全自动抽油烟机的控制系统设计

黑龙江农垦农业职业技术学院毕业论文④、100%负载电流老化试验，通过欧共体CE认证，国际ISO9000认证，国内3C认证。

（2）、

SSR-10DA技术参数（如表4.1）：表4.1SSR-10DA技术参数及内部结构图控制方式直流控交流(DC-AC)

负载电流10A负载电压24-380VAC、控制电压3-32VDC控制电流DC:3-25mA通态漏电流≤2mA通态降压≤1.5VAC断态时间≤10mS介质耐压2500VAC绝缘电阻500MΩ/500VDC环境温度-30℃-+75℃安装方式螺栓固定工作指示LED4.2.3单片机对抽油烟机的控制单片机对电机控制如图4.2所示，单片机通过PO.O外接一反相器控制固态继电器发光二极管的闭合，控制电机的启动与关闭。当PO.O输出低电平时，固态继电器SSR-10DA内部的发光二极管通电变亮，触发导通右侧的光控晶闸管，形成电机启动的闭合回路，抽油烟机启动。当PO.O输出为高电平时，发光二极管不发光，固态继电器SSR-10DA不能触发导通，无法形成电机启动的闭合回路，抽油烟机关闭。图4.2电机控制电路图4.2电机控制电路4.3自动照明控制4.3.1光敏电阻介绍光敏电阻又称光导管，是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。因此入射光强，电阻减小，入射光弱，电阻增大。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。常用的光敏电阻器硫化镉光敏电阻器，它是由半导体材料制成的。光敏电阻器的阻值随入射光线（可见光）的强弱变化而变化，在黑暗条件下，它的阻值（暗阻）可达1～10M欧，在强光条件（100LX）下，它阻值（亮阻）仅有几百至数千欧姆。光敏电阻器对光的敏感性（即光谱特性）与人眼对可见光（0.4～0.76）μm的响应很接近，只要人眼可感受的光，都会引起它的阻值变化。4.3.2光敏电阻的选型及电路连接图本设计选用硫化镉光敏电阻MG45型号：MG45-3功率(mW)：200亮阻(kΩ)：≤2～10暗阻(MΩ)：1～10环境温度(℃)：-40～+70时间常数(ms)：≤20工作电压(V)：150电路中单向可控硅选用MCR100-8[11]，主要参数：通态电流IT(AV)=0.6A浪涌电流ITSM=15A正向耐压VDRM＞600V反向耐压VRRM＞600V触发电流IGT＜200uA(微触发)通态压降VTM＜1.7V(ITM=2A)结温=125（℃）封装形式=TO-92光敏电阻对照明的自动控制如图4.3所示，只有当抽油烟机启动的时候，光控电路外接电压，光敏电阻MG45-3才起到控制作用，当光照强度变弱时，暗阻变大，流入MCR100-8单向可控硅的电流变大，大到一预定值时，触发导通MCR100-8，电灯形成闭合回路，电灯通电变亮。当光照强度变强时，电阻变小，触发电流变小，而当交流电压变为零时，触发电流不能再次触发导通MCR100-8，电灯回路断开，灯灭。图4.3光控电路图4.3光控电路4.4定时显示电路系统中需要显示定时时长及定时剩余时间，本设计用数码显示管来显示。4.4.1LED数码显示器概述LED是一类可以直接将电能转化成可见光和辐射能的发光器件。LED发光数码管是单片机系统采用的廉价输出设备，作为系统的显示器件。本设计中采用7段码LED显示。通常在显示上我们采用的方法一般包括两种：一种是静态显示，另一种是动态显示。其中静态显示的特点是显示稳定不闪烁，程序编写简单，可以有效节省CPU的很多时间，占用端口资源多；动态显示的特点是显示稳定性没静态好，程序编写复杂，相对静态显示而言占用端口资源少。在本设计中为节省机时，采用的是静态显示方法。4.4.2LED数码显示器的接法LED数码管显示器有两种连接方法如图4.4：共阴极接法：把发光二极管的阴极连在一起构成公共阴极，使用时公共阴极接地。每个发光二极管的阳极通过电阻与输入端相连。共阳极接法：把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极，使用时公共阳极接+5V，每个发光二极管的阴极通过电阻与输入端相连。本设计采用的是共阴极接法。图4.4LED数码管连接方法图4.4LED数码管连接方法4.4.3数码管显示电路本设计中由单片机P2输出显示码，P0口输出位选码[12]。由于发光二极管通常需要十几到几十毫安的驱动电流才能正常发光，发出的显示控制信号经过74HC573锁存器来驱动数码管正常工作，到底让哪一个锁存器选通，主要取决于P05、P06、P07三个输出口的状态。（如图4.5）图4.5显示电路图4.5显示电路4.5报警电路当气敏电阻检测到有煤气泄漏时，中断服务程序会给P0.1口一低电平，触发蜂鸣器声音报警。（此时伴随抽油烟机启动）蜂鸣器选用YMD12065，5V有源蜂鸣器。图4.6声音报警电路图4.6声音报警电路5程序设计5.1主程序的设计返回YNNYNY开始运行状态位f=1时，系统自动检测运行，f=0时，系统受手动开关的控制。返回YNNYNY开始手动开/关位s=0?运行状态位f=1？P0.2口为低电平？延时120秒P0.0=0(电机启动)P0.0=1(电机关闭)P0.0=1(电机关闭)P0.0=0(电机启动)手动开/关位s=0?运行状态位f=1？P0.2口为低电平？延时120秒P0.0=0(电机启动)P0.0=1(电机关闭)P0.0=1(电机关闭)P0.0=0(电机启动)5.2中断键盘扫描YN关中断调用查找功能键程序读P1口键值键值→（BUFF）调用显示程序中断扫描程序有键按下吗？延时10msYN关中断调用查找功能键程序读P1口键值键值→（BUFF）调用显示程序中断扫描程序有键按下吗？延时10ms5.3LED显示子程序静态显示子程序从P05~P07送出位选码YN返回三位数显示完了吗？延时10ms从P2口送出段选码求待显示数据的显示码获取要显示的数据静态显示子程序从P05~P07送出位选码YN返回三位数显示完了吗？延时10ms从P2口送出段选码求待显示数据的显示码获取要显示的数据 5.4INT1中断报警服务程序中断服务程序中断服务程序启动抽油烟机关中断声音报警启动抽油烟机关中断声音报警6结论随着单片机等技术的发展，单片机控制系统将会以更科学、更准确地提供结果，实现采样、进样、执行等功能的自动化系统。然而由于本课题研究的内容需要的知识面宽，涉及的知识面非常广，其所含的技术多，其工作量也较大，是一个复杂而艰巨的系统工程，需要一个长期努力才能使其功能尽善尽美，因此，尽管本人进行努力学习研究及开发设计，但仍存在着很多不足之处，有待于进一步的完善和改进。例如价格较高，不易进行批量生产；使用寿命等问题有待进一步完善。尽管目前其在使用过程中仍存在一些不尽人意的地方，但随着一些相关进技术的进一步完善，随着人们对单片机、传感器等认识的不断深入，随着各学科的不断发展，这种用单片机作为控制系统的技术在以后必将大有作为。致谢本文是在张艳秋老师的悉心指导下完成的，非常感谢我的导师张老师。她为人随和热情，治学严谨细心。在闲聊中她总是能像知心朋友一样鼓励你，在论文的写作和措辞等方面她也总会以“专业标准”严格要求你，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改、润色，许老师始终认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。正是老师的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才能够得以顺利完成，谢谢张老师。在系统的开发过程中，我的同学们都给予了我多方面的指导和帮助，帮我解决了不少技巧问题，在此一并向他们表示深切的谢意!参考文献[1]李亮.抽油烟机.广东:广东科技出版社，2007.87～92[2]刘笃仁，韩保君.传感器原理及应用技术.北京:机械工业出版社，2003.8.45～49[3]张毅.自动检测技术及仪表控制系统.北京:化学工业出版社，2008.37～48[4]李建民.单片机在温度控制系统中的应用.江汉大学学报，1996.6.47～54[5]潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社，2008.67～75[6]夏继强.单片机实验与实践教程.北京:北京航空航天大学出版社，2001.68～76[7]Yang.Y.，Yi.J.，Woo，Y.Y.，andKim.B.:‘OptimumdesignforlinearityandefficiencyofmicrowaveDohertyamplifierusinganewloadmatchingtechnique’，Microw.J.，2001，44，(12)，pp.20～36[8]胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京:清华大学出版社，2008.49～66[9]潘新民，王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社，2008.108～110[10]Vizimuller，P.:‘RFdesignguide-systems，circuits，andequations’(ArtechHouse，Boston，MA，1995)[6]R.Dye，“VisualObject-OrientatedProgramming，”Dr.DobbsMacintoshJournal，Sept.1st(1991).76～80[11]王兆安，黄俊.电力电子技术.北京:机械工业出版社2008.17～21[12]张明，谢列敏.计算机测控技术.北京:国防工业出版社，2007.89～96附录1系统原理图：附录2系统源程序：#include<reg52.h>#include<intrins.h>unsignedcharcodetable1[]="nongdu:";unsignedcharcodetable3[]="wendu:";unsignedcharcodecent[]={"'C"};unsignedcharflag,min,time,max=33,tltemp;//unsignedintchui; sbitrs=P2^0;sbitrw=P2^1;sbite=P2^2;sbits=P2^7;sbitbf=P0^7;sbitDB_B20=P3^4;sbitdio=P3^6;sbitcs=P3^5;sbitclk=P3^7;//sbitdang_1=P3^3;//sbitdang_2=P3^4;voiddelay_us(unsignedinttime)//延时10us{ inti,j;for(i=0;i<time;i++) for(j=0;j<10;j++);}voidjingbao(){ inti; if(min>=max) for(i=0;i<50;i++) s=!s; delay_us(5);voiddelay1ms()//延时1msunsignedchari,j; for(i=0;i<4;i++) for(j=0;j<33;j++)voiddelaynms(unsignedcharn){unsignedchari; for(i=0;i<n;i++) delay1ms();}voidfengshan(unsignedcharchui){ if(chui>=100) { P1=0xfe; delaynms(10); else if(chui>=30&&chui<100) { P1=0x7f; delaynms(10); } else P1=0xff; delaynms(10); }unsignedintadc_0832(){unsignedinti,dat; cs=1;//一个转换周期开始clk=0;//为第一个脉冲作准备cs=0;//CS置0，片选有效dio=1;//DIO置1，规定的起始信号clk=1;//第一个脉冲clk=0;//第一个脉冲的下降沿，此前DIO必须是高电平dio=1;//DIO置1，通道选择信号clk=1;//第二个脉冲，第2、3个脉冲下沉之前，DI必须跟别输入两位数据用于选择通道，这里选通道CH0clk=0;//第二个脉冲下降沿dio=0;//DI置0，选择通道0clk=1;//第三个脉冲clk=0;//第三个脉冲下降沿dio=1;//第三个脉冲下沉之后，输入端DIO失去作用，应置1clk=1;//第四个脉冲for(i=0;i<8;i++)//高位在前{clk=1;//第四个脉冲clk=0;dat<<=1;//将下面储存的低位数据向右移 dat|=(unsignedchar)dio; //将输出数据DIO通过或运算储存在dat最低位} cs=1;//片选无效 returndat; //将读书的数据返回}bitbusy(void){bitresult; rs=0;//根据规定，RS为低电平，RW为高电平时，可以读状态rw=1;e=1;//E=1，才允许读写_nop_();//空操作_nop_();_nop_();_nop_();//空操作四个机器周期，给硬件反应时间 result=bf;//将忙碌标志电平赋给resulte=0;//将E恢复低电平returnresult;}voidwrite_com(unsignedchardatee){ while(busy()==1); rs=1; rw=1; _nop_(); _nop_(); rs=0; rw=0;e=0; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); e=1; P0=datee; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); e=0;}voidwrite_dater(unsignedchardatere){ while(busy()==1); rs=1; rw=0; e=0; P0=datere; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); e=1; _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); e=0;}voidinit_1604(){ delaynms(15); write_com(0x38); delaynms(2); write_com(0x38); delaynms(2); write_com(0x38); delaynms(2); write_com(0x0c); delaynms(2); write_com(0x06); delaynms(2); write_com(0x01); delaynms(2);}bitinit(){bitflag;//储存DS18B20是否存在的标志，flag=0，表示存在；flag=1，表示不存在 DB_B20=1;//先将数据线拉高for(time=0;time<2;time++)//略微延时约6微秒;DB_B20=0;//再将数据线从高拉低，要求保持480~960usfor(time=0;time<200;time++)//略微延时约600微秒;//以向DS18B20发出一持续480~960us的低电平复位脉冲DB_B20=1;//释放数据线（将数据线拉高）for(time=0;time<10;time++);//延时约30us（释放总线后需等待15~60us让DS18B20输出存在脉冲）flag=DB_B20;//让单片机检测是否输出了存在脉冲（DQ=0表示存在）for(time=0;time<200;time++)//延时足够长时间，等待存在脉冲输出完毕;return(flag);}unsignedcharread_onebyte()//读一个字节的数据{ unsignedchari=0; unsignedchardat;//储存读出的一个字节数据 for(i=0;i<8;i++) { DB_B20=1;//先将数据线拉高 _nop_(); //等待一个机器周期 DB_B20=0;//单片机从DS18B20读书据时,将数据线从高拉低即启动读时序 _nop_();//等待一个机器周期 DB_B20=1;//将数据线"人为"拉高,为单片机检测DS18B20的输出电平作准备 for(time=0;time<2;time++);//延时约6us，使主机在15us内采样 dat>>=1; if(DB_B20==1) dat|=0x80;//如果读到的数据是1，则将1存入dat else dat|=0x00;//如果读到的数据是0，则将0存入dat //将单片机检测到的电平信号DQ存入r[i] for(time=0;time<8;time++) ;//延时3us,两个读时序之间必须有大于1us的恢复期 } return(dat);//返回读出的十六进制数据}voidwrite_onebyte(unsignedintdat)//写一个字节的数据{ unsignedchari; for(i=0;i<8;i++) { DB_B20=1;//先将数据线拉高 _nop_(); //等待一个机器周期 DB_B20=0;//将数据线从高拉低时即启动写时序 DB_B20=dat&0x01;//利用与运算取出要写的某位二进制数据,//并将其送到数据线上等待DS18B20采样 for(time=0;time<10;time++) ;//延时约30us，DS18B20在拉低后的约15~60us期间从数据线上采样 DB_B20=1;//释放数据线 for(time=0;time<1;time++) ;//延时3us,两个写时序间至少需要1us的恢复期 dat>>=1;//将dat中的各二进制位数据右移1位 } for(time=0;time<4;time++) ;//稍作延时,给硬}voidready(){ init(); write_onebyte(0xcc); write_onebyte(0x44); delay_us(20); init(); write_onebyte(0xcc); write_onebyte(0xbe); }/*voiddisplay_now(){ unsignedchari; 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