2022年单片机的高压静电除尘器的设计方案.docx

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1、精品学习资源X X 学院单片机原理与应用课程论文院系名称专业 班 级）姓名 学 号）指导教师运算机科学与技术专业课 程 论 文 题 目基于单片机的空气净化机的设计2021 年 5 月 日欢迎下载精品学习资源一绪论1. 引言空气净化器具有滤去尘埃、排除异味及有害气体、双重灭菌、释放负离子等功能；它通过电机使室内空气循环流淌，被污染的空气通过机内的空气过滤器后将各种污染物清除或吸附，然后经过装在出风口的负离子发生器，将空气不断电离，产生大量负离子，被微风送出，形成负离子气流， 达到清洁、净化空气的目的；目前，国内外空气净化器产品普遍采纳的净化技术主要有：紫外线净化、光触媒净化、等离子体净化、过滤净

2、化 和接地的阳极板之问所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳极板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，就使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒就沉积于阳极板上，从而得到净化的气 体；该技术只对颗粒物等大粒子气体有成效，主要用于除尘；图 1-1 静电除尘器的工作原理图欢迎下载精品学习资源三硬件设计1. 温度掌握系统的硬件设计显示器欢迎下载精品学习资源键盘时钟电复位电电源AT89S 51单片机A/ D转放大电换器外部掌握电路传感器采集信欢迎下载精品学习资源图 3-1主电路图框图2. 信号

3、采集电路的设计如图 3-2 所示是设计中热敏电阻测量原理电路，由电源、电阻电桥、运放和输出四部分组成；电源部分包括 R4、R6、 C1、 U1B；R4、R6 为分压电路， C1 主要滤除 Vcc 中的纹波， U1B为 LM324运算放大器，工作于电压更随方式，其特点是输入阻抗高、输出阻抗低，为后级电桥供应稳固的电流；电桥由 R1、R2 、R3、R13 组成，当外界温度发生变化时，通过调剂R13 使电路产生补偿电压，属于电位补偿；运放电路由R7、 R8、R9、R10 及 U1A 组成，这是一种灵敏度较高的电桥放大电路，放大倍数由R9/R 8 得到；输出电阻由R4、 R12 、R14 、D1 组成

4、，调剂 R14 可以调整输出电压幅度；D1 主要用于防止输出负电压，爱护后级A/D 电路；图 3-2 信号采集电路欢迎下载精品学习资源3. 复位电路如何进行复位呢？只要在单片机的RST 引脚上加上高电平，就可以了，复位时间不少于5ms；为了达到这个要求，需要在外部设计复位电路；复位电路的实现可以用多种方法，但是从功能上一般分为两种：一种是电源复位，即外部的复位电路在系统通上电源之后直接使单片机工作，单片机的起停通过电源掌握；另一种方法是在复位电路中设计按键开关，通过按键开关触发复位电平掌握单片机的复位；从原理上说，一般采纳高电复位电路；这种复位电路的工作原理是：通电时，电容两端相当于短路，于是

5、RST 引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电，RST 端电压渐渐下降， 降到肯定程序，即为低电平，单片机开头正常工作；图 3-3 单片机的复位电路4. 显示与键盘电路的设计1）显示选用的是共阴极七段码LED 数码管显示；.DS1欢迎下载精品学习资源1 a2 b3 cf4 d5 ee6 f7 gDPYabgcddp欢迎下载精品学习资源8 dp00.图 3-4 共阴极七段码LED 数码管芯片引脚在该设计中采纳的LED 数码管用的是共阴极接法，其中LED 的 1 8 号引脚分别接芯片74LS164 的 A H 引脚，用LED 数码管实现数字显示；欢迎下载精品学习资源图 3-5单片机的显示和键盘

6、连接图2 ）用 AT89S51单片机芯片串行口的方式0 的输出方式，在串行口外接移位寄存器74LS164 ，构成键盘和显示器接口，其硬件接口如图3-5 图中只画出三位LED 静态显示和16 个按键，依据需要可以扩展）；采纳静态显示，软件设计比较简洁，节省CPU的资源；5. 单片机的挑选1 AT89S5单片机芯片引脚功能说明1）主电源引脚Vss 和 Vcc Vss接地； Vcc正常操作时为 +5 伏电源；欢迎下载精品学习资源图 3-6 AT89S51芯片引脚图2）掌握或与其它电源复用引脚RST/VPD， ALE/PROG和 EA/Vpp ； RST/VPD当振荡器运行时，在此引脚上显现两个机器周

7、期的高电平由低到高跳变）， 将使单片机复位；在Vcc 掉电期间，此引脚可接上备用电源，由VPD 向内部供应备用电源，以保持内部RAM中的数据； ALE/PROG正常操作时ALE 的功能是 答应地址锁存）供应并把地址的低字节锁存到外部锁存器，ALE 引脚以不变的频率振荡器的频率）周期性地发出正脉冲信号；因此，它可用 作对外输出的时钟，或用于定时目的；但要留意，每当拜访外部数据储备器时，将跳过一个ALE 脉冲， ALE 端可以驱动 吸取或输出电流）八个LSTTL电路；对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚接收编程脉冲功能）；外部程序储备器读选通信号输出端，在从外部程序储备取指令或数据

8、）期间，在每个机器周期内两次有效；同样可以驱动八LSTTL 输入； EA/Vpp为内部程序储备器和外部程序储备器挑选端；当EA/Vpp为高电平常，拜访内部程序储备器，当EA/Vpp为低电平常，就拜访外部程序储备器；对于EPROM型单片机，在EPROM编程期间，此引脚上加EPROM编程电源 12VVpp ）；6. A/D转换电路设计1） A/D 转换器芯片 ADC0809 简介；8 路模拟信号的分时采集，片内有8 路模拟选通开关，以及相应的通道抵制锁存用译码电路，其转换时间为100 s 左右； ADC0809 的引脚图如图3-7 所示；欢迎下载精品学习资源图 3-7ADC0809 引脚图图中多路

9、开关可选通8 个模拟通道，答应8 路模拟量分时输入，共用一个A/D 转换器进行转换，这是一种经济的多路数据采集方法；地址锁存与译码电路完成表 3-1通道挑选表CBA000001010011100101110111被挑选的通道IN 0IN 1IN 2IN 3IN 4IN 5IN 6IN 7对 A、 B、 C 3 个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道挑选，其转换结果通过三态输出锁存器存放、输出，因此可以直接与系统数据总线相连；欢迎下载精品学习资源SCTARCLKOEEOCIN 0IN 1IN 2IN 3IN 4IN 5IN 6IN 78位模拟开关三态D OD 1A/D输出D 2D 3转锁存D

10、 4换D 5缓冲器D 6地 址ADDAADDB器锁存D 7ADDCALE与译 码V CCGND图 3-8ADC0809 内部规律结构 =+5V, Vref- =-5V；3）、 AT89S51单片机与 ADC0809的接口电路连接主要涉及两个问题；一是8 路模拟信号通道的挑选，二是A/D 转换完成后转换数据的传送；如图 3-11所示模拟通道挑选信号A、 B、C 分别接最低三位地址A0 、A1 、A2 即P0.0 、P0.1 、P0.2 ），而地址锁存答应信号ALE 由 P2.0 掌握，就 8 路模拟通道的地址为0FEF8H 0FEFFH. 此外，通道地址挑选以作写选通信号，这一部分电路连接如图3

11、-12所示；欢迎下载精品学习资源A 0 A 774LS373ALECLKABCAT89S51&D0D7EOCADC0809STIN 0IN 1INTIN 2WRIN 3P2.0IN 4RDALEIN 5OEIN 6IN 7图 3-10 ADC0809与 AT89S51 的连接从图中可以看到，把ALE 信号与 START信号接在一起了，这样连接使得在信号的前沿写入锁存）通道地址，紧接着在其后沿就启动转换；启动 A/D 转换只需要一条MOVX指令；在此之前，要将P2.0 清零并将最低三位与所挑选的通道似乎对应的口地址送入数据指针令，即可启动A/D 转换：DPTR 中；例如要挑选IN 0 通道时，可

12、采纳如下两条指MOV DPTR , #FE00H；送入0809 的口地址MOVX DPTR , A；启动 A/D 转换 IN 0 ）留意：此处的A 与 A/D 转换无关，可为任意值；欢迎下载精品学习资源A 0AA 1BA 2CP2.0&ALESTART图 3-11 ADC0809的驱动地址锁存ALESTARTA/D 启动寄 存器 清图 3-12信号的时间协作7. 掌握电路及掌握方法3-7-1 设计中所挑选的掌握电机转速的方法在设计中使用的是调剂电机的转速来掌握燃料的进给量，从而掌握燃料产生的烟尘的温度，使得静电除尘器所在环境的温度达到掌握，从而可以使静电除尘器在合适的温度下工作， 也提高了工作

13、的效率；在设计中使用的电机转速调剂的方法为转子电路串电阻调速法；设计中的掌握方法使用的是PID 掌握方法；3-7-2 电机的调速方法1） 一般三相鼠笼式；这种电机只能通过变频器转变电源频率和电压调速；2） 三相绕线式电机，可以通过转变串接在转子线圈上的电阻转变电机的机械特性达到调速的目的；这种方式常用在吊车上；长时间工作大功率的绕线式电机调速不用电阻串接，由于电阻会消耗大量的电能；通常是串可控硅，通过掌握可控硅的导通角掌握电流；相当于转变回路中的电欢迎下载精品学习资源阻达到同上成效 ；转子的电能经可控硅组整流后，再逆变送回电网；这种方式称为串级调速；配上好的调速掌握柜，据说可以和直流电机调速相

14、比美；3） 多极电机；这种电机有一组或多组绕组；通过转变接在接线合中的绕组引线接法，转变电机极数调速；最常见的 4/2 极电机用 接；4） 三相整流子电机；这是一种很老式的调速电机，现在很用了；这种电机结构复杂，它的转子和直流电机转子差不多，也有换向器，和电刷；通过机械机构转变电刷相对位置，转变转子组绕组的电动势转变电流而调速；这种电机用的是三相流电，但是，严格上来说，其实它是直流机；原理是有点象串砺直流机；图 3-13电机的调速电路, 存放于 R2 中MOV 29H,R2；本次偏差 ei K 送 29HMOV R3,27H；Ki 送 R3LCALL SMUL；求得 PiMOV 30H,R4；

15、Pi 的高字节送 30HMOV 31H,R5；Pi 的低字节送 31HMOV R2,29H；ei K 送 R2MOV R3,2AH；上次偏差 ei K-1 送 R3 LCALL CPL1LCALL SUM；求得 ei K-e i K-1,存放于 R2 中MOV R3,26H；Kp 送 R3LCALL SMUL；求得 Pp, 高字节存 R4，低字节存 R5MOV R2,30H；Pi 送 R2R3 MOV R3,31HLCALL DSUM；求得 Pi +PPMOV 30H,R4；结果高字节送30HMOV 31H,R5；结果低字节送31HMOV R2,29H；本次偏差 ei K 送 R2MOV R3

16、,2BH；上上次偏差 ei K-2 送 R3欢迎下载精品学习资源LCALL SUM；求得 ei K+ei K-2,存放于 R2 中MOV R3,2AH；上次偏差 ei K-1 送 R3LCALL CPL1；ei K-1 取补码LCALL SUM；求得 ei K+ei K-2-e i K-1, 存放于 R2 中LCALL SUM；求得 ei K+ei K-2-2e i K-1, 存放于 R2 中MOV R3,28H；Kd 送 R3LCALL SMUL；求得 Pd, 高字节存 R4，低字节存 R5MOV R2,30H；取 Pi +Pp MOV R3,31HLCALL DSUM；求得 Pi +Pp+

17、Pd, 高字节存 R4，低字节存 R5MOV R2,2CH；取上次运算的PK-1 MOV R3,2DHLCALL DSUM；求得本次 PK=Pi +Pp+Pd+PK-1MOV 2CH,R4；结果高字节存2CHMOV 2DH,R5；结果低字节送2DHMOV 2BH,2AH；EK-1 送 EK-2MOV 2AH,29H；ei K 送 ei K-1 RET4. 汇编源程序见附录初始化运算 eik, uik更行 ui更行 uik 1）运算 uik）更新 uik 1）返回图 4-2 PID 掌握框图欢迎下载精品学习资源五硬件系统与软件系统的调试1. 软件调试应用 Keil软件调试步骤如下：1）在 Kei

18、l软件中点击 Projec中的 New Project新建一个工程文件2）在工程的子目录中建一个文件，名为Text1.asm注：在 Keil软件中肯定要建一个asm类型的文件，此时Keil才能识别程序；3）输入程序，调试；附录源程序ORG 0000HMOV B,#64HLCALL CPL1LJMP MAINDIV ABLCALL SUMORG 000BHMOV 35H,AMOV A,R2LJMP T00MOV A,BCJNEORG 001BHMOV B,#0AHA,#01AH,OUT04LJMP T100DIV ABLJMPOUT05ORG 0030HMOV 36H,AOUT04:JC OUT

19、05MAIN:MOV R0,#7FHMOV 37H,BSETBP1.2MAIN1:MOV R0,#00HMOV A,43HLJMPOUT06DJNZ R0,MAIN1CJNEOUT05:MOV 26H,#12HMOV SP,#60HA,#3aH,OUT01MOV 27H,#1HMOV08H,#32HMOVA,42HMOV 28H,#1HMOV0FH,#20HCJNELCALL PIDMOV10H,#20HA,#98H,OUT01MOV TH1,2CHMOV TMOD,#11HMOV42H,#00HMOV TL1,2DHMOV TH0,#0FCHMOV43H,#00HSETB TR1MOV TL

20、0,#18HLCALL SAMPSETB ET1SETB TR0SETB2FH.1LJMP OUT06SETB ET0OUT01:JNBOUT02:MOVA,45HSETB IT02FH.1,OUT02CJNESETB EX0LCALL FILTERA,#03H,OUT06SETB EACLR2FH.1MOVA,44HSETB 2FH.4SETB 2FH.2CJNEBEGIN:MOV R2,25HA,#0E8H,OUT06DIS00: MOV A,09HMOV R3,24HMOV44H,#00H欢迎下载精品学习资源MOV45H,#00HPOPBPUSH PSWMOVTH1,2CHPOPACCP

21、USH DPHMOVTL1,2DHSETBET1PUSH DPLSETBTR1RETICLR RS1SETBET1KEY1:MOV 30H,#01HSETB RS0欢迎下载精品学习资源OUT06: JB 2FH.4,OUT07 JNB 2FH.2,BEGBEG:LJMP BEJIN OUT07: ； MOV 24H,#56HMOV R0,24H LCALLTRANSF MOV32H,R0 MOV33H,R1 MOV34H,R2MOV25H,#0FFH MOVR0,25H LCALLTRANSF MOV35H,R0 MOV36H,R1 MOV37H,R2 CLR2FH.2CLR2FH.4 LJM

22、P BEGINT100:CLR ET1 PUSH ACC PUSH B PUSH PSW PUSH DPH PUSH DPL CLR P1.2 POPDPL POPDPH POPPSWMOV A,#01H ADD A,09H MOV 09H,A MOV A,#00H ADDC A,13H MOV 13H,A RETKEY2:MOV 30H,#02H MOV A,#0AH MOV B,09HMUL AB SWAP A ADD A,B SWAP A MOV 09H,A RETKEY3:MOV 30H,#03H CLR CMOV A,#01H XCH A,09H SUBB A,09H MOV 09H

23、,A RETKEY4:MOV 30H,#04H MOV 09H,#00H RETT00:CLR EAPUSH ACC PUSH BMOV TH0,#0FCH MOV TL0,#25H MOVDPTR,#7FFFHMOV A,#00H MOVX DPTR,A MOVDPTR,#9FFFHMOV A,#0FFH MOVX DPTR,A MOV A,R0 MOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTR MOVDPTR,#9FFFHMOVX DPTR,A MOVDPTR,#7FFFHMOV A,R7 MOVX DPTR,A INC R0RR A MOV R7,A CJNER0,#38H,scan

24、MOV R0,#32H MOV R7,#20Hscan:MOVA,42H ADDA,#01H欢迎下载精品学习资源MOV42H,AMOV A,4bHLOOP00: CJNEMOVA,43HCJNER3,#08H,KEY04ADDCA,#00HA,#0FFH,LOOP02MOV R3,#00HMOV43H,AMOV 4bH,#00HMOV A,48HMOVA,44HINC 4cHCJNEADDA,#01HMOV A,4cHA,#00H,KEY04MOV44H,ASUBB A,#08HLOOP01: LCALL KEY3MOVA,45HJNC LOOP03INC 48HADDCA,#00HLOOP0

25、2: CJNEKEY04: JNB P1.7,BECK3MOV45H,AR2,#0AH,KEY03MOV R5,#00HKEY01: MOVMOV R2,#00HMOV R6,#00HDPTR,#1FFFHMOV A,47HMOV 48H,#00HMOV A,#0FEHCJNEBECK3: MOV A,#7FHMOVX DPTR,AA,#00H,KEY03MOVX DPTR,AJB P1.7,KEY02LOOP03: LCALL KEY1NOPINC 4aHINC 47HNOPMOV A,4aHKEY03: JNB P1.7,BECK2JB P1.7,T101CJNEMOV 4bH,#00HI

26、NC R4A,#0AH,KEY02MOV 4cH,#00HCJNEMOV 4aH,#00HMOV 47H,#00HR4,#0AH,T101MOV A,46HBECK2: MOV A,#0BFHMOV R4,#00HCJNEMOVX DPTR,AMOV A,49HA,#00H,KEY02NOPCJNELCALL KEY2NOPA,#00H,T101INC 46HJB P1.7,KEY04LCALL KEY4KEY02: JNB P1.7,BECK1INC R3INC 49HMOV 46H,#00HINC R5T101: MOV 41H,#00HBECK1: MOV A,#0DFHCJNENOPM

27、OVX DPTR,AR5,#0FFH,LOOP00POP DPLNOPMOV R5,#00HPOP DPHNOPINC R6POP PSWJB P1.7,KEY03MOV A,R6POP BINC R2SUBB A,#08HPOP ACCINC 4bHJNC LOOP01SETB EA欢迎下载精品学习资源RETI SAMP:MOV R0,#20HMOV R2,#04HMOV DPTR,#5FFaH SAM1:MOVX DPTR,ANOPWAIT:JB P3.2,WAIT MOVX A,DPTR MOV R0,AINC R0DJNZ R2,SAM1 RETFILTER:MOV R0,#20H M

28、OV R6,#00H MOV R7,#00H MOV R2,#04HSUM10:MOV A,R7 ADD A,R0 MOV R7,A MOV A,R6 ADDC A,#00H MOV R6,A INC R0DJNZ R2,SUM10 MOV R2,#02HSUM12:MOV A,R6 CLR CRRC AMOV R6,A MOV A,R7 RRC A MOV R7,ADJNZ R2,SUM12 MOV 24H,R7RET PID:MOV R2,25HMOV R3,24H LCALL CPL1 LCALL SUM MOV 29H,R2 MOV R3,27H LCALL SMUL MOV 30H,

29、R4 MOV 31H,R5 MOV R2,29H MOV R3,2AH LCALL CPL1 LCALL SUM MOV R3,26H LCALL SMULMOV R2,30HMOV R3,31H LCALL DSUM MOV 30H,R4 MOV 31H,R5 MOV R2,29H MOV R3,2BH LCALL SUM MOV R3,2AH LCALL CPL1 LCALL SUM LCALL SUM MOV R3,28H LCALL SMUL MOV R2,30H MOV R3,31H LCALL DSUM MOV R2,2CHMOV R3,2DH LCALL DSUM MOV 2CH

30、,R4 MOV 2DH,R5 MOV 2BH,2AH MOV 2AH,29H RETCPL1:MOV A,R3 CPL AADD A,#01H MOV R3,A RETSUM:MOV A,R2 ADD A,R3 MOV R2,A RETSMUL: NOP SBIT BIT 2EH.0 SBIT1 BIT 2EH.1 SBIT2 BIT 2EH.2MOV A,R2 RLC AMOV SBIT1,CMOV A,R3 RLC AMOV SBIT2,C ANL C,/SBIT1 MOV SBIT,C MOV C,SBIT1 ANL C,/SBIT2 ORL C,SBIT MOV SBIT,C MOV

31、A,R2JNB SBIT1,NCH1欢迎下载精品学习资源CPL AMOV24H,AMOVF0,CINC ARETCLRCNCH1:MOV B,ASUBB00:CPL2EH.3SUBBA,R7MOV A,R3JBANLC,/F0JNB SBIT2,NCH22EH.3 ,SUB01JCDV52CPL AADD A,#01H NCH2:MUL ABMOVA,24H CLRCSUBB A,#03HMOV DV52:CPL CMOVR4,AA,R3JNB SBIT,NCH3MOV24H,ARLCACPL ARETMOVR3,AADD A,#01HSUB01: MOVA,24HDJNZR6,DV51NCH

32、3:MOV R5,ACLRCMOVA,R4MOV A,BSUBB A,#02HADDA,R4JNB SBIT,NCH4MOV24H,AJCDV53CPL ARETSUBBA,R7ADDC A,#00H NCH4:MOV R4,ARET DSUM:MOV A,R5ADD A,R3MOV R5,ATRANSF:MOV A,#64H MOV B,R0MUL AB MOV R5,A MOV R4,BMOV R7,#0FFHJC DV53:INC R3 DV54:CLR OVMOV A,R3 MOV B,#64HDIV ABDV54MOV A,R4 ADDC A,R2 MOV R4,A RETSUM00

33、:CPL2EH.3D457:CLRC MOVA,R4SUBBA,R7JCDV50SETBOVMOV R0,A MOV A,B MOV B,#0AH DIV ABMOV R1,AJBRETMOV R2,B2EH.3,SUM01MOVA,24HDV50:MOV R6,#8DV51:MOV A,R5RETTAB:DBADDA,#02HRLCA0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99MOV24H,AMOVR5,AH,92H,82H,0F8H,80H,90HRETMOVA,R4DBSUM01:MOVA,24HRLCA88H,83H,0C6H,0A1H,86H,ADDA,#03HMOVR4,A欢迎下载精品学习资源8EH,8CH,0C1H,0CEH,91H,89H,0C7H,0FFH ENDT100: CLR EA PUSH ACC PUSH