發(fā)布時間：2010年03月18 摘　要：介紹了單片機應(yīng)用于空氣干燥器中的一種設(shè)計方法。該干燥器具有自動化程度高、安全性好、可靠性高、使用方便、再生工藝先進(jìn)等特點。
關(guān)鍵詞：單片機；干燥器；自動化；再生
　　隨著現(xiàn)代社會生活水平的提高，人們對衛(wèi)生狀況更為關(guān)注，市場上出現(xiàn)了大量利用空氣電離產(chǎn)生臭氧進(jìn)行消毒的家用消毒器械。但幾乎所有的產(chǎn)品都存在著臭氧產(chǎn)量不均、連續(xù)工作性能較差的缺陷。究其原因，主要還是對進(jìn)入臭氧發(fā)生器的空氣前期處理不夠。要保證臭氧發(fā)生器高效、長期穩(wěn)定工作，必須對空氣進(jìn)行凈化和干燥處理?，F(xiàn)在所用的空氣干燥方式主要是冷凍干燥或變壓吸附干燥。但由于干燥設(shè)備體積大、成本高，還僅應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品中，在民用產(chǎn)品上，有部分采用變色硅膠進(jìn)行干燥，但也存在著干燥度較低，需頻繁更換等缺陷。鑒于上述情況我們采用高效氧化鋁顆粒干燥，利用單片機控制雙管切換加熱再生，獲得了滿意的效果。

 

1　空氣干燥器的控制要求
　　 裝置由2個干燥加熱管組成。通常情況下，A管處于工作狀態(tài)，即對外部進(jìn)入的空氣進(jìn)行凈化干燥處理，B管處于等待或加熱再生狀態(tài)。當(dāng)A管失效后進(jìn)行切換，B管轉(zhuǎn)為工作，A管轉(zhuǎn)為再生，如此循環(huán)工作。因此干燥器的控制系統(tǒng)應(yīng)達(dá)到如下要求：
　　 （1）加熱管的溫度能自動恒溫控制。
　　 （2）能自動記錄和保存干燥器的使用壽命。
　　 （3）工作管和再生管能按干燥器的工藝要求進(jìn)行自動切換。
　　 （4）當(dāng)加熱管加熱失控時，應(yīng)有過熱保護(hù)功能。
　　 （5）干燥器失效（壽命終結(jié)）或加熱失控時應(yīng)能發(fā)出 聲光報警。
2　電路組成
　　 為確保干燥器控制系統(tǒng)的可靠實現(xiàn)，選用AT89C2051單片機為主控部件，他是一個有2 kBFlash可編程、可擦除只讀存儲器（E2PROM）的低壓、高性能8位CMOS微型計算機，有15條I／O引線；128 BRAM；2個16 b定時器／計數(shù)器；1個5向量二級中斷結(jié)構(gòu)；1個全雙工串行口；1個精密模擬比較器以及片內(nèi)振蕩器及時鐘電路等。為充分利用單片機的內(nèi)部資源，將AT89C2051用于非總線方式，并采用了虛擬I2 C總線技術(shù)，現(xiàn)將各部分電路加以簡介。電氣原理圖如圖1所示。
2．1　溫度控制電路
　　 兩加熱管的溫度控制電路是由溫度傳感器的輸出電阻RT、雙比較器LM393溫度設(shè)定電位器W以及相應(yīng)的電阻元件組成，比較器的輸出分別連接到AT89C2051的P3．0和P3．7口線。當(dāng)溫度的測量值低于設(shè)定值時，單片機驅(qū)動繼電器械J1或J2吸合，加熱管通電加熱，反之，停止加熱。在程序設(shè)計時做了回差設(shè)計，避免加熱管頻繁開關(guān)。
2．2　輸出驅(qū)動電路
　　 干燥器的4個交流負(fù)載：加熱管A、加熱管B、冷卻風(fēng)扇電機D、換向電磁閥T（接通工作管，切斷再生管）由驅(qū)動電路驅(qū)動，4個驅(qū)動電路由光偶TIL113，繼電器J1～J4，二極管和電阻組成。光偶的輸入端通過限流電阻連接到AT89C2051的P1．6～P1．3口線上，四個交流負(fù)載的工作狀態(tài)由單片機P1．6～P1．3的高低電平?jīng)Q定。電路不但可以實現(xiàn)強弱電的隔離，也提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
2．3　掉電保護(hù)和計時電路
　　 為使系統(tǒng)可靠工作，并保存干燥器工作時間、再生時間以及系統(tǒng)停電時間等，設(shè)計了掉電保護(hù)和計時電路，選用HT7044作為電源監(jiān)視器，掉電時，HT7044輸出低電平送至單片機的P3．2，CPU立即響應(yīng)中斷，將各種時間數(shù)據(jù)保存。裝置中的數(shù)據(jù)保存選用串行接口的E2PROMAT24C01A，計時電路采用串行接口芯片PCF8563，他們均連接到AT89C2051的P1．0，P1．1構(gòu)成的虛擬I2C總線上，這樣可簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，節(jié)省I／O線。
2．4　超溫保護(hù)電路
　　 為防止加熱管失控而燒壞干燥器，設(shè)計了超溫保護(hù)電路。保護(hù)用溫度傳感器的常閉接點K1（A管）、K2（B管）、加熱繼電器J1或J2的常開接點與加熱管A或B串接在220 V電源上，當(dāng)加熱失控時，K1或K2斷開，切斷加熱管的供電回路，超溫報警信號由TIL117的輸出接于P1．7口線上。
2．5　顯示報警電路
　　 蜂鳴器YD、發(fā)光管VD1（報警指示）、VD2（A管再生指示）、VD3（B管再生指示），分別與單片機的P3．1， P3．3，P3．4，P3．5相連接，通過向這些端口線送出低電平，可以實現(xiàn)聲音、燈光提示，完成A、B管再生顯示或故障報警。
3　系統(tǒng)軟件設(shè)計
　　 控制系統(tǒng)的軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序、再生子程序、掉電保護(hù)子程序和顯示報警子程序組成。這里給出主程序流程圖如圖2所示，再生子程序流程圖如圖3所示。
4結(jié)語
　　 該裝置安全可靠，使用方便，干燥空氣露點低，連續(xù)工作性好，再生工藝修正極其方便，只需調(diào)整幾個參數(shù)，就可修正再生工藝，適用于不同要求的空氣干燥器?，F(xiàn)已成功地用于某出口產(chǎn)品上，具有明顯的經(jīng)濟效益。
參考文獻(xiàn)
［1］余永權(quán)．Flash單片機原理及應(yīng)用［M］．北京：電子工業(yè)出版社，1997．
［2］何立民.單片機高級教程-應(yīng)用與設(shè)計[M].北 京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000．
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