引腳，28個(gè)引腳功能如下：（1）IN0-IN7 ：8路模擬電壓輸入端。（2）ADDA，ADDB，ADDC ：模擬輸入通道的地址選擇線(xiàn)。當(dāng)CAB=000時(shí)，選中IN0通道；CBA=001時(shí)，選中IN1通道，依次類(lèi)推，當(dāng)CBA=111時(shí)，選中IN7通道。圖3-6 ADC0809接口電路（3）ALE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。該端接高電平時(shí)有效，僅當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)，才能將地址信號(hào)鎖存，經(jīng)譯碼后選中一個(gè)通道為信號(hào)輸入通道。（4）START：?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)換脈沖輸入端。該端所加信號(hào)的

40、上升沿將所有內(nèi)部寄存器清0，下降沿開(kāi)始進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。（5）CLK：時(shí)鐘脈沖輸入端。（6）D7-D6：數(shù)據(jù)輸出端，D7為高位。（7）OE ：輸出允許端，高電平有效。該端為高電平時(shí)，打開(kāi)三態(tài)輸出緩沖器，輸出轉(zhuǎn)換結(jié)果。（8）REF（+）和REF(-):參考電壓正端和負(fù)端.2.ADC0809的邏輯真值表見(jiàn)表3-2表3-2 ADC0809被選模擬量數(shù)與地址的關(guān)系A(chǔ)DDCADDBADDA輸入通道 0 000111 1001100110101010 1IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN73.電路說(shuō)明由于A(yíng)DC0809沒(méi)有內(nèi)部時(shí)鐘電路，其時(shí)鐘信號(hào)CLK由單片機(jī)的地址鎖存允許信號(hào)ALE提供，由單片機(jī)

41、精振頻率為6MHZ，利用74LS04將其分頻為500MHZ滿(mǎn)足CLK信號(hào)低于640MHZ的要求。當(dāng)P2.7和同時(shí)有效時(shí)，以線(xiàn)選方式啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，同時(shí)選通ADC0809的ALE。鎖存器74LS373輸出的地址編碼送入到ADDC、ADDB、ADDA，本系統(tǒng)只有一路模擬信號(hào)需要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，只使用IN0輸入通道，由上表可以得到對(duì)應(yīng)ADDC、ADDB、ADDA，當(dāng)P2.7和RD同時(shí)有效時(shí)，輸出緩沖器打開(kāi)，單片機(jī)接收轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。為了減少中斷的利用，系統(tǒng)將轉(zhuǎn)換完成信號(hào)EOC與單片機(jī)89C51的I/O口P1.5相連，單片機(jī)以查詢(xún)的方式判斷A/D轉(zhuǎn)換是否已經(jīng)完成，并做相應(yīng)的處理。3.3系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)驅(qū)

42、動(dòng)電路是排氣扇驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)?？刂茪怏w濃度系統(tǒng)是在對(duì)室內(nèi)氣體濃度參數(shù)進(jìn)行采集、分析處處理的基礎(chǔ)上有P1.2輸出高電平或低電平的開(kāi)關(guān)量，去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的起停。從而起對(duì)室內(nèi)的油煙濃度的調(diào)節(jié)作用。在該系統(tǒng)中，由于開(kāi)關(guān)量是通過(guò)對(duì)89C51的I/O口P1.2輸出，控制開(kāi)關(guān)繼電器。因此需要設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)放大電路。本系統(tǒng)選用了XSSR-D4810型號(hào)的固態(tài)繼電器。該繼電器額定輸入電壓為3-32V，可以軟啟動(dòng)。系統(tǒng)輸出電壓為75-480V，最大切換電流為10 A。該電路系統(tǒng)中的風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)框圖如圖3-7所示。在系統(tǒng)中將XSSR-D4810型繼電器串入單片機(jī)I/O口輸出放大電路與蓄電池之間。利用軟件控制I/O口的輸出為高

43、電平還是低點(diǎn)平來(lái)控制繼電器的開(kāi)閉，進(jìn)而達(dá)到風(fēng)扇起停的要求。同時(shí)由于單片機(jī)復(fù)位時(shí)，單片機(jī)的I/O口P1.2的復(fù)位為1，因此在I/O口P1.2與繼電器之間加了一個(gè)非門(mén)74LS02。這樣在復(fù)位狀態(tài)圖3-7 風(fēng)扇驅(qū)動(dòng)框圖下I/O口P1.2的輸出經(jīng)非門(mén)后對(duì)繼電器輸出的值置“0”，則繼電器為常開(kāi)。即在沒(méi)有信號(hào)輸出的時(shí)候排氣扇是不工作的。如果油煙的濃度超過(guò)0.2%時(shí)，則由軟件控制在P1.2上輸出0 ，經(jīng)過(guò)非門(mén)后，對(duì)繼電器的輸出為“1”，繼電器吸合，從蓄電池到風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)電路導(dǎo)通，風(fēng)扇啟動(dòng)。風(fēng)扇啟動(dòng)會(huì)降低室內(nèi)油煙的濃度，當(dāng)油煙濃度低于0.2%，排氣扇再工作15秒后，軟件控制P1.2口上輸出變?yōu)?，驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)，風(fēng)

44、扇停止工作。另外在開(kāi)關(guān)量的輸出電路中會(huì)受到電機(jī)起、停的沖擊干擾，因此必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行輸出隔離，來(lái)有效地減弱控制系統(tǒng)自身的強(qiáng)電對(duì)弱電測(cè)控系統(tǒng)的干擾和沖擊。系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電路中采用繼電器隔離輸出方式，繼電器的觸電負(fù)載能力遠(yuǎn)大于光電耦合的負(fù)載能力；能直接控制強(qiáng)電回路，可以有效地隔離電機(jī)的沖擊干擾。3.4電動(dòng)機(jī)的選擇為了使排煙器更好的工作，消耗電能少，噪聲小、運(yùn)行可靠。必須慎重地選擇電動(dòng)機(jī)。下面為選用電動(dòng)機(jī)所要注意的事項(xiàng)。（1）所選用的電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足生產(chǎn)機(jī)械的要求，如速度、加速度、啟動(dòng)過(guò)載能力及調(diào)速特性等。（2）按技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理原則選擇電動(dòng)機(jī)的電壓、電流種類(lèi)、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型及結(jié)構(gòu)形式以保證生產(chǎn)機(jī)械的可靠性。（3）選用

45、的電動(dòng)機(jī)應(yīng)適當(dāng)?shù)膫溆萌萘?，?fù)荷率一般取0.8-.09，但同步電機(jī)不受此限制。過(guò)大的備用容量會(huì)使電機(jī)效率降低，對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，其功率因數(shù)將變壞，并使按電動(dòng)機(jī)最大力矩校驗(yàn)強(qiáng)度的機(jī)械本身造價(jià)提高。（4）選用電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型，除滿(mǎn)足工藝要求外，尚滿(mǎn)足電網(wǎng)的要求，如啟動(dòng)時(shí)，維持電網(wǎng)電壓水準(zhǔn)，保持功率因數(shù)在合理的范圍內(nèi)。（5）電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)滿(mǎn)足環(huán)境條件的要求。（6）選用的電動(dòng)機(jī)要根據(jù)設(shè)備供貨情況，基建投資、運(yùn)行費(fèi)用、操作維持及生產(chǎn)過(guò)程中前后期電動(dòng)機(jī)容量變化關(guān)系來(lái)考慮。綜合考慮上述選擇電動(dòng)機(jī)所注意的事項(xiàng)，抽煙器控制系統(tǒng)反復(fù)短期工作制機(jī)械，選用YB系列隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)。YB系列隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有效率

46、高、噪聲低、振動(dòng)小、起動(dòng)性能好、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。額定電壓220、380、660、220/380、380/660V，頻率50Hz，也可制成60Hz.本系列電機(jī)的功率等級(jí)、安裝尺寸均與Y系列相同，符合國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)標(biāo)準(zhǔn)，其外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，冷卻方法為IC0141，采用F級(jí)絕緣，可在溫度不超過(guò)40C的環(huán)境內(nèi)連續(xù)運(yùn)行。其電氣性能指標(biāo)與Y系列電機(jī)相同。 4.軟件程序設(shè)計(jì)軟件程序是系統(tǒng)的神經(jīng)中樞，它控制著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。軟件程序編程程序質(zhì)量的高低是系統(tǒng)是否正常運(yùn)行的保證。4.1程序語(yǔ)言與內(nèi)存劃分程序語(yǔ)言是編寫(xiě)程序所運(yùn)用的工具，恰當(dāng)?shù)剡x擇編寫(xiě)程序的語(yǔ)言是編寫(xiě)程序的第一部，更是良好的開(kāi)始；正確

47、而又適當(dāng)內(nèi)存的劃分，有利于保證程序正確的運(yùn)行。1.程序編輯語(yǔ)言 僅由硬件組成的單片機(jī)系統(tǒng)是不能工作的，還必須配備各種功能的軟件才能發(fā)揮作用。軟件是指能完成各項(xiàng)功能的計(jì)算機(jī)程序的總和，如操作、監(jiān)控、管理、計(jì)算和自診斷等。它是硬件系統(tǒng)的靈魂，整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)作都是在軟件指揮下協(xié)調(diào)工作的。按語(yǔ)言類(lèi)型來(lái)分，軟件可分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。本測(cè)控系統(tǒng)軟件主要采用匯編語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言與系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，具有指令豐富、尋址方式、轉(zhuǎn)移指令多，執(zhí)行速度快的優(yōu)點(diǎn)。2.內(nèi)存地址的劃分系統(tǒng)對(duì)RAM、ROM的劃分符合以下規(guī)則：ROM劃分原則（ROM的劃分如表4-1 所示）（1）按照規(guī)定：002F單元地址以前的空間

48、都作為中斷、復(fù)位入口地址區(qū)，在這些單元中設(shè)置轉(zhuǎn)移到相應(yīng)中斷程序的指令或復(fù)位啟動(dòng)程序。（2）程序存儲(chǔ)器中，功能程序和子程序數(shù)較多時(shí)，設(shè)置入口地址表表4-1 ROM空間劃分。（3）留有擴(kuò)展余地二次開(kāi)發(fā)擴(kuò)展區(qū)盡可能放在高位地址區(qū)。RAM 劃分原則：89C51共有256個(gè)字節(jié)的RAM空間，其中128個(gè)作為單片機(jī)專(zhuān)用寄存器進(jìn)行了統(tǒng)一的編址，因此對(duì)RAM的劃分就是對(duì)剩余128個(gè)字節(jié)RAM的地址劃分。劃分原則：（1）將使用頻繁、占用內(nèi)存數(shù)量較為固定的數(shù)據(jù)放在高位地址。（2）由于片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量較小，因此可以重疊使用寄存區(qū)。4.2 程序主要模塊和匯編語(yǔ)言編程本測(cè)控系統(tǒng)軟件編程采用了模塊化，子程序設(shè)計(jì)思路。即

49、整個(gè)控制軟件由許多獨(dú)立的小程序模塊組成，它們之間通過(guò)軟件連接。連接的原則是：模塊內(nèi)數(shù)據(jù)關(guān)系緊湊，模塊之間數(shù)據(jù)關(guān)系松散，按功能劃分模塊，即便于調(diào)試，鏈接，又便于移值、修改。本系統(tǒng)軟件主要完成數(shù)據(jù)采集，限判斷，參數(shù)設(shè)置，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行等功能，所包括的主要模塊有：（1） 主程序模塊與中斷服務(wù)模塊。（2） 數(shù)據(jù)采集與A/D轉(zhuǎn)換模塊。（3） 循環(huán)采樣模塊。1.主程序模塊主程序模塊的主要功能是完成定義字節(jié)、系統(tǒng)初始化、協(xié)調(diào)微單元各個(gè)組成部分有效工作等任務(wù)，其中系統(tǒng)初始化完成了指定堆棧指針（sp）初值，對(duì)內(nèi)部RAM清零，設(shè)定T0的工作方式及定時(shí)計(jì)數(shù)初值、開(kāi)中斷、指定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的初值等任務(wù)。本程序模塊的主流程圖如

50、圖4-1所示，為了程序易于控制，對(duì)A/D轉(zhuǎn)換完成于否采用程序查詢(xún)方式，減少的中斷使用。圖4-1主程序流程框圖2.中斷服務(wù)模塊程序運(yùn)用了定時(shí)器T0中斷和定時(shí)。定時(shí)器T0是一個(gè)執(zhí)行程序，主要是完成對(duì)室內(nèi)油煙濃度采樣、濾波、求當(dāng)前油煙的濃度、判斷是否大于限定油煙濃度等任務(wù)。系統(tǒng)中斷流程框圖4-2所示。圖4-2 T0 中斷服務(wù)程序流程圖 3.匯編語(yǔ)言編程 ORG 0000H RESET: AJMP START ORG 000BH AJMP T0INT ORG 002FH START: MOV s p, #60H MOV TH0, # 0F0H MOV TL0 SETB TR0 SETB ET0 SET

51、B EA MAIN: AJMP MAIN T0INT: CLR EA CLR TR0 MOV A, #0FCH ADD A, TH0 MOV TH0, A MOV A, #0CH ADD A, #0EH ADD A, TL0 JNB ACC, 5, MMM INC TN 0 ANL A, #B MMM: MOV TL0, A CPL P2.7 SETB TR1 SETB EA RET1 5控制系統(tǒng)總電路系統(tǒng)的功能原理如下：傳感器TGS821感應(yīng)室內(nèi)油煙濃度模擬量信號(hào)，并把此信號(hào)傳送到信號(hào)放大器OP07；油煙濃度模擬量信號(hào)經(jīng)放大后再傳送到ADC0809，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809把模擬量信號(hào)

52、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號(hào)；數(shù)字量信號(hào)又被傳送到單片機(jī)89C51；單片機(jī)89C51經(jīng)過(guò)一系列分析、判斷此數(shù)字量信號(hào)后，發(fā)出控制信號(hào)來(lái)決定YB系列隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)、停?？傠娐穲D如圖5-1所示。 使用本文所設(shè)計(jì)的智能排煙器控制系統(tǒng)，不用任何人工操作，使用方便；而且價(jià)格低廉，是未來(lái)排煙器系統(tǒng)的發(fā)展方向。圖5-1 系統(tǒng)電路總圖結(jié)束語(yǔ)通過(guò)了三個(gè)星期的實(shí)習(xí),以及兩個(gè)月來(lái)的辛苦查資料和撰寫(xiě)論文,我的畢業(yè)論文終于完成了。感到從實(shí)踐中和查資料中學(xué)到了許多有用的東西。本論文主要運(yùn)用了傳感器技術(shù)和單片機(jī)控制技術(shù)對(duì)抽煙器控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了控制智能化。采樣電路檢測(cè)的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送給單片機(jī)，數(shù)據(jù)處理后，自動(dòng)發(fā)出信號(hào)，控制風(fēng)扇的工作。系統(tǒng)的軟件編程采用了模塊化結(jié)構(gòu)，使程序易于更改與移植，便于軟件上的擴(kuò)展與二次開(kāi)發(fā)。本論文在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮了系統(tǒng)功能的可擴(kuò)展性及完善性。隨著人們的生活水平的提高，對(duì)抽煙器的要求也越來(lái)越高，智能型、低噪音、低耗能已成為抽煙器的發(fā)展方向。參考文獻(xiàn)1黃賢武.傳感器實(shí)際應(yīng)用電路設(shè)計(jì).電子科學(xué)出版社.1997:168-169頁(yè).2I.J.Nagrath,M.Gopal.Control System Engineering.New York:Halsted press,A Division of John & So