單片機智能抽油煙機電控板設計解析

1、 2010 - 2011學年 第 2 學期單片機應用技術課 程 設 計 報 告題 目： 家用抽油煙機控制系統(tǒng)設計專 業(yè)： 電 氣 系班 級： 08電子信息工程（1）班姓 名： 陳 志 恒指導教師： 崔雪英 臧大進成 績：電氣工程系2011年6月6日 目 錄摘要.第一章 緒論.1.1油煙的危害.1.2 油煙機、評定.第二章 系統(tǒng)結構與原理.第三章 硬件設計與計算.3.1 檢測電路設計.3.1.1 煤氣檢測.3.1.2 油煙檢測.3.1.3 按鍵輸入.3.1.4 系統(tǒng)自動復位電路.3.2 主控制電路設計.3.2.1 AT89C51.3.2.2 對油煙機的開關控制.3.2.3 自動照明控制.3.2.

2、4 定時顯示電路.3.2.5 報警電路.第四章 軟件程序設計.4.1 軟件設計.4.1.1 主程序的設計.4.1.2 中斷鍵盤掃描.4.1.3 LED顯示子程序.4.1.4 INTI中斷報警服務程序.第五章 結論. 參考文獻.摘要本設計不僅具備油煙機基本開關功能，而且還能根據廚房在燒菜做飯過程中產生的煙氣溫度高，而泄露的燃氣溫度低的特點，采取不同的傳感器件，即對溫度高、污染大的煙氣采用熱敏電阻檢測，而溫度低但危險大的燃氣采用氣敏傳感器檢測，當廚房的右眼或可燃有害氣體達到一定濃度的值時，經傳感器進入單片機分析，使電機電路自動啟動并發(fā)出聲音報警，吸油煙機迅速將有害氣體抽走。本設計設有定時功能，可對

3、抽油煙機進行工作時長的設定。論文的硬件部分主要設計了油煙機的煙氣、燃氣檢測模塊，按鍵輸入模塊，定時顯示模塊，執(zhí)行電路模塊等，系統(tǒng)軟件部分主要是對各模塊的流程做了詳細的分析，控制主程序、中斷按鍵掃描子程序、顯示子程序，中斷報警服務程序，以此從而實現抽油煙機自動控制功能。本次設計的抽油煙機主要靠單片機進行控制，通過軟件設計來自動控制抽油煙機的開關，所以相對于普通的抽油煙機來說，根據其自動檢測功能，具有靈活性比較好，功耗低，便于操作等特點。關鍵詞：單片機，抽油煙機，檢測，自動控制第一章 緒論摘要 現代廚房一般都離不開煤氣灶和抽油煙機(通風設備 ，一旦使用煤氣灶，則一定會產生油煙、水汽與乙烷等影響廚房

4、空氣環(huán)境的混合氣體，為了健康生存的需要，往往用通風設備如抽油煙機來改善充滿油煙氣的廚房環(huán)境本論文即針對廚房產生的煙霧設計相應的抽油煙機. 論文首先介紹抽油煙機的概念、結構、工作原理等方面，對抽油煙機產品在日常生活所起到重要作用。其次論文對系統(tǒng)總體設計進行了概況闡述，在廚房不僅具備油煙機的基本功能，而且還能利用氣敏傳感器進行煙霧的自動檢測，并根據檢測到油煙大小，自動切換油煙機的風力開關，調節(jié)風力大小，實現智能化吸油煙功能依此設計制作了相應的軟硬件，論文的硬件部分主要設計了油煙機的顯示部模塊，數據采集模塊，執(zhí)行電路模塊等，對系統(tǒng)做了整體的設計，系統(tǒng)軟件部分主要是對各模塊的流程做了詳細的的分析，并且

5、編寫了響相應的匯編程序來實現相應的功能。有顯示子程序，數據比較子程序，數據采集程序。從而實現了抽油煙機自動控制的功能。 本次設計的抽油煙機主要靠單片機進行控制，通過軟件設計來調節(jié)電機的轉速，所以相對于普通的抽油煙機來說，靈活性比較好，功耗低，體積小，便于操作；同時可以做到自動檢測。11 油煙的危害廚房是家庭中空氣污染最嚴重的空間，其污染來源主要有兩方面；一是以煤、煤氣、液化氣常用炊火中釋放出的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體；二是烹飪菜肴時產生的油煙。現在時尚的廚房裝修多采用開放式設計，但制作中餐的進程會產生較大的油煙，開放式的廚房，空氣流動范圍較大，油煙機不能很好地聚斂排放油

6、煙，這就造成了餐廳和客廳的油煙廢氣污染。油煙是健康、環(huán)保的" 大敵" ，中餐一直以美味著稱于世，然而廚房油煙成分復雜-含有200-300種有害物質，是家人健康的" 大敵" 。我國婦女很少吸煙、酗酒，可是她們卻很容易衰老，這是什么原因呢？醫(yī)學家發(fā)現，這與她們天天在廚房里炒菜時吸入的油煙有關。通過動物試驗發(fā)現，廚房的油煙油霧中含有致癌物質，可導致細胞染色體畸變。這些物質通過口腔進入消化道，或通過呼吸進入肺部，都可引起相應部位的病變。油煙、醉油加上烯料的污染，可以說，廚房是家庭污染的“重災區(qū)”，也是家庭的“化工廠”。作為“重災區(qū)”的指揮員、“化工廠廠長”的家庭

7、主婦，不可避免地要遭受到這睦來自廚房的污染物的襲擊。這是家庭主婦容易衰老和多病的原因之一。1.2 油煙機、及評定抽油煙機簡介抽油煙機又稱吸油煙機，是一種凈化廚房環(huán)境的廚房電器。它安裝在廚房爐灶上方，能將爐灶燃燒的廢物和烹飪過程中產生的對人體有害的油煙迅速抽走，排出室外，減少污染，凈化空氣，并有防毒、防爆的安全保障作用。抽油煙機已成為現代家庭必不可少的廚房設備。抽油煙機進入中國普通家庭廚房的時間還不是很長。早期的家庭廚房排煙工作都是由排風扇來完成的。排風扇雖然能排除掉廚房中的大部分油煙，但是它卻無力解決烹飪中產生的油煙對整個廚房污染。烹飪中產生的油煙含有很多對人體有害的物質，如果人長期在充滿油煙

8、的房間內工作，可導致很多疾病的發(fā)生。對于中國人來說，膳食結構與西方人不同，所以廚房中從廚具的品種、樣式到布置，都與西方國家都有很大的不同。中國是一個講究美食的國度，在食品加工中，煎、炒、烹、炸占有很大的比例，因此中式廚房中的油煙很大，容易使廚房環(huán)境變得油膩而不好清洗，所以抽油煙機就成了改變廚房環(huán)境的一個“有力武器”。它改變了廚房的大環(huán)境，減少油煙對廚房環(huán)境和人體健康造成傷害。抽油煙機可謂是廚房的“肺”。抽油煙機分類分為三種：一是中式煙機，二是歐式煙機，三是側吸式。中式煙機主要分為老式淺深吸式抽油煙機，尤其是淺吸式為主要淘汰的對象。就是普通排氣扇，是直接把油煙排到室外。深吸式煙機最大的問題是占用

9、空間，噪音大，容易碰頭，滴油 油煙抽不干凈，使用壽命短，清洗不方便，對環(huán)境污染大。品牌眾多二種是歐式煙機，利用多層油網過濾5-7層，增加電機功率以達到最佳效果，一般功率都在300瓦以上。特點是：外觀漂亮，價格昂貴，費電。油網清洗不方便，容易碰頭，滴油。以老板方太為代表三是側吸式油煙凈化器。利用空氣動力學和流體力學設計，先利用表面的油煙分離板把油煙分離再排出干凈空氣的原理。它的特點是抽油煙效果好抽油煙效果都在99%以上。不滴油不碰頭，隱藏在櫥柜里與櫥柜融為一體，不占空間。電機不粘油使用壽命長，清洗方便。省電一般在160瓦。油煙不通過呼吸區(qū)保證主婦的身體健康。排出干凈空氣不污染環(huán)境。抽油煙機評定評

10、定油煙機的好壞應有以下四個標準：1、能否把廚房油煙完全抽干凈2、能否把油和煙分離，讓風機得到有效的保護3、清洗是否輕松方便4、是否省電并長期保持超強功效用上面四個標準來審視傳統(tǒng)抽油煙機自然就知道了這么多年來抽油煙機行業(yè)無法讓人滿意的原因了。第二章系統(tǒng)結構與原理抽油煙機的結構包括，內殼，電機，風扇，琴鍵開關，照明燈，擋光燈，集油罩，集油杯，電源線。系統(tǒng)分為檢測部分和控制部分（如圖 2.1），檢測部分為鍵盤輸入、煙霧檢測、煤氣檢測三部分，單片機控制電路由AT89C51單片機、抽油煙機開關電路、聲音報警、定時顯示四部分組成，其中當抽油煙機啟動時，自動照明電路才有效，為保證單片機正常工作，設有看門狗芯

11、片監(jiān)測電源穩(wěn)定及程序是否正常執(zhí)行。 圖2.1系統(tǒng)原理圖單片機通過對監(jiān)測信號的實時采集，對溫度高、污染大的煙氣采用熱敏電阻監(jiān)測，而溫度低但危險大的燃氣采用氣敏傳感器監(jiān)測，當廚房的右眼或可燃有害氣體達到一定濃度的值時，經傳感器進入單片機分析，使電機電路自動啟動并發(fā)出聲音報警，吸油煙機迅速將有害氣體抽走，本設計并設有定時功能，可對抽油煙機進行工作時長的設定，從而實現智能化吸油煙功能。本設計同時設有手動開關，在手動運行下，其功能和普通油煙機一樣，可認為的要求開啟或關閉，擔當煤氣泄漏時，不論在自動還是手動運行情況下，抽油煙機會立即啟動，并伴隨聲音報警。1 對氣敏元件的選擇對煤氣檢測選用氣敏電阻，氣敏電阻

12、是一種半導體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發(fā)生變化這一機理來進行檢測的。目前國產的氣敏元件有2種。一種是直熱式，加熱絲和測量電極一同燒結在金屬氧化物半導體管芯內；另一種是旁熱式，這種氣敏元件以陶瓷管為基底，管內穿加熱絲，管外側有兩個測量極，測量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經高溫燒結而成。另外半導體氣敏元件有N 型和P 型之分。N 型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減??；P 型阻值隨氣體濃度的增大而增大。本設計用SnO2(MQ-2氣體傳感器 氣敏元件，它是由0.1-10um 的晶體集合而成，這種晶體是作為N 型半導體而工作的。在正常情況下，是出于氧離子缺位的狀態(tài)。當遇到離解能較

13、小且易于失去電子的可燃性氣體分子時，電子從氣體分子向半導體遷移，半導體的載流子濃度增加，因此電導率增加。而對于P 型半導體來說，它的品格是陽離子缺位狀態(tài)，當遇到可燃性氣體時其電導率則減小。SnO2在溫室下雖能吸附氣體，但其電導率變化不大。但當溫度增加后，電導率就發(fā)生較大的變化，因此氣敏元件在使用時需要加溫。2 熱敏電阻的選擇熱敏電阻分三類：在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數的熱敏電阻PTC （Positive Temperature Coeff1Cient），隨溫度上升電阻呈指數關系減小、具有負溫度系數的熱敏電阻NTC （Negative Temperature Coeff1Cient）

14、，具有負電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小的臨界溫度熱敏電阻CTR （Critical Temperature Resistor）, 具有很大的負溫度系數。3 當氣敏電阻檢測到有煤氣泄漏時：中斷服務程序會給P0.1口一低電平，出發(fā)蜂鳴器聲音報警。（此時伴隨抽油煙機啟動）。蜂鳴器選用YMD12065,5V 有源峰鳴器。第三章 硬件設計與計算3.1 檢測電路設計3.1.1 煤氣檢測1 對氣敏元件的選擇對煤氣檢測選用氣敏電阻，氣敏電阻是一種半導體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發(fā)生變化這一機理來進行檢測的。目前國產的氣敏元件有2種。一種是直熱式，加熱絲和測量電極

15、一同燒結在金屬氧化物半導體管芯內；另一種是旁熱式，這種氣敏元件以陶瓷管為基底，管內穿加熱絲，管外側有兩個測量極，測量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經高溫燒結而成。另外半導體氣敏元件有N 型和P 型之分。N 型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減小；P 型阻值隨氣體濃度的增大而增大。本設計用SnO2(MQ-2氣體傳感器 氣敏元件，它是由0.1-10um 的晶體集合而成，這種晶體是作為N 型半導體而工作的。在正常情況下，是出于氧離子缺位的狀態(tài)。當遇到離解能較小且易于失去電子的可燃性氣體分子時，電子從氣體分子向半導體遷移，半導體的載流子濃度增加，因此電導率增加。而對于P 型半導體來說，它的品格是陽離子缺位

16、狀態(tài)，當遇到可燃性氣體時其電導率則減小。SnO2在溫室下雖能吸附氣體，但其電導率變化不大。但當溫度增加后，電導率就發(fā)生較大的變化，因此氣敏元件在使用時需要加溫。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。MQ-2氣敏元件的結構外形及測量電路如圖3.1 所示：圖3.1 MQ-2氣敏元件MQ-2氣體傳感器標準工作條件：Vc 回路電壓15V AC or DCVH 加熱電壓5.0V ±0.2V AC or DCRL 負載電阻可調RH 加熱電阻31±3溫室PH 加熱功耗900mWRs 敏感體表面電阻3K -30K （1000ppm 異丁烷）探測濃度范圍

17、：100ppm-1000ppm 液化氣和丙烷300ppm-5000ppm 丁烷5000ppm-20000ppm 甲烷300ppm-5000ppm 氫氣標準工作條件溫度：20±2 Vc：5.0V ±0.1V相對濕度：65%±5% Vh：5.0V ±0.1V響應時間約為10秒，恢復時間約為30秒60秒。MQ-2放置一段時間后，再通電使用時，阻值是先下降，然后又上升，通電大約10分鐘后（叫初期穩(wěn)定時間），才能穩(wěn)定到與氣氛狀態(tài)相應的阻值。為了避免通電開始時的誤報動作，本設計在單片機內部特別設置十幾分鐘的延遲電路。 2 煤氣檢測電路MQ-2型氣敏元件對不同種類、不

18、同濃度的氣體有不同的電阻值，因此，在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調整是很重要的。本設計中RP2為靈敏度調整電阻。本設計煤氣檢測原理圖（圖3.2）：當空氣中不含有煤氣或煤氣含量低于設定值時，MQ-2電阻值很大，使得RP2上的分壓很小，進入74LS04的電壓為低電平，因此單片機中斷入口的輸入信號一直保持為高電平，不能觸發(fā)單片機中斷服務程序。當空氣中煤氣含量超過預警值時，MQ-2電阻減小，負載RP2上分壓變大，74LS04輸入由低電平變?yōu)楦唠娖?，經反向后，單片機INT0口得到一下將沿，進入中斷服務程序，抽油煙機啟動并報警。 圖3.2 煤氣檢測原理圖3.1.2 油煙檢測對油煙蒸氣的檢測選用熱敏電阻，

19、熱敏電阻的主要特點是：（1）靈敏度較高，其電阻溫度系數要比金屬打10100倍以上，能檢測出10-6的溫度變化；（2）工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55315；（3）體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔內及生物體內血管的溫度；（4）使用方便，電阻值可在0.1100K 間任意選擇；（5）易加工成復雜的形狀，可大批量生產；（6）穩(wěn)定性好、過載能力強。1 熱敏電阻的選擇熱敏電阻分三類：在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數的熱敏電阻PTC （Positive Temperature Coeff1Cient），隨溫度上升電阻呈指數關系減小、具有負溫度系數的熱敏電阻NTC （Negative

20、Temperature Coeff1Cient），具有負電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小的臨界溫度熱敏電阻CTR （Critical Temperature Resistor）, 具有很大的負溫度系數。本設計選用NTC 負溫度系數熱敏電阻，它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導體性質，因為在導電方式上完全類似鍺、硅等半導體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和空穴）數目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數目增加，所以電阻值降低，NTC 熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在1001000000歐姆，溫度系

21、數-2%-6.5%。NTC 熱敏電阻器可廣泛應用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。電阻值和溫度變化的關系式為： （3-1）在溫度T （）時的NTC 熱敏電阻阻值。根據國際規(guī)定，額定零功率電阻值時NTC 熱敏電阻在基準溫度25時測得的電阻值R25。RN ：在額定溫度TN （K ）時的NTC 熱敏電阻阻值。T ：為（）+273.15，規(guī)定溫度（K ）。B ：NTC 熱敏電阻的材料常數，又叫熱敏指數。Exp ：以自然數e 為底的指數（e=2.71828）。2 油煙檢測電路設計負溫熱敏電阻選型：NTC-MF5A其參數為：R25：10K ±1%，熱敏指數：B25/50:3950

22、7;1%設45為抽油煙機的最低啟動溫度， 由進行計算：R45=4.35K 調節(jié)RP1的電阻值為4.35K ，當空氣中油煙蒸汽含量較低時，空氣溫度偏低，熱敏電阻RT RP1，R6、R7上獲得的分壓Vr6Vr7，因此IN+IN-，電壓比較器LM324輸出低電平，熱敏電阻阻值較大。當空氣中含有大量油煙蒸汽式，溫宿隨之升高，NTC-MF5A 電阻率增大，當熱敏電阻的溫度超過45時，RT RP1，IN+IN-，LM324由低電平變?yōu)楦唠娖?，?4LS04反向后，單片機P0.2口得到低電平，然后被單片機檢測到，進入相應的子函數。電極啟動后每隔約120 秒進行一次溫度檢測，以免繼電器頻繁通斷。圖3.3油煙檢

23、測電路設計3.1.3按鍵輸入1 按鍵說明鍵盤輸入采用中斷掃描方式，可以節(jié)省CPU 大量時間，這種辦法的實質是，當沒有鍵入操作時，CPU 不對鍵盤進行掃描，以節(jié)省大量的時間對系統(tǒng)進行監(jiān)控和數據處理，一旦鍵盤輸入，即可向CPU 申請中斷，CPU 響應中斷后，立刻轉到中斷服務程序，對鍵盤進行掃描，判別鍵盤上閉合鍵的鍵號，并作相應的處理。該系統(tǒng)鍵盤采用開關式鍵盤，也稱線性鍵盤，各鍵時相互獨立的，當某個鍵按下時，該鍵所對應的口線的電位就有高電平變?yōu)榈碗娖?，CPU 訪問并查詢所有接鍵口線，即可識別是哪一個鍵按下。各功能鍵設置如表3.1：表3.1功能鍵說明 各功能鍵介紹：定時：鍵入此鍵，單片機開啟定時功能默

24、認定時時間為40分鐘。+10/-10：定時輔助鍵，通過加減10分鐘確定自己要定的時長。手動開/關：認為的對抽油煙機開動或關閉。自動運行：系統(tǒng)自動檢測煤氣和煙氣，并作相應的控制。取消報警：取消煤氣泄漏報警。另外設S7為系統(tǒng)復位鍵。按鍵都是利用機械觸點的合、斷作用來實現信息輸入的。當按鍵開關的觸點自合或斷開到其穩(wěn)定狀態(tài)，會產生一個短暫的抖動和彈跳，這是機械式開關的一個共同性問題，抖動時間的長短，與開關的機械特性有關，一般為5-20ms ，為了避免單片機多次處理按鍵的一次閉合，僅作一個按鍵輸入出路，必須消除抖動干擾。有鍵按下通常去抖動干擾可以采用硬件方法，也可采用軟件延時的方法。通常在按鍵較少的情況

25、下采用硬件方法，當按鍵數目較多時則常采用軟件延時的方法來消除干擾。硬件方法是通過如濾波電器、雙穩(wěn)態(tài)電路等實現。軟件方法是在檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個10ms 的延時程序后再確認該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認為真正鍵按下狀態(tài)，從而消除了抖動干擾。 2 按鍵接口電路如圖3.4所示，沒有鍵按下時，P10P15口輸入均為1，同時經八輸入與非門（74LS30本設計只用六個口）及反相器，輸出一高電平到51單片機的/INT1引腳，此時不申請中斷。一旦有鍵按下，則低電平通過按鍵輸入到P10P15的某一口，同時經八輸入與非門輸入到/INT1引腳，從而使/INT1有效，向51申請中斷，5

26、1響應后，立即轉至中斷服務程序，查出鍵號，進一步做相應處理。這樣可以節(jié)省大量的空間掃描時間，進而提高計算機的工作效率。 圖3.4按鍵接口電路3.1.4系統(tǒng)自動復位電路DS1232是一個具有看門狗功能的電源檢測芯片，在電源上電、斷電、電壓瞬間下降和死機時都會輸出一個復位脈沖，十分適合做為單片機的復位信號。主要有以下特點：具有看門狗功能，可以防止單片機系統(tǒng)死機：貼片式8腳封裝（如圖3.5）：輸入給看門狗的脈沖時間間隔可以設置；具有5%或10%的兩種電源檢測精度。芯片內含溫度補償電路，DS1232的引腳邏輯如圖所示。對所有引腳定義如下： 圖3.5 S1232的引腳/PBRST-引腳1，復位鍵連接引腳

27、，直接連接復位鍵；TD-引腳2，看門狗定時器延時設置。如果連接到地，輸入給看門狗的脈沖間隔不得大于150ms ；如果不連接，脈沖間隔不得大于600ms ；如果連接到電源，脈沖間隔不得大于1.2s ；OL-引腳3 ，選擇5%或10%的電源檢測精度。如果這個引腳連接到地，當電源下降到4.75V 時芯片才輸出一個復位脈沖；GND-引腳4，底線；RST-引腳5，復位高脈沖輸出引腳；/RST-引腳6，復位低脈沖輸出引腳；/ST-引腳7，看門狗脈沖輸入，低脈沖有效；VCC-引腳8，5V 電源。芯片DS1232在系統(tǒng)工作時，必須不間斷的給引腳7輸入一個脈沖系列，這個脈沖的時間間隔由引腳2設定，如果脈沖間隔大

28、于引腳2的設定，芯片將輸出一個復位脈沖使單片機復位。一般將這個功能稱為看門狗，將輸入給看門狗的一系列脈沖稱為“喂狗”。這個功能可以防止單片機系列死機，是非常有用的。圖（3.6）中時DS1232與單片機連接的原理圖，其中TD 連接到5V 電源，因此輸入給看門狗的脈沖間隔不可以超過1.2秒；TOL 連接到地，因此電源電壓下降到4.75V 時就會引起DS1232輸出復位脈沖；把51單片機的P0.3引腳連接到DS1232的/ST，程序中必須從P0.3引腳輸出一個脈沖系列到/ST，否則將引起系統(tǒng)復位。 圖3.6 DS1232與單片機連接的原理圖3.2主控制電路設計3.2.1 AT89C51AT89C51

29、是一種帶4K 字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（FPEROM-Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術制造，將多功能8位CPU 和閃爍存儲器組合在單個芯片中，外形及引腳排列如圖3.7所示。 圖3.7 AT89C51引腳圖（1）特征：1與MCS-51兼容 3壽命：1000寫/擦循環(huán) 5三級程序存儲器鎖定 732可編程I/O線 95個中斷源 11低功耗的閑置和掉電模式 13全靜態(tài)工作：0Hz-24MHz （2）管腳（圖3.7）說明：VCC ：供電

30、電壓；GND ：接地；P0口：P0為一個8位漏極開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL 門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P1能夠用于外部程序數存儲器，24K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 4數據保留時間：10年 6128×8位內部RAM 8兩個16位定時器/計數器 10可編程串行通道 12片內振蕩器和時鐘電路 它可以被定義為數據/地址的第八位。在FLASH 編程中，P0口作為原碼輸入口，當FLASH 進行校驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL 門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上

31、拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH 編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口是一個內部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器能接收輸出4個TTL 門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入，并因此作為輸入時，P2口的管腳被尾部拉低，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或16位地址外部數據存儲器進行存取時，P2口輸出四肢的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據存儲器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容，P2口在FLASH 編程和

32、校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管腳時8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL 門電流。當P3口寫入“1”后，他們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流(ILL這是由于上拉的緣故。RST ：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST 腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。/PSEN：外部程序存儲器的宣統(tǒng)信號。在由外部程序存儲器取指期間，每隔機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數據存儲器時，這兩側有效地/PSEN信號將不出現。/EA/VPP：當/

33、EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(0000H-FFFFH,不管是否有內部程序存儲器。XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。(3振蕩器特點：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入、輸出。3.2.2對油煙機的開關控制1 SSR固態(tài)繼電器的介紹單片機控制電機的開關通過SSR 系列固態(tài)繼電器，SSR 成功地實現了弱信號對強點的控制。 第一種方法在固態(tài)繼電器的控制輸入端增加一級積分電路或者增加一個定時器，對控制信號進行延時。選擇的固態(tài)繼電器是應該選擇DC DC 型的，220伏交流電先經過整流，濾波電路得到所需的直流電（實際應該沒有那么

34、大，可能還需要升壓電路）供給固態(tài)繼電器，這樣在通電后，需要經過設定的延時時間后，才能在負載上得到所需要的電壓。在延時過程中，負載上的電壓為零。第二種方法用同樣的固態(tài)繼電器，不過在積分電路與固態(tài)繼電器之間增加放大電路，經積分過程中的電壓轉化為門極控制信號的導通角，從而控制輸出的電壓。此種情況下，從延時開始到延時結束，輸出電壓從0增加到320伏。固態(tài)繼電器因為沒有機械觸點以及其他機械部件，因此它的可靠性非常高，壽命長，在通與斷的瞬間不會產生電火花、更沒有噪聲，其開關速度相當快、工作頻率也相當高。又因該種繼電器的輸入與輸出間采用光耦合器，因此又具有良好的抗干擾性能。固態(tài)繼電器另一個特點是驅動電壓、電

35、流很小，也就是給輸入端一個很小的信號，就能完成對系統(tǒng)的控制。因此可由TTL 、C MOS 等數字電路直接驅動。所以被廣泛應用于數字程控裝置、數據處理系統(tǒng)的終端裝置，以及其他各種自動控制系統(tǒng)。固態(tài)繼電器另一個特點是驅動電壓、電流很小，也就是給輸入端一個很小的信號，就能完成對系統(tǒng)的控制。因此可由TTL 、C MOS 等數字電路直接驅動。所以被廣泛應用于數字程控裝置、數據處理系統(tǒng)的終端裝置，以及其他各種自動控制系統(tǒng)。(2固態(tài)繼電器的類型 按其所控制的負載電源進行區(qū)分有交流固態(tài)繼電器 (AC-SSR和百流田態(tài)繼電器 (DC-SSR。交流固態(tài)繼電器能夠控制交流負載電源的接通與斷開，其輸出開關器件多為雙向

36、晶閘管。直流固態(tài)繼電器能夠控制直流負載電源的接通與斷開，其輸出開關器件多為大功率晶閘管。2 SSR系列固態(tài)繼電器選型品牌：FUCHS/福斯貨號:SSR-10DA(1產品特點：1雙向可控硅輸出，零電壓開啟，零電流關斷； 2輸入回路與輸出回路之間光隔離； 3輸入端-輸出端之間隔離耐壓2500V ； 4100%負載電流老化試驗，通過歐共體CE 認證，國際ISO9000認證，國內3C 認證。SSR-10DA 技術參數（如表3.2）:表3.2 SSR-10DA技術參數及內部結構圖 3 單片機對抽油煙機的控制單片機對點擊控制如圖3.8所示，單片機通過PO.O 外接一反相器控制固態(tài)繼電器發(fā)光二極管的閉合，控

37、制點擊的啟動與關閉。當PO.O 輸出低電平時，固態(tài)繼電器SSR-10DA 內部的發(fā)光二極管通電變亮，觸發(fā)導通右側的光控晶閘管，形成電機啟動的閉合回路，抽油煙機啟動，當PO.O 輸出為高電平時，發(fā)光二極管不發(fā)光，固態(tài)繼電器SSR-10DA 不能觸發(fā)導通，無法形成電機啟動的閉合回路，抽油煙機關閉。 圖3.8 電機控制電路3.2.3自動照明控制1 光敏電阻介紹光敏電阻又稱光導管，是利用半導體的光電效應制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器。常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硫化鋁、硫化鉛等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性，這是由于光照產生的載流子都參與導電，在外加

38、電場的作用下作飄逸運動，電子奔向嗲遠的正極，空穴奔向電源的負極，從而使光敏電阻的阻值迅速下降。因此入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉換（將光的變化轉換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，他是由半導體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的強弱變化而變化，在黑暗條件下，他的阻值（暗阻）可達110M 歐，在強光條件下，他的阻值（亮阻）僅有幾百至數千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特征）與人眼可見光（0.40.76）um 的響應很接近，只要人眼可感受的光，都會引起他的阻值變化。2 光敏電阻的選型及電路連接圖本設計選用硫化鎘光

39、敏電阻MG45型號：MG45-3功率（MW ）:200亮阻（千歐）：210暗阻（兆歐）：110環(huán)境溫度（攝氏）：-40+70時間常數（ms ）：20工作電壓（v ）：150電路中單向可控硅選用MCR100-8, 主要參數：通態(tài)電流IT （AV ）=0.6A浪涌電流ITSM=15A正向耐壓VDRM>600V反向耐壓VRRM>600V觸發(fā)電流IGT<200(us通態(tài)壓降VTM<1.7V結溫=1205（）封裝形式=TO-92光敏電阻對照明的自動控制如圖3.9所示，只有當抽油煙機啟動時，光控電路外接電壓，光敏電阻MG45-3才起到控制作用，當光照強度變弱時，暗阻變大，流入MCR

40、100-8單向可控硅的電流變大，達到一定峰值時，觸發(fā)導通MCR100-8, 電燈形成閉合回路，電燈通電變亮。當光照強度變強時，電阻變小，觸發(fā)電流變小，而當交流電壓變?yōu)榱銜r，觸發(fā)電流不能再次觸發(fā)導通MCR100-8, 電燈回路斷開，燈滅。 圖3.9 光控電路3.2.4定時顯示電路系統(tǒng)中需要顯示定時時長及定時剩余時間，本設計計數數碼顯示管顯示。 1 LED數碼顯示概述Led 是一類可以直接將電能轉換成光能和輻射能的發(fā)光器件。Led 發(fā)光數碼管是單片機系統(tǒng)采用的廉價輸出設備。作為系統(tǒng)的顯示器件。本設計采用7段碼led 顯示。通常在顯示我們采用的方法包括：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。本設計中采用靜

41、態(tài)顯示。2 led數碼顯示器接法Led 數碼顯示器有兩種連接方法：如圖3.10：共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連接在一起為公共陰極，每個二極管使用時陽極通過電阻與輸入端相連。共陽極接法：把發(fā)光二極管陽極連在一起作為公共陽極，使用時陽極接5v ，每個管子陰極通過電阻與輸入端相連。本設計采用共陰極： 圖3.10 數碼管連接方法3 數碼顯示電路本設計中由單片機P2口輸出顯示碼,P0口輸出位選碼。由于發(fā)光二極管通常需要10到40毫安驅動電流才能正常發(fā)光，發(fā)出的顯示控制信號經過74HC573鎖存器來驅動數碼管正常工作，到底讓哪個鎖存器選通, 主要取決于P05,P06,P0三個輸出口的狀態(tài)。如圖 3.11

42、圖3.11數碼顯示電路3.2.5報警電路當氣敏電阻檢測到有煤氣泄漏時，中斷服務程序會給P0.1口一低電平，出發(fā)蜂鳴器聲音報警。（此時伴隨抽油煙機啟動）。蜂鳴器選用YMD12065,5V 有源峰鳴器。 如下圖： 圖3.12 聲音報警電路圖第四章 軟件程序設計41 軟件程序設計 4.1.1 主程序的設計運行狀態(tài)f=1時，系統(tǒng)自動檢測運行，f=0時，系統(tǒng)受手動開關的控制。 圖4.1主程序設計流程4.1.2 中斷鍵盤掃描圖4.2 中斷鍵盤掃描流程 4.1.3 LED顯示子程序 圖4.3 LED顯示子程序流程4.1.4 中斷報警服務程序圖4.4 中斷報警服務程序 第五章 結論 一個系統(tǒng)的正常穩(wěn)定的運行需要各部分密切協調的運行，系統(tǒng)的設計要考慮 到功能的要求，運行的穩(wěn)定性、反應的靈敏度，還有準確性，在本系統(tǒng)設計中選 89C51 為核心芯片，然后根據設計任務、系統(tǒng)的功能要求設計了外