發布時間：2010年03月18 摘　要：介紹了單片機應用于空氣干燥器中的一種設計方法。該干燥器具有自動化程度高、安全性好、可靠性高、使用方便、再生工藝先進等特點。
關鍵詞：單片機；干燥器；自動化；再生
　　隨著現代社會生活水平的提高，人們對衛生狀況更為關注，市場上出現了大量利用空氣電離產生臭氧進行消毒的家用消毒器械。但幾乎所有的產品都存在著臭氧產量不均、連續工作性能較差的缺陷。究其原因，主要還是對進入臭氧發生器的空氣前期處理不夠。要保證臭氧發生器高效、長期穩定工作，必須對空氣進行凈化和干燥處理。現在所用的空氣干燥方式主要是冷凍干燥或變壓吸附干燥。但由于干燥設備體積大、成本高，還僅應用于工業產品中，在民用產品上，有部分采用變色硅膠進行干燥，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，即對外部進入的空氣進行凈化干燥處理，B管處于等待或加熱再生狀態。當A管失效后進行切換，B管轉為工作，A管轉為再生，如此循環工作。因此干燥器的控制系統應達到如下要求：
　　 （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行自動切換。
　　 （4）當加熱管加熱失控時，應有過熱保護功能。
　　 （5）干燥器失效（壽命終結）或加熱失控時應能發出 聲光報警。
2　電路組成
　　 為確保干燥器控制系統的可靠實現，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／計數器；1個5向量二級中斷結構；1個全雙工串行口；1個精密模擬比較器以及片內振蕩器及時鐘電路等。為充分利用單片機的內部資源，將AT89C2051用于非總線方式，并采用了虛擬I2 C總線技術，現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溫度設定電位器W以及相應的電阻元件組成，比較器的輸出分別連接到AT89C2051的P3．0和P3．7口線。當溫度的測量值低于設定值時，單片機驅動繼電器械J1或J2吸合，加熱管通電加熱，反之，停止加熱。在程序設計時做了回差設計，避免加熱管頻繁開關。
2．2　輸出驅動電路
　　 干燥器的4個交流負載：加熱管A、加熱管B、冷卻風扇電機D、換向電磁閥T（接通工作管，切斷再生管）由驅動電路驅動，4個驅動電路由光偶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，四個交流負載的工作狀態由單片機P1．6～P1．3的高低電平決定。電路不但可以實現強弱電的隔離，也提高了系統的抗干擾能力。
2．3　掉電保護和計時電路
　　 為使系統可靠工作，并保存干燥器工作時間、再生時間以及系統停電時間等，設計了掉電保護和計時電路，選用HT7044作為電源監視器，掉電時，HT7044輸出低電平送至單片機的P3．2，CPU立即響應中斷，將各種時間數據保存。裝置中的數據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構成的虛擬I2C總線上，這樣可簡化系統結構，節省I／O線。
2．4　超溫保護電路
　　 為防止加熱管失控而燒壞干燥器，設計了超溫保護電路。保護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，可以實現聲音、燈光提示，完成A、B管再生顯示或故障報警。
3　系統軟件設計
　　 控制系統的軟件采用模塊化結構，由主程序、再生子程序、掉電保護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結語
　　 該裝置安全可靠，使用方便，干燥空氣露點低，連續工作性好，再生工藝修正極其方便，只需調整幾個參數，就可修正再生工藝，適用于不同要求的空氣干燥器?，F已成功地用于某出口產品上，具有明顯的經濟效益。
參考文獻
［1］余永權．Flash單片機原理及應用［M］．北京：電子工業出版社，1997．
［2］何立民.單片機高級教程-應用與設計[M].北 京：北京航空航天大學出版社，2000．
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