抽油機智能控制系統的設計說明書論文

1、畢業(yè)設計說明書題目：油煙機智能控制系統的設計題目類型：理論研究實驗研究工程設計工程技術研究軟件開發(fā)畢業(yè)論文設計原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文設計是我在導師的指導下進行的研究工作及取得的研究成果。據我所知,除文中已經注明引用的容外,本論文設計不包含其他個人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文設計的研究做出重要貢獻的個人和集體,均已在文中作了明確說明并表示意。作者簽名：日期：畢業(yè)論文設計授權使用說明本論文設計作者完全了解*學院有關保留、使用畢業(yè)論文設計的規(guī)定,學校有權保留論文設計并向相關部門送交論文設計的電子版和紙質版。有權將論文設計用于非贏利目的的少量復制并允許論文設計進入學校圖書館被查閱。學校

2、可以公布論文設計的全部或部分容。的論文設計在解密后適用本規(guī)定。作者簽名：指導教師簽名：日期：日期：注意事項1. 設計論文的容包括：1封面按教務處制定的標準封面格式制作2原創(chuàng)性聲明3中文摘要300字左右、關鍵詞4外文摘要、關鍵詞5目次頁附件不統一編入6論文主體部分：引言或緒論、正文、結論7參考文獻8致9附錄對論文支持必要時2. 論文字數要求：理工類設計論文正文字數不少于1萬字不包括圖紙、程序清單等,文科類論文正文字數不少于1.2萬字。3. 附件包括：任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文復印件。4. 文字、圖表要求：1 文字通順,語言流暢,書寫字跡工整,打印字體及大小符合要求,無錯別字,不準請他人

3、代寫2 工程設計類題目的圖紙,要求部分用尺規(guī)繪制,部分用計算機繪制,所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)。圖表整潔,布局合理,文字注釋必須使用工程字書寫,不準用徒手畫3畢業(yè)論文須用A4單面打印,論文50頁以上的雙面打印4圖表應繪制于無格子的頁面上5軟件工程類課題應有程序清單,并提供電子文檔5. 裝訂順序1 設計論文2附件：按照任務書、開題報告、外文譯文、譯文原文復印件次序裝訂3其它摘要油煙機是一種凈化廚房環(huán)境的設備,主要是將對人體有害的油煙迅速抽走,排出室外,減少污染,凈化空氣,還有防毒、防爆的安全保障作用。本次課題的研究的意義主要是因為現在功耗大,噪音大,清洗不方便,排污效果不好,占用空間大,使用壽

4、命短等多種缺點,隨著人們環(huán)保意識的增強和對健康要求的提高,性能不好的抽油煙機逐漸不能滿足人們的需求。為了節(jié)能環(huán)保、無噪聲、智能化操作,提高油煙吸收率和凈化率,從風量、風壓、噪聲、本體阻力、油煙凈化效率研究。整個系統根據要施的方法：1對油煙機進行智能控制，使用STCK列的單片機最小系統，并用集成在單片機里面的A/D模塊對信號進行采樣。2選擇性能較好的MQ-2的煙霧傳感模塊，準確的檢測出油煙的濃度，保證測量的穩(wěn)定性和精確性。3利用繼電器組成開關電路,對電機進行控制。4用LCD1602a示各種數據。5利用變壓器、整流橋堆、7805、7815穩(wěn)壓芯片等組成電源模塊,為油煙機的各個模塊提供合適的電壓。6

5、由三極管、蜂鳴器等組成的一個報警電路,當油煙濃度過高時,進行報警,保證安全。7用熱釋電紅外傳感模塊對人進行感應,當在無煙無人的情況下能自動關機,起到節(jié)能的作用。按照方案設計,系統穩(wěn)定,能智能化的控制抽油煙機,清晰的顯示各種狀態(tài),凈化率高,噪聲小,環(huán)保節(jié)能。關鍵詞：油煙機；單片機；智能控制；環(huán)保節(jié)能4 / 45AbstractSmokemachineisakindofpurificationofkitchenenvironmentequipment,mainlytohumanbodyharmfulfumesquicklyremoved,fromtheoutside,reducepollution

6、,airpurification,andgas,andexplosion-proofsafetyprotectionfunction.Thistopicresearchsignificanceismainlybecauseoflargepowerconsumption,bignoise,convenientcleaning,drainingeffectisnotgood,largespaceoccupation,shortservicelifeandothershortcomings,withtheenhancedawarenessofenvironmentalprotectionandthe

7、healthrequirementsoftheincrease,thepoorperformanceoftherangehoodsgraduallycannotmeettheneedsofthepeople.Inordertoenergysavingandenvironmentalprotection,nonoise,intelligentoperation,improvingthecookingfumeabsorptionandpurificationrate,fromtheair,wind,noise,bodyresistance,fumepurificationefficiencyres

8、earch.Thewholesystemaccordingtotherequirementsoftheimplementationofthemethod:thelampblackmachineintelligentcontrol,theuseofSTCSeriesMCUminimumsystem,andintegratedinthechipinsidetheA/Dmoduleofsignalsampling.choosethebetterperformanceofMQ-2smokesensingmodule,accuratedetectionofsmokeconcentrationmeasur

9、ement,guaranteethestabilityandaccuracyofthe.usingarelayswitchcircuit,motorcontrol.withLCD1602displayvariousdata.theuseoftransformer,rectifierbridge,7805,7815voltagestabilizingchipcomposedofpowersupplymodule,eachmoduleisprovidedforlampblackmachinesuitablevoltage.consistsofthreetransistors,abuzzer,com

10、posedofanalarmcircuit,whenthefumeconcentrationistoohigh,alarm,security.withpyroelectricinfraredsensormoduleofinduction,wheninasmoke-freenocircumstancescanautomaticallyshutdown,andhasthefunctionofenergyconservation.Accordingtothedesign,thestabilityofthesystem,intelligentcontroloflampblackmachine,clea

11、rdisplaystatus,highpurificationefficiency,lownoise,environmentalprotectionandenergysaving.Keywords:ventilator;MCU;intelligentcontrol;environmentalprotectionandenergysaving引言11 抽油煙機的簡介11.1 抽油煙機的分類11.2 抽油煙機的基本結構21.3 抽油煙機的工作原理21.4 選購油煙機的方法21.5 油煙機的現狀32 系統的基本設計方案和結構32.1 系統的基本設計方案32.2 系統的基本結構43 硬件模塊的設計43

12、.1 單片機最小系統43.1.1STC12C5A60S漪介43.1.2單片機最小系統的原理63.2 電源模塊93.3 油煙檢測模塊113.4 人體傳感模塊113.4.1 熱釋電紅外傳感器的工作原理123.4.2 熱電傳感器的使用133.5 電機控制模塊143.6 顯示模塊143.6.1 LCD1602簡介143.6.2 LCD1602的基本原理163.7 報警模塊174 程序184.1 程序總流程184.2 A/D采樣程序194.3 顯示程序194.4 定時程序205 安裝與調試215.1 元件的檢測安裝焊接215.1.1 元件處理及檢測215.1.2 元件安裝順序225.1.3 焊接的方法2

13、25.2 系統板調試235.2.1 靜態(tài)檢測235.2.2 動態(tài)調試236結論24辭26參考文獻27附錄282 / 45引言油煙機隨著科學技術的發(fā)展和人民生活的質量的提高,油煙機種類繁多,功能齊全,質量可靠,并逐漸走向智能化。油煙機在國外研究全面,技術比較純熟。自從中國第一臺油煙機是我國在德國慕尼黑商品博覽會上引進由帥康生產,中國油煙機行業(yè)經過20多年的發(fā)展,已成為一個較成熟的產業(yè),但存在油煙機行業(yè)標準不規(guī),科研開發(fā)能力弱,技術提升緩慢,環(huán)保能效低,安全問題和污染問題嚴重等制約了行業(yè)的進一步發(fā)展和品質的提高。隨著生活質量的提升,人們對環(huán)保和健康要求越來越高。油煙含有丙烯醛等各種化學物質,對不同

14、年齡層次的人存在各種不同的身體傷害,對眼、鼻、咽喉黏膜有強烈的刺激,可引起慢性角膜炎、鼻炎、咽喉炎、氣管炎、肺炎等疾病,油煙入侵呼吸道,可引起食欲減退、心煩意亂、精神不振、疲乏無力等癥狀,即油煙綜合癥。因此油煙機在廚房中顯得越來越來必須,為了人們的生活質量和身體健康,研究出科學而合理的油煙機是當務之急。目前中國油煙機企業(yè)正抓住新的發(fā)展形勢,加大科技創(chuàng)新,打造新的品牌,提高技術含量,加強售后服務水平,打造有效推廣策略,對油煙機行業(yè)的國家標準進行統一規(guī)劃,注重環(huán)保要求,創(chuàng)造出廣闊的發(fā)展情景,使人們的生活更加環(huán)保健康。1 抽油煙機的簡介抽油煙機是一種凈化廚房環(huán)境的廚房電器。能將廚房對人身體有害的氣體

15、排出廚房凈化空氣。隨著社會的發(fā)展和人們的需求,油煙機的繁多,逐漸智能化,環(huán)?；?。1.1 抽油煙機的分類抽油煙機主要分為三種：一是中式煙機,二是歐式煙機,三是側吸式,四是多媒體智能機。1中式煙機:主要分為老式淺深吸式抽油煙機,淺式抽煙機是普通排氣扇,直接把油煙排到室外。深吸式煙機缺點是占用空間,噪音大,容易碰頭,滴油,使用壽命短,清洗不方便,排污效果不明顯。2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200瓦以上。特點是：外觀漂亮,價格較貴,適合高端用戶群體。多為平網型過濾油網,吊掛式安裝結構。3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

16、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,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。4多媒體智能煙機：采用現代工業(yè)自動控制技術、互聯網技術與多媒體技術的完美組合,為現代智能廚房提供了樣板,帶領現代廚房步入娛樂與享受的動感時代。代表產品是展翼型油煙機。1.2 抽油煙機的基本結構抽油煙機主要有機殼、風道、風機、止回閥、集排油裝置、照明裝置、電源開關和電源線等構成。1機殼：有殼體和面板兩部分組成,采用冷軋薄鋼板表面噴塑處理而成,不僅外形光潔,美觀不

17、生銹,而且耐用度高和易于清潔。目前也比較流行采用鋼化玻璃和不銹鋼材料。2電機：電機是抽油煙機的核心部分,采用全封閉的單相電容運轉式異步電動機；鐵殼全封閉,電機軸承為雙列滾珠軸承,絕緣等級為E極絕緣,啟動電容的容量為4微法左右。3風輪：采用離心式風輪。其直徑為220mm/240mm有硅合金鋁片沖壓而成，經久耐用不變型,動平衡性能好。4風道:為煙氣的通道,由冷軋薄鋼板表面噴塑處理而成,風道結構的合理性決定了整個抽油煙機的排風量和噪音。5止回閥:采用塑料而成,作用是防止煙氣倒灌。6集排煙裝置：由集油盒、排煙管、集油杯和導油環(huán)構成。7照明裝置：普通中世紀采用15-40W白熾螺口燈泡：歐式機、近吸式采用

18、冷光源燈，外有一塊可拆式的透明有機玻璃片,將燈具封閉起來,避免烹飪時油煙沾污和腐蝕燈具,保證電器安全。8電源開關：采用輕觸式開關或機械開關控制工作狀態(tài)。1.3 抽油煙機的工作原理抽油煙機安裝于爐灶上部,接通吸油煙機電源,驅動電機,使得風輪作高速旋轉,使爐灶上方一定的空間圍形成負壓區(qū),將室的油煙氣體吸入吸油煙機部,油煙氣體經過油網過濾,進行第一次油煙分離,然后進入煙機風道部,通過葉輪的旋轉對油煙氣體進行第二次的油煙分離,風柜中的油煙受到離心力的作用,油霧凝集成油滴,通過油路收集到油杯,凈化后的煙氣最后沿固定的通路排出。1.4 選購油煙機的方法在購買的油煙機的事必須考慮的兩個參數：1排煙率：要選擇

19、排煙率高的,因為油煙對人體的呼吸系統會產生傷害,引起煤煙型氟中毒,砷中毒對身體危害大。2負壓：要選擇負壓大的,因為抽油煙機的負壓越大,吸煙能力越強。評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。1.5 油煙機的現狀傳抽油煙機采用的都是吊頂設計，安裝高度一般在700mmfc右，而其主流機型的風機功率大都在200250瓦國家標準要求不能超過200瓦之間,故其有效抽吸半徑大致在300400mmfc右，鍋面就完全在它的風機抽吸圍之外,這樣油煙從鍋面一產生只有部分密度小于空氣的能上升進入風機的抽吸

20、圍外,其余高密度高污染的油煙自然就四處漫延,導致油煙的吸收率低。傳統油煙機在油煙過濾方面,都是采用濾油網方式。有一層、二層或多層,濾孔有方形、菱形、圓形等,目的是寄希望通過濾網把油煙擋住,但這種設計效果非常差,導致油煙的凈化率非常低。平常用的抽油煙機除了存在吸收率和凈化率低之外,還有功耗大、噪音大、清潔不便、非智能化、非環(huán)?；雀鞣N缺點。本次課題設計的抽油煙機系統,就是為了提高油煙機油煙的吸收率和凈化率,降低功耗和噪音,使清潔方便,對各種狀態(tài)進行顯示,智能化操作,做到環(huán)保節(jié)能。2 系統的基本設計方案和結構2.1 系統的基本設計方案本課題是基于單片機技術實現油煙機的智能控制系統。主要任務是能制作

21、出一個油煙機的系統模型,實現對油煙機的智能控制,可檢測濃度并控制抽風機的檔位?；疽螅?選擇好合適的傳感器測量出油煙的濃度；2根據油煙的濃度控制抽風機的檔位；3在無人的情況下能自動關機。根據設計的基本要求,制定出對應的方案如下：1為對油煙機進行智能控制，使用STC系列的單片機最小系統。對信號進行采樣，用集成在單片機里面的A/D模塊，避免在外面用DAC0832&成的電路進行采樣，變得廉價簡單。通過合理的編程就可以對整個油煙機進行智能控制。2為比較準確的檢測出油煙的濃度，選擇性能較好的MQ-2的煙霧傳感模塊。保證測量的穩(wěn)定性和精確性。3利用固態(tài)繼電器組成開關電路,對電機進行控制。4由于要顯示油煙

22、的濃度、抽風機的檔位和定時的時間等各種狀態(tài),數據比較多,采用1602顯示。雖然多個數碼管組合也能實現,相對比較廉價,但數量多,影響板的整體美3 / 45觀，且顯示不直觀。5整個板的運轉，必須要有電源。利用整流橋堆、7805、7815穩(wěn)壓芯片等組成電源模塊，為油煙機的各個模塊提供合適的電壓。6當油煙濃度比較高的時候，必須進行報警。因此設計由三極管、蜂鳴器等組成的一個報警電路。7當在無煙無人的情況下能自動關機，則用熱釋電紅外傳感模塊對人進行感應。2.2系統的基本結構系統的基本結構主要是分為檢測部分和控制部分，其中檢測部分包括煙霧檢測電路和熱釋電紅外傳感電路；控制部分包括STC系列的單片機最小系統、

23、抽油煙機開關電路、聲音報警電路、液晶顯示電路。系統結構框圖如圖2-1:圖2-1系統結構框圖各模塊的基本功能簡介如下：1單片機最小系統：進行合理的編程對油煙機實現智能控制。2油煙檢測模塊:對油煙的濃度進行檢測。3熱釋電紅外傳感模塊：對有無人進行感應。4電機控制模塊:對電機進行開關控制。5報警模塊：當油煙濃度過高會進行報警。6電源模塊：對整個系統提供合適的電壓。3硬件模塊的設計3.1 單片機最小系統3.1.1STC12C5A60S漪介STC12C5A60S2/AD/PWMU單片機是宏晶科技生產的單時鐘/機器周期勺單片機,是高速/低功耗/超強抗干擾的新一代8051單片機,指令代碼完全兼容傳統8051

24、,但速度快8-12倍。部集成MAX81改用復位電路,2路PWM,略高速10位A/D轉換,針對電機控制,強干擾場合?；咎攸c：1增強型8051CPU,仃單時鐘/機器周期，指令代碼完全兼容傳統8051。2工作電壓：STC12C5A60S2列工作電壓：5.5V-3.3V5V單片機STC12LE5A60S2系列工作電壓：3.6V-2.2V3V單片機。3工作頻率圍：0-35MHZ,相當于普通8051的0-420MHz。4用戶應用程序空間8K/16K/20K/32K/40K/48K/52K/60K/62K字節(jié)。5片上集成1280字節(jié)RAM。6通用I/O口36/40/44個,復位后為：準雙向口/弱上拉普通8

25、051傳統I/O口可設置成四種模式：準雙向口/弱上拉,推挽/強上拉,僅為輸入/高阻,開漏。每個I/O口驅動能力均可達到20mA但整個芯片最大不要超過55mA7ISP在系統可編程/IAP在應用可編程，無需專用編程器，無需專用仿真器可通過串口P3.0/P3.1直接下載用戶程序,數秒即可完成一片。8有EEPROM9看門狗。10部集成MAX81%用復位電路外部晶體12M以下時，復位腳可直接1K電阻到地。11外部掉電檢測電路:在P4.6口有一個低壓門檻比較器,5V單片機為1.32V,誤差為+/-5%,3.3V單片機為1.30V,誤差為+/-3%。12時鐘源：外部高精度晶體/時鐘，部R/C振蕩器。用戶在下

26、載用戶程序時，可選擇是使用部R/C振蕩器還是外部晶體/時鐘。常溫下部R/C振蕩器頻率為：5.0V單片機為：11MH15.5MHz;3.3V單片機為：8MHz12MHz精度要求不高時,可選擇使用部時鐘,但因為有制造誤差和溫漂,以實際測試為準。13共4個16位定時器，兩個與傳統8051兼容的定時器/計數器,16位定時器T0和T1,沒有定時器2,但有獨立波特率發(fā)生器,做串行通訊的波特率發(fā)生器,再加上2路PCA模塊可再實現2個16位定時器。142個時鐘輸出口,可由T0的溢出在P3.4/T0輸出時鐘,可由T1的溢出在P3.5/T1輸出時鐘。15外部中斷I/O口7路,傳統的下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷,并新

27、增支持上升沿中斷的PCA1塊,PowerDown模式可由外部中斷喚醒，INT0/P3.2,INT1/P3.3,T0/P3.4,T1/P3.5,RxD/P3.0,CCP0/P1.3,CCP1/P1.4。16PWM2/PCA可編程計數器陣列，2路可用來當2路D/A使用，可用來再實現2個定時器，也可用來再實現2個外部中斷上升沿中斷/下降沿中斷均可分別或同時支持。17A/D轉換，10位精度ADC共8路,轉換速度可達250K/S秒鐘25萬次。18通用全雙工異步用行口UART由于STC1臻列是高速的8051，可再用定時器或PCAC件實現多用口。19STC12C5A60S2列有雙串口，后綴有S2標志的才有雙

28、串口，RxD2/P1.2可通過寄存器設置到P4.2,TxD2/P1.3可通過寄存器設置到P4.3。20溫度圍：-40-+85C工業(yè)級/0-75c商業(yè)級。21封裝：PDIP-40,LQFP-44,LQFP-48。I/O口不夠時，可用2到3根普通I/O口線外接74HC164/165/595均可級聯來擴展I/O口，還可用A/D做按鍵掃描來節(jié)省I/O口,或用雙CPU三線通信，還多了用口。3.1.2單片機最小系統的原理單片機的最小系統主要由STC12C5A60S2復位電路、晶振電路、RS232模塊組成,實現對系統的控制和基本操作。電路如圖3-1所示：二二333EEZET晶振電踣ePa JM-TI FKT

29、O.P4F 4復位電踣fK ICSTF43二二匚口LT門4口 Evoc 二 KE riw icwP：戈用岫NCk.O：.1*0 L： AD 3 % 邙二丁的癡441 時罩心 刖箝七啕 拋，：HIM飛P2 j. TJZ! ?：4!圖3-1單片機最小系統原理圖工作原理如下：1復位電路：無論是在單片機剛開始接上電源時，還是運行過程中發(fā)生故障都需要復位。復位電路用于將單片機部各電路的狀態(tài)恢復到一個確定的初始值，并從這個狀態(tài)開始工作。按鍵復位電路中，當按鍵沒有按下時，電路同上電復位電路。當在單片機運行過程中，按下RESET1,已經充好電的電容會快速通過電阻的回路放電，從而使得RST弓I腳上的電位快速變?yōu)?/p>

30、高電平，此高電平會維持到按鍵釋放，從而滿足單片機復位的條件實現按鍵復位。2時鐘電路：單片機工作時，從取指令到譯碼再進行微操作，必須在時鐘信號控制下才能有序地進行，時鐘電路就是為單片機工作提供基本時鐘的。時鐘信號產生的方式有兩種：部時鐘方式和外部時鐘方式。這里采用是部時鐘方式，在單片機XTAL1和XTAL2引腳上跨接上一個晶振和兩個穩(wěn)頻電容，可以與單片機片的電路構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器。晶振頻率為12MHz瓷片電容C10C11的值30PF,外接電容的作用是對振蕩器進行頻率微調，使振蕩信號頻率與晶振頻率一致，同時起到穩(wěn)定頻率的作用。3RS232模塊：使用Max232將單片機的第二串口引出，通過DB

31、9接口實現與外界用口通信。4STC12C5A60S2A/D化器：A/D轉換器的結構因為要對模擬信號的濃度值轉化成數字信號的電壓，應用到單片機里的A/D轉化器。STC12C5A60AD/S系列帶A/D轉換的單片機的A/D轉換口在P1口,有8路10位高速A/D轉換器，速度可達到250KHz8路電壓輸入型A/D,可用于溫度檢測、電池電壓檢測、按鍵掃描、頻譜檢測等。上電復位后P1口為弱上拉型I/O口，用戶可以通過軟件設置將8路中的任何一路設置為A/D轉換，不需作為A/D使用的口可繼續(xù)作為I/O口使用。當AUXR.1/ADRJ=0時,A/D轉換結果寄存器格式如下:WC_RE5HADCtiSf|.A1AD

32、C應|.I.I.I.I.I.|adcbadcjw|ADC_RESL1jO當AUXR.1/ADRJ=1時,A/D轉換結果寄存器格式如下:ADC_RESI;I.A.nrjitatv4百anrn-iuadcmemackruadcnoADCRESLIfMlMl.Ml-IMIMSTC12C5A60S系列單片機ADCtt多路選擇開關、比較器、逐次比較寄存器、10位DAC轉換結果寄存器ADC_RESADC_RESLADC_CONTR成。STC12C5A60S系列單片機的ADO逐次比較型ADC逐次比較型ADC由一個比較器和D/A轉換器構成，通過逐次比較邏輯，從最高位MSB開始，順序地對每一輸入電壓與置D/A轉

33、換器輸出進行比較，經過多比較，使轉換所得的數字量逐次逼近輸入模擬量對應值。逐次比較型A/D轉換器速度高，功耗低的優(yōu)點。如上圖所示，通過模擬多路開關，將通過ADC0-7的模擬量輸入送給比較器，用數/模轉換器DAC轉換的模擬量與本次輸入的模擬量通過比較器進行比較，將比較結果保存到逐次比較器，并通過逐次比較寄存器輸出轉換結果。A/D轉換結束后，最終的轉換結果保存到ADC專換結果寄存器ADC_RES和ADC_RESI時置位ADC空制寄存器ADC_CONTR的A/D轉換結束標志位ADC_FLAG,以供程序查詢或發(fā)出中斷申請。模擬通道的選擇控制由ADC空制寄存器ADC_CONTR勺CHS2-CHS0定。A

34、DC的轉換速度由ADC空制寄存器中的SPEED和SPEED0!定。在使用ADC前，應先給ADC電，即置位ADC空制寄存器中的ADC_POWER當ADRJ=0寸，如果取10位結果，則按下面公式計算：10-bitA/DConversionResult:=1024Vin/Vcc當ADRJ=0寸，如果取8位結果，按下面公式計算：8-bitA/DConversionResult:=256Vin/Vcc當ADRJ=1時，如果取10位結果，則按下面公式計算：10-bitA/DConversionResult:=1024Vin/Vcc式中：Vin為模擬輸入通道輸入電壓，Vcc為單片機實際工作電壓，用單片機工作

35、電壓作為模擬參考電壓。ADC空制寄存器ADC_CONTRADC_CONTR存器的格式如下：EFRnnmeAd加器bitB7B6B5B4B3B2BlBOADCCOSTRBCHr.j：rzADC_POtRSPEEDlSPEEDCADC-FLAG,WC_START匚府CHSlCHStADC_CONTRADC空制寄存器。對ADC_CONTR存器進行操作，不用與和或語句，直接用MOV武值語句。ADC_POWER:ADC控制位。0:關閉A/D轉換器電源；1:開A/D轉換器電源。進入空閑模式前，將ADOfe源關閉，即ADC_POWER廣珀動A/D轉換前一定要確認A/D電源已打開,A/D轉換結束后關閉A/D電

36、源，可降低功耗。初次打開部A/D轉換模擬電源,需適當延時，等部模擬電源穩(wěn)定后，再啟動A/D轉換。啟動A/D轉換后,在A/D轉換結束之前，不改變任何I/O口的狀態(tài)，有利于高精度A/D轉換，若能將定時器/用行口/中斷系統關閉更好。SPEED1,SPEED0真數轉換器轉換速度控制位表3-1A/D轉化速度控制位Speed1Speed0A/D轉化的時間1190個時鐘周期轉換一次,CPU工作的頻率21M時，轉化的速度約250KHz10180個時鐘周期轉化一次01360個時鐘周期轉化一次540個時鐘周期轉化一次STC12C5A60S2歹1單片機的A/D轉換模塊說使用的時鐘是部R/C振蕩器所產生的系統時鐘，不

37、使用時鐘分頻寄存器CLK_DIV寸系統時鐘分頻后所產生的供給CPUX作所使用的時鐘?？梢宰孉DC用較高的頻率工作，提高A/D的轉換速度；讓CPU用較低的頻率工作，降低系統的功耗。ADC_FLAG模數轉換器轉換結束標志位，當A/D轉換完成后,ADC_FLAG=像由軟件清0。不管是A/D轉換完成后由該位申請產生中斷，還是由軟件查詢該標志位A/D轉換是否結束，當A/D轉換完成后，ADC_FLAG=1,一定要軟件清0。ADC_STAR模數轉換器ADC轉換啟動控制位，設置為1時，開始轉換，轉換結束后為0。CHS2/CHS1/CHS0模擬輸入通道選擇，CHS2/CHS1/CHS0A/D轉換結果寄存器ADC

38、_RESADC_RESL用于保存A/D轉換結果。3.2 電源模塊電源模塊主要由變壓器、整流橋堆、穩(wěn)壓芯片78057815、電容組成，將交流電壓轉化直流電壓，滿足系統各個模塊的電壓需求。原理圖如圖3-2所示：圖3-2電源模塊圖1變壓器：通過變壓器將交流電壓轉化成適合于整流的交流電壓?；竟ぷ髟恚寒斠粋€交流電壓U1接到初級繞組的線圈時，由于交流電的強度和極性是不停地正、負交替變化，因此初級繞組的線圈所產生的磁力線數目也不停改變。由于磁場強度的不斷變化，出現電磁感應現象，促使纏繞在同一鐵芯上的另一端線圈產生感應電動勢U2.變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈有交流電流時，鐵芯或磁芯中

39、便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓或電流。變壓器由鐵芯或磁芯和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。計算公式：根據P入=P出可得U1/U2=N1/N2,即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數成正比。2整流橋堆：整流橋堆是由四只整流二極管作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強散熱。整流橋品種多：有扁形、圓形、方形、板凳形等。主要功能是將次級的交流電壓變換成單向脈動的直流電壓。因為流過橋式電路中每只整流二極管的電流為ID=1/2Ima=1/2IOma=1/20.5=0.25每只整流二極管承受的最大反

40、向電壓為URM.2Umax220(110%)31(V)選用三極管IN4001，其參數為：Id=1A,UR=100M可見能滿足要求。3濾波電容的選擇：濾波電路將脈動的直流電壓變換成平滑的直流電壓。在穩(wěn)壓芯片前面接入C19C20C21C22,可以防止由輸入引線過長所帶來的電磁感應而產生的自激振蕩。在穩(wěn)壓芯片后面接入C28C23容量較大的電解電容，是用來進一步減少輸出紋波和低頻干擾。C27C29是用來減小由于負載電流瞬間變化而引起的高頻干擾。一般濾波電容的設計原則是，取其放電時間常數RLC是其充電周期的確25倍。對于橋式整流電路，濾波電容C的充電周期等于交流周期的一半，即RO25T/2=25/2f,

41、由于=2兀故RO兀，取RC=3幾則C=3兀/R。其中R=U/Ii,所以濾波電容容量為C=3i/2JU=0.5/27tx5022=0.681X03。取C=1000nF。電容耐壓值應考慮電網電壓最高、負載電流最小時的情況。5ma=1.1X2U2ma)=1.1X42浸0=31.1綜合考慮波電容可選擇C=100QiF,50Vl勺電解電容。4集成三端穩(wěn)壓芯片：因為三端固定集成穩(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經常采用，可用來改裝分立元件的穩(wěn)壓電源，也可用作電子設備的工作電源。通過7815、7805與合適濾波電容組成穩(wěn)壓電路，使直流輸出的電壓為穩(wěn)定。輸出值為15V、5V電壓，以滿足系統各個模塊的電壓輸入需要。

42、注意：三端集成穩(wěn)壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯，不然容易燒壞。一般三端集成穩(wěn)壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V,否則不能輸出穩(wěn)定的電壓，一般應使電壓差保持在4-5V,即經變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應比穩(wěn)壓值高一些。當制作中需要一個能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯起來，使其最大輸出電流為N個1.5A。但應用時需注意：并聯使用的集成穩(wěn)壓電路應采用同一廠家、同一批號的產品，以保證參數的一致；另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個別集成穩(wěn)壓電路失效時導致其他電路的連鎖燒毀。在實際應用中，應在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器當然小功率的條件下不

43、用。當穩(wěn)壓管溫度過高時，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。3.3 油煙檢測模塊油煙檢測模塊主要功能是用于油煙濃度的檢測。主要特點：擁有信號輸出指示和模擬量輸出、TTL電平雙路輸出；模擬量輸出的圍0-5伏，濃度越高輸出的電壓越高，TTL輸出的有效信號是低電平；對煙霧的靈敏度高，壽命長，穩(wěn)定性好，還有快速的響應恢復特性。電路如圖3-3所示：VCCVCCVCC圖3-3油煙檢測模塊的原理圖工作原理如下：當傳感器QM-N10僉測至心由煙時，比較器LM393管腳2點的電壓值，跟傳感器檢測到氣體的濃度成正比，當濃度值超過電位器RP設定的閥值時，比較器2腳的點位高于3腳的電位，比較器1腳輸出低電平，LED燈亮,R3為

44、LED燈限流電阻，C1為濾波電容。即傳感器輸出低電平，有模擬信號；當沒有信號的時候，傳感器輸出高電平，等于電源電壓。改變電位器RP的值，調節(jié)傳感器的靈敏度。如果選擇AOUT模擬量輸出，與電位器值無關,直接將AOUT卻與帶有AD功能的單片機連接即可。設定傳感器輸出電壓值為參考電壓,AOU礎的電壓在1V左右，當傳感器檢測到被測氣體時電壓每升高0.1V,實際被測氣體的濃度增200Ppm!這樣就可以把測得電壓與濃度形成一個對應的關系，通過單片機來調節(jié)實現測量。注意：傳感器通電后，需要預熱20S左右，測量的數據才能穩(wěn)定。傳感器發(fā)熱屬于正?，F象，因為部有電熱絲，但不能燙手。3.4 人體傳感模塊熱釋電紅外傳

45、感器是一種能檢測動物或動物發(fā)射的紅外線而輸出電信好的傳感器。熱釋電紅外傳感器在生活中廣泛的應用于樓道的自動開關、防盜報警器、監(jiān)視器、自動門鈴等智能化控制，具有很廣闊的發(fā)展情景。3.4.1 熱釋電紅外傳感器的工作原理圖3-4熱釋電紅外傳感器原理圖工作原理如下：當傳感器檢測到人體時，由于熱釋電效應會產生一個很微弱的電壓，通過放大器9014進行功率放大,經過C7濾波,U5限幅，輸入到比較器LMV321管月卻3,當電壓值超過電位器R限定的閥值時，比較器3腳的點位高于1腳的電位，比較器1腳輸出低電平，LED燈亮,R13為LED燈限流電阻，C8為濾波電容。即傳感器輸出低電平,有模擬信號；當沒有信號的時候，

46、傳感器輸出高電平,等于電源電壓。改變電位器R16的電阻值,可以調節(jié)傳感器的靈敏度。熱釋電紅外傳感器的基本原理是熱釋電效應，是指由于溫度的變化而引起晶體表面荷電的現象。熱釋電傳感器是對溫度敏感的傳感器。它由瓷氧化物或壓電晶體元件組成，在元件兩個表面做成電極，在傳感器監(jiān)測圍溫度有AT的變化時，熱釋電效應會在兩個電極上會產生電荷AT的變化時，熱釋電效應會在兩個電極上會產生電荷AQ,即在兩電極之間產生一微弱的電壓AV。由于它的輸出阻抗極高，在傳感器中有一個場效應管進行阻抗變換。熱釋電效應所產生的電荷AQ會被空氣中的離子所結合而消失，即當環(huán)境溫度穩(wěn)定不變時，AT=0,則傳感器無輸出。當人體進入檢測區(qū)，因

47、人體溫度與環(huán)境溫度有差別，產生AT,則有AT輸出；若人體進入檢測區(qū)后不動，則溫度沒有變化，傳感器也沒有輸出。所以這種傳感器檢測人體或者動物的活動傳感。為了提高探測器的探測靈敏度以增大探測距離，一般在探測器的前方裝設一個菲爾透鏡，透鏡是用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學系統的透鏡，在探測器前方產生一個交替變化的盲區(qū)和高靈敏區(qū)”，以提高它的探測接收靈敏度。當有人從透鏡前走過時，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從盲區(qū)進入高靈敏區(qū),這樣就使接收到的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入,從而強其能量幅度,和放大電路相配合,可將信號放大70分貝以上,測出10-20米圍人的行動

48、。因為人體輻射紅外線中心波長為9-10um,探測元件的波長靈敏度在0.2-20um圍幾乎穩(wěn)定不變,因此在傳感器頂端開設了一個裝有濾光鏡片的窗口,這個濾光片可通過光的波長圍為7-10um,能進行人體紅外輻射的探測,而其他的紅外線被濾光片吸收,就能制成一種專門用作探測人體輻射的紅外線傳感器。3.4.2 熱電傳感器的使用使用熱釋電傳感器時的注意之點：1直流工作電壓必須符合要求的數值,過高和過低都會影響模塊性能,而且要求電源必須經過良好的穩(wěn)壓濾波。一般用變壓器的電源并經過三端穩(wěn)壓芯片穩(wěn)壓后再通過220UF和0.1UF的電容濾波后供電。2調試時人體盡量遠離感應區(qū)域,避免人體離模塊太近模而感應,造成一直有

49、輸出；調試時人體不要觸摸電路部分避免影響模塊工作。3模塊不接負載時能正常工作,接上負載后工作紊亂。一種原因是因為電源容量很小負載比較耗電,負載工作時引起的電壓波動導致模塊誤動作；另一種原因是負載得電工作時會產生干擾。如繼電器或者電磁鐵等感性負載會產生反向電動勢，315M發(fā)射板工作時電磁輻射等都會影響模塊。解決辦法如下：A、電源部分加電感濾波。B、采用負載和模塊使用不同的電壓的方法。例如：負載使用24V工作電壓，模塊使用12V工作電壓，其間用三端穩(wěn)壓器隔離。C:使用更大容量的電源。4人體感應模塊只能工作在室并且工作環(huán)境應該避免、強烈燈光直接照射,如果工作環(huán)境有強大的射頻干擾,可以采用屏蔽措施。若

50、遇有強烈氣流干擾,關閉門窗或阻止對流。感應區(qū)盡量避免正對著發(fā)熱電器和物體以及容易被風吹動的雜物和衣物。5人體感應模塊建議安裝在密封的盒里,否則可能一直會有輸出信號。6如果要求人體感應模塊的探測角度小于90度時,可以用不透明膠紙遮擋鏡片或裁剪縮小鏡片來實現。7人體感應模塊采用雙元探頭,人體的手腳和頭部運動方向與感應靈敏度有著密切的聯系,而且紅外模塊的特性決定了無法精確控制感應距離。8模塊中的探頭PIR可以裝焊在電路板的另一面。也可將探頭用雙芯屏蔽線延長,長度應在20厘米以為好。3.5 電機控制模塊電機控制模塊主要由光電耦合器、繼電器、電機、電阻組成。電路如圖3-5所示:圖3-5電機控制模塊工作原

51、理如下：當P2RP21、P22、P23為高電平時，光耦合器里面的發(fā)光二極管不導通，不能通過光電耦合使集電極與發(fā)射極之間導通，進而繼電器也不能導通，不能控制電機；當為低電平時，發(fā)光二極管導通，通過光電耦合使集電極與發(fā)射極之間導通。當導通時，繼電器處于高電平，導通，進而能控制電機。由于有四路,通過單片機控制P20P21、P22、P23的高或低電平的控制，使電路并于的電阻值不同，使電路的電流不同，即能控制電機的轉速。3.6 顯示模塊顯示模塊采用LCD1602夜晶顯示，通過單片機的控制，對濃煙的濃度、電機的檔位、電機的狀態(tài)、定時的時間等進行顯示，直觀。3.6.1 LCD1602簡介字符型液晶顯示模塊是

52、一種專門用于顯示字母、數字、符號等點陣式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模塊。1LCD1602勺基本參數LCD160汾為帶背光和不帶背光兩種，基控制器大部分為HD44780帶背光的比不帶背光的厚,是否帶背光在應用中并無差別。LCD160八要技術參數如下：顯示容量：16X2個字符芯片工作電壓：4.55.5V工作電流20mA模塊最佳工作電壓:5.0V字符尺寸:2.95X4.35VWmm2引腳功能說明1602LCDS用標準的14腳無背光或16腳帶背光接口表3-2各引腳接口說明編力符號引腳說明編力符號引腳說明1VSS電源地9D2數據2VDD電源正極10D3數據3VL液晶顯示

53、偏壓11D4數據4RS數據/命令選擇12D5數據5R/W讀/寫選擇13D6數據6E使能信號14D7數據7D0數據15BLA背光源正極8D1數據16BLK背光源負極31602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊部的控制器共有11條控制指令。表3-3控制命令表序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發(fā)生存貯器地址0001字符發(fā)生存貯器地址8置數據存貯器地址001顯示數據存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數器地址10寫數至UCGRA喊DDRAM10要寫的數據容11從CGRA喊DDRA讖數11讀出的數據容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。說明：1為高電平、0為低電平指令1：清顯示，指令碼01H,光標復位到地址00H位置。指令2:光標復位，光標返回到地址00H指令3:光標和顯示模式設置I/D:光標移動方向，高電平右移，低電平左移S:屏幕上所有文字是否左移或