本設(shè)計(jì)不僅具備油煙機(jī)基本開關(guān)功能，而且還能根據(jù)廚房在燒菜做飯過(guò)程即對(duì)溫度高、污染大的煙氣采用數(shù)字溫度傳感器檢測(cè)，而溫度低但危險(xiǎn)較大的天然氣采用氣敏傳感器檢測(cè)，當(dāng)廚房的油煙或可燃有害氣體達(dá)到一定濃度的值時(shí)，經(jīng)傳感器進(jìn)入單片機(jī)分析，使電機(jī)電路自動(dòng)啟動(dòng)并發(fā)出聲音報(bào)警，油煙機(jī)論文的硬件部分主要設(shè)計(jì)了油煙機(jī)的按鍵輸入模塊，對(duì)油煙燃?xì)鉁囟?、濃度的檢測(cè)模塊，顯示模塊，執(zhí)行電路模塊，聲音報(bào)警模塊等，系統(tǒng)軟件部分主要是對(duì)各模塊的流程做了詳細(xì)的分析，控制主程序、中斷按鍵掃描子程序、顯示子程序，中斷報(bào)警服務(wù)程序，以此從而實(shí)現(xiàn)抽油煙機(jī)自動(dòng)控制功能。還分析了飲食業(yè)油煙污染的危害和油煙凈化設(shè)備的現(xiàn)狀，還附帶了油煙凈化系統(tǒng)。油煙凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是通過(guò)對(duì)油煙的流量以及壓力的檢測(cè)，通過(guò)壓力傳感器來(lái)檢測(cè)油煙的進(jìn)口和出口的濃度，通過(guò)檢測(cè)裝置把這個(gè)濃度的差反饋給電氣控制裝置，有電氣控制裝置來(lái)控制風(fēng)機(jī)和油煙凈化設(shè)備，達(dá)到凈化的效果。本設(shè)計(jì)的抽油煙機(jī)控制系統(tǒng)主要靠單片機(jī)進(jìn)行控制，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)來(lái)自動(dòng)控制抽油煙機(jī)的開關(guān)，所以相對(duì)于普通的抽油煙機(jī)來(lái)說(shuō)，根據(jù)其自動(dòng)檢測(cè)功能，具有靈活性比較好，功耗低，便于操作等特點(diǎn)。而本設(shè)計(jì)的油煙凈化系統(tǒng)核心主要靠旋流凈化設(shè)備產(chǎn)生的高速旋流，使油煙、廢氣、異味吸排更徹底，油煙凈化率更高。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)，油煙機(jī)，檢測(cè)，自動(dòng)控制，油煙凈化Thisdesignnotonlyhavethebasicswitchingfunctionofthehoodandkitchenfumesgeneratedintheprocessofcookingtemperatureandhighandthegaspollutionlargefluegasusingadithekitchenfumesorflammableharmfulgasesreachacertainconcentrbythesensorintothesiautomaticallystartandsoundalarm,rangehoodpromptlysiphonedofharmfuhardwarepartofthepaperdesignoftherangehoodofthekeyinputmodule,thelampblack,theconcentrationthemainprogramcontrol,ipressurebythepressuresensortodetecttheconcentrationoffumesfromtheimppurificationequipment,toachievetheeffectcoreofthisrateofsootswirl,sothatthefumes,emissions,odorsuctionismorethorough,higherKeywords:microcontroller,rangehood,detection,automaticcontrol,fume 1.1研究意義 1.2油煙的危害 1.3油煙機(jī)的介紹與評(píng)定 31.3.1抽油煙機(jī)的簡(jiǎn)介 31.3.2抽油煙機(jī)的分類 41.3.3抽油煙機(jī)的評(píng)定 4 61.4.1抽油煙機(jī)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 61.4.2油煙凈化技術(shù)現(xiàn)狀 62油煙凈化結(jié)構(gòu)與原理 82.1設(shè)計(jì)方案與思路 2.2系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理設(shè)計(jì) 93油煙電路設(shè)計(jì) 3.1油煙溫度的檢測(cè) 3.1.2油煙溫度檢測(cè)電路 3.2油煙和煤氣濃度的檢測(cè) 3.2.1氣敏元件的選擇 3.2.2油煙和煤氣濃度檢測(cè)電路 3.2.3ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì) 3.3按鍵輸入 3.3.1按鍵說(shuō)明 3.3.2按鍵接口電路 3.4系統(tǒng)復(fù)位電路 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書4主控制電路設(shè)計(jì) 4.2顯示電路 4.2.1數(shù)碼顯示器的簡(jiǎn)介 4.2.2數(shù)碼顯示器連接 4.2.3數(shù)碼顯示器顯示電路 4.3報(bào)警電路 4.4抽油煙機(jī)的開關(guān)控制 274.4.1SSR固態(tài)繼電器的簡(jiǎn)介 4.4.2SSR固態(tài)繼電器的選型 284.4.3單片機(jī)對(duì)抽油煙機(jī)的控制 4.5自動(dòng)照明的控制 4.5.1光敏電阻的介紹 4.5.2光敏電阻的選型 4.5.3光敏電阻電路連接原理圖 4.6油煙凈化系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.6.1檢測(cè)裝置的檢測(cè) 4.6.2油煙凈化設(shè)備的介紹 5控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 5.1主程序設(shè)計(jì)流程 5.2中斷鍵盤掃描設(shè)計(jì)流程 5.3LED顯示子程序流程 5.4中斷報(bào)警服務(wù)程序流程 致謝 1隨著我國(guó)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，飲食服務(wù)業(yè)在城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展中所占的比重越來(lái)越大。餐飲業(yè)的飛速發(fā)展，繁榮了城市經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)了城市發(fā)展.但同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染。未經(jīng)處理的油煙直接排到室外，對(duì)建筑物外墻面和空氣造成嚴(yán)重污染。油煙污染不僅影響城市公共環(huán)境衛(wèi)生，對(duì)人體健康也有很大危害。飲食油煙含有許多有毒有害成分，不同食品在高溫下會(huì)產(chǎn)生不同的揮發(fā)性物質(zhì)，其中含有許多突變和致癌性物質(zhì)。現(xiàn)代廚房一般都離不開煤氣灶和抽油煙機(jī)(通風(fēng)設(shè)備),一旦使用煤氣灶，則一定會(huì)產(chǎn)生油煙、水汽與乙烷等影響廚房空氣環(huán)境的混合氣體，為了健康生存的需要，往往用通風(fēng)設(shè)備如抽油煙機(jī)來(lái)改善充滿油煙氣的廚房環(huán)境。本論文即針對(duì)廚房產(chǎn)生的煙霧設(shè)計(jì)相應(yīng)的抽油煙機(jī)。以及排出油煙后的油煙凈化程度的過(guò)濾，來(lái)保證排出油煙的質(zhì)量滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的凈化系統(tǒng)。對(duì)于中國(guó)人來(lái)說(shuō)，在食品加工中，煎、炒、烹、炸占有很大的比例，因此中式廚房中的油煙很大，烹飪中產(chǎn)生的油煙含有很多對(duì)人體有害的物質(zhì)，如果人長(zhǎng)期在充滿油煙的房間內(nèi)工作，可導(dǎo)致很多疾病的發(fā)生。廚房油煙對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生傷害，有資料顯示，煤煙型氟中毒，砷中毒已成為某些地區(qū)居減少油煙對(duì)廚房環(huán)境和人體健康造成傷害。因此在選擇機(jī)型時(shí)首先就要選擇排煙效率高的。由于目前國(guó)內(nèi)廚房油煙凈化的研究還處于起步階段，人們對(duì)油煙危害認(rèn)識(shí)不足以及對(duì)其處理方法缺乏重視，我國(guó)餐飲企業(yè)和家庭廚房對(duì)油煙凈化的效率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。因此，分析油煙的污染狀況，提出油煙治理新技術(shù)，已經(jīng)刻不容緩。廚房是家庭中空氣污染最嚴(yán)重的空間，其污染來(lái)源主要有兩煤、煤氣、液化氣常用炊火中釋放出的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧2化物等有害氣體；二是烹飪菜肴時(shí)產(chǎn)生的油煙?，F(xiàn)在時(shí)尚的廚房裝修多采用開放式設(shè)計(jì)，但制作中餐的進(jìn)程會(huì)產(chǎn)生較大的油煙，開放式的廚房，空氣流動(dòng)范圍較大，油煙機(jī)不能很好地聚斂排放油煙，這就造成了餐廳和客廳的油煙廢氣油煙是健康、環(huán)保的“大敵”,中餐一直以美味著稱于世界，然而廚房油煙成分復(fù)雜----含有200~300種有害物質(zhì)，是家人健康的"大敵"。我國(guó)婦女很少吸煙、酗酒，可是她們卻很容易衰老，這是什么原因呢?醫(yī)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這與她們天天在廚房里炒菜時(shí)吸入的油煙有關(guān)。通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，廚房的油煙油霧中含有致癌物質(zhì)，可導(dǎo)致細(xì)胞染色體畸變。這些物質(zhì)通過(guò)口腔進(jìn)入消化道，或通過(guò)呼吸進(jìn)入肺部，都可引起相應(yīng)部位的病變。油煙、醉油加上烯料的污染，可以說(shuō)，廚房是家庭污染的“重災(zāi)區(qū)”,也是家庭的“化工廠”。作為“重災(zāi)區(qū)”的指揮員、“化工廠廠長(zhǎng)”的家庭主婦，不可避免地要遭受到來(lái)自廚房的污染物的襲擊。對(duì)家庭：油煙入侵呼吸道，可引起食欲減退、心煩、精神不振、疲乏無(wú)力等癥狀；醫(yī)學(xué)上稱為"油煙綜合癥"。油煙主要成分丙烯醛對(duì)眼、鼻、咽喉黏膜有強(qiáng)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，另外油煙中有74種化學(xué)物質(zhì)，能使細(xì)胞發(fā)生變化，導(dǎo)致不育成為"家庭殺手"。廚3對(duì)老人：更易引發(fā)老年病，油煙中的脂肪氧化物會(huì)引發(fā)心血管、腦血管疾病，尤其是老年人長(zhǎng)年累月的油煙熏嗆，更易患病。只有盡力去除油煙而且排出的油煙的凈化程度更高，才能保衛(wèi)我們生活安全，建造更加美好的生活環(huán)境以及自然環(huán)境。抽油煙機(jī)又稱為吸油煙機(jī)，是一種凈化廚房環(huán)境的廚房電器。它安裝在廚房爐灶上方，能將爐灶燃燒的廢物和烹飪過(guò)程中產(chǎn)生的對(duì)人體有害的油煙迅速抽走，排出室外，減少污染，凈化空氣，并有防毒、防爆的安全保障作用。抽油煙機(jī)已成為現(xiàn)代家庭必不可少的廚房設(shè)備。抽油煙機(jī)進(jìn)入中國(guó)普通家庭廚房的時(shí)間還不是很長(zhǎng)。早期的家庭廚房排煙工作都是由排風(fēng)扇來(lái)完成的。排風(fēng)扇雖然能排除掉廚房中的大部分油煙，但是它卻無(wú)力解決烹飪中產(chǎn)生的油煙對(duì)整個(gè)廚房污染。烹飪中產(chǎn)生的油煙含有很多對(duì)人體有害的物質(zhì)，如果人長(zhǎng)期在充滿油煙的房間內(nèi)工作，可導(dǎo)致很多疾病的發(fā)生。抽油煙機(jī)的結(jié)構(gòu)主要包括機(jī)殼，內(nèi)殼，電機(jī)，風(fēng)扇，琴鍵開關(guān)，照明燈，擋光罩，集油罩，集油盒，電源線。壓焊接而成，表面一般經(jīng)磷化噴塑處理，因而防護(hù)層光亮堅(jiān)硬，能防霉，防潮的螺旋形內(nèi)室，其內(nèi)經(jīng)剛好與風(fēng)扇保持一定空隙，當(dāng)風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于離心力的作用，煙油被抽走，將污油甩到螺旋線的最低點(diǎn)，經(jīng)導(dǎo)油管進(jìn)入儲(chǔ)存在4金鋁板壓鉚合成型。工作原理接通交流電源后，左右電機(jī)帶動(dòng)左右風(fēng)扇高速轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)扇中心處形成負(fù)壓區(qū)，油煙進(jìn)入負(fù)壓區(qū)后，由于離心力的作用，油煙被加速?gòu)娘L(fēng)扇空隙中排出，再經(jīng)公共排煙口排出機(jī)外。一是側(cè)吸式油煙凈化器。利用空氣動(dòng)力學(xué)和流體力學(xué)設(shè)計(jì)，先利用表面的油煙分離板把油煙分離，再排出干凈空氣的原理。它的特點(diǎn)是抽油煙效果好抽油煙效果都在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(jī)不粘油使用壽命長(zhǎng)，清洗方便。省電一般在160瓦。油煙不通過(guò)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。二是中式煙機(jī)主要分為老式淺深吸式抽油煙機(jī)，尤其是淺吸式為主要淘汰的對(duì)象。就是普通排氣扇，是直接把油煙排到室外。深吸式煙機(jī)最大的問(wèn)題是對(duì)環(huán)境污染大。品牌眾多。三是歐式煙機(jī)，利用多層油網(wǎng)過(guò)濾{5~7層},增加電機(jī)功率以達(dá)到最佳效果，一般功率都在300瓦以上。特點(diǎn)是：外觀漂亮，價(jià)格昂貴，費(fèi)電。油網(wǎng)清洗不方便，容易碰頭，滴油。以老板方太為代表。1、是否省電并長(zhǎng)期保持超強(qiáng)功效3、能否把油和煙分離，讓風(fēng)機(jī)得到有效的保護(hù)4、清洗是否輕松方便5用上面四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)審視傳統(tǒng)抽油煙機(jī)自然就知道了這么多年來(lái)抽油煙機(jī)行業(yè)無(wú)法讓人滿意的原因了。第一，傳統(tǒng)抽油煙機(jī)都是吊頂設(shè)計(jì)，安裝高度一般在700mm左右，而其主流機(jī)型的風(fēng)機(jī)功率大都在200~250W之間，故其有效抽吸半徑大致在400mm左右，因而鍋面完全在它的風(fēng)機(jī)抽吸范圍之外，這樣油煙從鍋面產(chǎn)生自然就會(huì)四處漫延。要想抽干凈，從空氣功力學(xué)的原理上講，它只有把高度降下來(lái)，讓其抽吸的有效半徑將鍋面覆蓋住，自然也可實(shí)現(xiàn)99%的抽吸效果，但這顯然又無(wú)法炒菜了，仔細(xì)剖析后不難發(fā)現(xiàn)，這種吊頂式設(shè)計(jì)就是傳統(tǒng)煙機(jī)抽不干凈的根本原因。第二，傳統(tǒng)油煙機(jī)在油煙過(guò)濾方面，都是采用濾油網(wǎng)方式。有一層、二層或多層，過(guò)濾孔有方形、菱形、圓形等，目的是寄希望通過(guò)濾網(wǎng)把油煙擋住，但從這么多年的使用情況來(lái)看，這種解決方案的效果非常差，有一著名品牌宣傳資料就坦誠(chéng)告之：濾網(wǎng)即便小到0.01平方厘米時(shí)，仍有37%的油煙擋不住，而現(xiàn)在市面多數(shù)煙機(jī)的濾網(wǎng)孔均在0.04平方厘米左右，因而幾乎就是直接排放了，其結(jié)果就是污染煙機(jī)內(nèi)壁，造成風(fēng)機(jī)葉輪大量不均勻積油，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)失去動(dòng)平衡，故而抽吸效果自然就越來(lái)越差，其機(jī)械噪音也就越來(lái)越大?？傊疀](méi)有有效的凈化功能是傳統(tǒng)煙機(jī)功效快速下降直至成為擺設(shè)的根本原因。第三，由于其吊頂設(shè)計(jì)的缺陷及欠缺有效的凈化手段，為保證短期內(nèi)的抽吸效果，其功率一般都較高(主流機(jī)型均在200W~250W之間),顯然非常耗電。由于沒(méi)有有效的凈化手段，致使風(fēng)機(jī)及機(jī)器內(nèi)腔大量的積油，清洗非常困難，一般需要專業(yè)人員才能完成，有時(shí)清洗后效果反而更差，費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。因此，油煙的控制系統(tǒng)和凈化系統(tǒng)的研究至關(guān)重要，控制系統(tǒng)能夠幫助節(jié)能省電并長(zhǎng)期保持超強(qiáng)功效，把廚房油煙完全抽干凈，把油和煙分離，讓風(fēng)機(jī)得到有效的保護(hù)，凈化系統(tǒng)就把所抽的油煙進(jìn)一步凈化，保證排出的油煙符合環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人們的身體健康也有所幫助。6中國(guó)抽油煙機(jī)行業(yè)經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，已成為一個(gè)較成熟的產(chǎn)業(yè)。與其他家電產(chǎn)品相比較，這一產(chǎn)業(yè)處于一個(gè)相對(duì)激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境里，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為代表的各大抽油煙機(jī)生產(chǎn)企業(yè)占據(jù)了國(guó)內(nèi)抽油煙機(jī)市場(chǎng)上的主要份額。中國(guó)抽油煙機(jī)工業(yè)在發(fā)展的同時(shí)，一些問(wèn)題也日益顯露出來(lái)油煙機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，科研開發(fā)能力弱，技術(shù)提升緩慢，環(huán)保能效低，安全問(wèn)題和污染問(wèn)題嚴(yán)重等制約了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和品質(zhì)的提高。因此，中國(guó)抽油煙機(jī)企業(yè)必須抓住新的發(fā)展形勢(shì)，加大科技創(chuàng)新，提高技術(shù)含量，加強(qiáng)售后服務(wù)水平，打造有效推廣策略，對(duì)抽油煙機(jī)行業(yè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，注重環(huán)保要求，這也是行業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然選擇。油煙是指食物烹飪和食品生產(chǎn)加工過(guò)程中揮發(fā)的油脂、有機(jī)質(zhì)及熱氧化和熱裂解產(chǎn)生的一種混合物，以大氣成分為主，但在相當(dāng)多的時(shí)候，油煙中包含了在烹飪過(guò)程中所形成的諸如燃料廢氣(包括一氧化碳、二氧化碳、硫化物及氮滴)、水蒸汽等，成份相當(dāng)復(fù)雜?？偠灾蜔熓且环N包含了氣、固、液三相物質(zhì)的多相氣體狀流體。對(duì)于家庭油煙污染所采用的凈化技術(shù)主要有分離法。分離法主要機(jī)械式凈化法、濕式凈化法、靜電式凈化法、復(fù)合式凈化法等。機(jī)械式油煙凈化設(shè)備，指用過(guò)濾、慣性碰撞、吸附或其他機(jī)械分離原理去除油煙的凈化設(shè)備。濕式油煙凈化設(shè)各，指用水膜、噴霧、沖擊等液體吸收原理去除油煙的凈化設(shè)備。靜電式油煙凈化設(shè)備，指用靜電原理去除油煙的凈化設(shè)備。最近市場(chǎng)上已有等離子體油煙凈化設(shè)備投入使用，該技術(shù)也是目前國(guó)內(nèi)較為先進(jìn)的油煙治理技術(shù)。其原理是在利用高壓靜電法的同時(shí)，在靜電場(chǎng)的前端設(shè)置等離子場(chǎng)，利用高能量所激發(fā)的大量活性自由基對(duì)油霧粒子迸行降解.使其粘7度下降，以利于極板所收集的油污能最大程度地沉降到集油槽中。同時(shí)，在產(chǎn)生等離子體的過(guò)程中高頻放電產(chǎn)生的瞬時(shí)高能量，能打開某些有害氣體分子的化學(xué)鍵、使其分解成單質(zhì)原于或無(wú)害分子。其油煙去除效率也比較高，凈化后的氣體無(wú)異味?，F(xiàn)用于居民廚房的脫排油煙機(jī)，通過(guò)葉輪的旋轉(zhuǎn)，一方面產(chǎn)生簡(jiǎn)單的慣性分離，另一方面產(chǎn)生氣力輸送，通過(guò)過(guò)濾對(duì)油煙起到一定的凈化作用。這種油煙機(jī)主要存在4方面的問(wèn)題：(1)機(jī)型主要是扁方淺型，片面強(qiáng)調(diào)美觀，不符合空氣動(dòng)力學(xué)原理，無(wú)法形成高效的負(fù)壓通道，油煙外溢現(xiàn)象嚴(yán)重，廚房?jī)?nèi)油煙濃度大大超標(biāo)；(2)葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的慣性分離，效果較差，原因是葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的流場(chǎng)尚未發(fā)展成旋流場(chǎng)，油煙在期間的停留時(shí)間太短，來(lái)不及沉降分離；(3)由于煙油粘附性強(qiáng)，過(guò)濾介質(zhì)很容易被堵塞而失去過(guò)濾作用；(4)污染的過(guò)濾介質(zhì)無(wú)法循環(huán)再用，造成新的污染；葉輪與原油煙接觸，使用一段時(shí)間后，葉輪上粘滿煙油，清洗困難。因此，這種油煙機(jī)使用一段時(shí)間后，脫排、凈化效果惡化，廚房甚至廚房以外的家具物品表面出現(xiàn)厚厚的油垢。其中表1-1是各種油煙凈化油煙處理技術(shù)性能的比較。表1-1各種油煙處理技術(shù)性能比較油煙處理技術(shù)油煙去除(%)壓力降(Pa)投資運(yùn)行費(fèi)用過(guò)濾法大較大靜電法較大耗電費(fèi)大運(yùn)水煙罩大較大活性碳吸附法大較大蜂窩式凈化法變化大小大82油煙凈化結(jié)構(gòu)與原理基于以上油煙機(jī)技術(shù)出現(xiàn)的一些問(wèn)題，以及油煙對(duì)環(huán)境的危害程度，及基于油煙凈化技術(shù)及設(shè)備的研究現(xiàn)狀和存在的問(wèn)題，參考有關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，對(duì)新型油煙凈化設(shè)備的原理和特點(diǎn)的分析。廣泛查閱利用單片機(jī)作為核心控制模塊的資料，根據(jù)本系統(tǒng)的控制要求及應(yīng)用領(lǐng)域完成對(duì)系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)；研究比較各相關(guān)元器件的功能與特點(diǎn)，選擇合適的元器件；系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)電路，油煙溫度采集電路，油煙煤氣濃度檢測(cè)電路，按鍵設(shè)置電路，數(shù)碼管的顯示電路，蜂鳴器報(bào)警電路，油煙凈化系統(tǒng)等部分；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，本課題采用C語(yǔ)言，在Keil編譯器下進(jìn)行編程對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊，進(jìn)行仔細(xì)的分析，以及對(duì)系統(tǒng)各個(gè)部分所選器件分析(1)采用傳統(tǒng)的AT89S52作為控制核心。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且由于其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn)，使其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本設(shè)計(jì)以AT89S52為控制核心通過(guò)接口來(lái)采集電信號(hào)，對(duì)于溫度濃度一類的非電信號(hào)通過(guò)溫度傳感器以及煙霧傳感器來(lái)采集，并將溫度和濃度信息轉(zhuǎn)換為電流或電壓，再利用傳感器集成的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出。(2)溫度模塊的選擇。采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測(cè)量油煙溫度，輸出DS18B20的最大特點(diǎn)之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計(jì)DS18B20價(jià)格便宜，而且市場(chǎng)采購(gòu)比較方便，便于使用，使用簡(jiǎn)單，只需將電路連接好就能對(duì)油煙煤氣濃度進(jìn)行檢測(cè)，輸出一個(gè)0~5V的模擬信號(hào)。從而達(dá)到將“氣”9轉(zhuǎn)換為“電”的目的。然后再通過(guò)ADC0832模數(shù)轉(zhuǎn)換，使模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，使單片機(jī)能有效的控制系統(tǒng)。具有輕薄短小、低耗電量、平面直角顯示穩(wěn)定不閃爍等優(yōu)勢(shì)，可視面積大，畫面效果好，分辨率高，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。方案二，使用傳統(tǒng)的LED數(shù)碼防火、防高(低)溫，對(duì)外界環(huán)境要求低，易于維護(hù)，同時(shí)其精度比較高，稱重輕，精確可靠，操作簡(jiǎn)單。數(shù)碼管的程序編譯容易，資源占用較少。根據(jù)以上的論述，與方案一相比較，方案二的程序簡(jiǎn)單，占用資源較少，壽命長(zhǎng)，有較強(qiáng)的防干擾能力，且價(jià)格較低，更加實(shí)用。(5)油煙凈化系統(tǒng)。其中核心油煙凈化設(shè)備的選擇至關(guān)重要，對(duì)油煙凈化的效率的高低有很大影響。機(jī)械方法中的傳統(tǒng)過(guò)濾式對(duì)氣溶膠的去除率可達(dá)80%~90%;活性炭吸附氣溶膠的效率為40%~70%,對(duì)氣體的凈化有明顯的作用；靜電方法對(duì)氣溶膠狀態(tài)污染物的去除率為80%~90%,不能去除氣態(tài)污染物；濕式處理法水噴淋(塔式、箱式)效果為40%~75%。通過(guò)比較本系統(tǒng)選擇的旋流式油煙凈化設(shè)備，屬于機(jī)械式油煙凈化設(shè)備的一種，但又與其同類的常規(guī)凈化設(shè)備的工作原理和運(yùn)行特性又有所不同，凈化效果最好。為了方便人們對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，以經(jīng)濟(jì)實(shí)用為前提，對(duì)該設(shè)備及其系統(tǒng)的電氣控制進(jìn)行了設(shè)計(jì)。油煙機(jī)控制系統(tǒng)分為檢測(cè)部分和控制部分(如圖2-1),檢測(cè)部分又分為油單片機(jī)、定時(shí)顯示、聲音報(bào)警、抽油煙機(jī)開關(guān)電路和油煙的凈化系統(tǒng)五部分組成，其中當(dāng)抽煙機(jī)啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)照明電路才有效，油煙凈化系統(tǒng)才能有效的工作。為保證單片機(jī)的正常工作，設(shè)有看門狗芯片檢測(cè)電源穩(wěn)定及程序是否正常河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書油煙溫度檢測(cè)油煙溫度檢測(cè)油煙煤氣濃度按鍵輸入抽油煙機(jī)開/關(guān)自動(dòng)照明油煙凈化系統(tǒng)定時(shí)顯示聲音報(bào)警看門狗圖2-1系統(tǒng)原理圖本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)技術(shù)結(jié)合A/D轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成對(duì)油煙濃度的檢測(cè)，并對(duì)測(cè)試油煙環(huán)境的溫度進(jìn)行檢測(cè)，判斷油煙環(huán)境溫度是否達(dá)到危險(xiǎn)溫度，如達(dá)到危對(duì)溫度高、污染大的煙氣采用數(shù)字溫度傳感器檢測(cè)，而溫度低但危險(xiǎn)較大的天然氣采用氣敏傳感器檢測(cè)。該系統(tǒng)可以根據(jù)油煙的濃度啟動(dòng)電機(jī)，單片機(jī)根據(jù)油煙氣敏傳感器檢測(cè)到的信號(hào)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)油煙的濃度小于設(shè)定值時(shí)，油煙機(jī)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，轉(zhuǎn)速的可調(diào)，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，避免了能源的浪費(fèi)；當(dāng)廚房的油煙或可燃有害氣體達(dá)到一定濃度值時(shí)，經(jīng)傳感器進(jìn)入單片機(jī)分析，使電機(jī)電路自動(dòng)啟動(dòng)并發(fā)出聲音報(bào)警，抽油機(jī)迅速將有害氣體抽走，當(dāng)油煙的溫度高于某一設(shè)定值時(shí)，迅速啟動(dòng)電機(jī)電路，抽走油煙，達(dá)到凈化環(huán)境的效果。本設(shè)計(jì)并設(shè)有定時(shí)功能，可對(duì)抽油煙機(jī)進(jìn)行工作時(shí)長(zhǎng)的設(shè)定，從而實(shí)現(xiàn)智能抽油煙機(jī)功能。本設(shè)計(jì)同時(shí)設(shè)有手動(dòng)開關(guān)，在手動(dòng)運(yùn)行下，其功能和普通油煙機(jī)一樣，可抽油煙機(jī)會(huì)立即啟動(dòng)，并伴隨聲音報(bào)警，達(dá)到防止煤氣中毒的效果。當(dāng)油煙機(jī)工作時(shí)，油煙機(jī)所抽走的有害油煙，進(jìn)入到油煙凈化系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的有效凈化使排出的氣體達(dá)到正常的標(biāo)準(zhǔn)，不污染環(huán)境。3油煙電路設(shè)計(jì)對(duì)油煙溫度的檢測(cè)一般選用熱敏電阻，熱敏電阻的主要特點(diǎn)：(1)工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55℃~315℃,高溫器件適用于溫度高于315℃(目前最高可達(dá)到2000℃),低溫器件適用于-273℃~55℃;(2)靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10~100部以上，能檢測(cè)出6℃~10℃的溫度變化；(3)體積小，能夠測(cè)量其他溫度計(jì)無(wú)法測(cè)量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；(4)使用方便，電阻值可在0.1~100kΩ間任意選擇；(5)易加工成復(fù)雜的形狀，可為了提高系統(tǒng)對(duì)油煙環(huán)境溫度檢測(cè)的精確性，靈敏度，易于向AT89S52單片機(jī)傳送有效數(shù)據(jù)，和精確的控制電機(jī)的啟動(dòng)，本設(shè)計(jì)選用數(shù)字溫度傳感器DS18B20對(duì)油煙環(huán)境溫度的檢測(cè)。DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成松地組建傳感器網(wǎng)絡(luò)，為測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)建引入全新概念?，F(xiàn)在，新一代的(1)適應(yīng)電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0~5.5V,在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊；(3)DS18B20支持多點(diǎn)的組網(wǎng)功在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)；(5)溫范圍-55℃~+125℃,在-10~+85℃時(shí)精度為±0.5℃;(6)可編程的分辨率為9~12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃,可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫；(7)在9位分辨率時(shí)最多在93.75ms內(nèi)把溫度轉(zhuǎn)換為數(shù)字，12位分辨率時(shí)最多在750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快；(8)測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以“一線總線”串行傳送給CPU,同時(shí)可傳送CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力；(9)負(fù)壓特性：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的封裝圖如圖3-1所示以及其所有引腳的定義。GND——引腳1,為電源地；I/O——引腳2,為數(shù)字信號(hào)輸入/輸出端；VDD——引腳3,為外接供電電源輸入端(在寄生電源接線方式時(shí)接地)。圖3-1DS18B20的封裝圖設(shè)30℃為油煙機(jī)的最低的啟動(dòng)溫度，所選用的電阻大小為4.7KΩ,當(dāng)空氣中油煙蒸汽含量較低時(shí)，空氣溫度偏低，低于所設(shè)定的值30℃,信號(hào)被單片機(jī)檢測(cè)到，進(jìn)入相應(yīng)的子函數(shù)，單片機(jī)P3.0口輸出高電平，經(jīng)74LSO4反向后，河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書變?yōu)榈碗娖捷敵?，不能觸發(fā)電機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)空氣中含有大量油煙蒸汽時(shí)，空氣溫度隨之升高，當(dāng)溫度高于設(shè)定置30℃時(shí)，DS18B20輸出信號(hào)給單片機(jī)，然后被單片機(jī)檢測(cè)到，進(jìn)入相應(yīng)的子函數(shù)，單片機(jī)P3.0口輸出低位電平，經(jīng)74LS04進(jìn)行一次溫度檢測(cè)，以免繼電器頻繁通斷，以免影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。本設(shè)計(jì)油煙溫度檢測(cè)基于DS18B20的溫度檢測(cè)電路圖如圖3-2所示。圖3-2基于DS18B20的溫度檢測(cè)電路圖3.2油煙和煤氣濃度的檢測(cè)對(duì)油煙氣體和煤氣濃度檢測(cè)選用氣敏電阻，氣敏電阻是一種半導(dǎo)體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導(dǎo)體本身的電導(dǎo)率發(fā)生變化這一機(jī)理來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的。目前國(guó)產(chǎn)的氣敏元件有兩種。一種是旁熱式，這種氣敏元件以陶瓷管為基底，管內(nèi)穿加熱絲，管外側(cè)有兩個(gè)測(cè)量極，兩個(gè)測(cè)量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成；另一種是直熱式，加熱絲和測(cè)量電極一同燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi)。另外半導(dǎo)體氣敏元件有N型和P型之分。N型在檢測(cè)本設(shè)計(jì)用SnO2(MQ-2氣體傳感器)氣敏元件，它是由0.1~10um的晶體集合而成，這種晶體是作為N型半導(dǎo)體而工作的。在正常情況下，是處于氧離子缺位的狀態(tài)。當(dāng)遇到離解能較小且易于失去電子的可燃性氣體分子時(shí)，電子從氣體分子向半導(dǎo)體遷移，半導(dǎo)體的載流子濃度增加，因此電導(dǎo)率增加。而對(duì)于P型半導(dǎo)體來(lái)說(shuō)，它的晶格是陽(yáng)離子缺位狀態(tài)，當(dāng)遇到可燃?xì)怏w時(shí)其導(dǎo)電率則減小。SnO2在室溫下雖能吸附氣體，但其電導(dǎo)率變化不大電導(dǎo)率就發(fā)生較大的變化，因此氣敏元件在使用時(shí)需要加溫。MQ-2氣敏元件的結(jié)構(gòu)外形及測(cè)量電路如圖3-3所示(結(jié)構(gòu)AorB),由微型AL2O3陶瓷管、SnO2敏感層，測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在朔料或不銹鋼制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中2個(gè)用于提供加熱電流，4個(gè)用于信號(hào)取出。MQ-2氣體傳感器標(biāo)準(zhǔn)工作條件：VC回路電壓≤15VACorDC;VH加熱電壓5.0V±0.2VACorDC;RH加熱電阻31Ω±3Ω室溫；Rs敏感體表面電阻3KQ~30KQ(1000ppm丁烷氫氣液化氣和丙烷響應(yīng)時(shí)間約為10s,恢復(fù)時(shí)間約為30s~60s。MQ-2放置一段時(shí)間后，再通電使用時(shí)，阻值是先下降，然后又上升，通電大約10min后(叫初期穩(wěn)定時(shí)間),才能穩(wěn)定到與氣氛狀態(tài)相應(yīng)的阻值。為了避免通電開始時(shí)的誤報(bào)動(dòng)作，本設(shè)計(jì)在單片機(jī)內(nèi)部特別設(shè)置了十幾分鐘的延遲電路。在使用此類型氣敏元件時(shí)，靈敏度的調(diào)整是很重要的。本設(shè)計(jì)中選R10為10K作為靈敏度的調(diào)整，本設(shè)計(jì)選用MQ-2型煙霧傳感器，這種型號(hào)的傳感器具備一般半導(dǎo)體煙霧傳感器靈敏度高、響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。它將可燃性氣體在空氣中的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換電路將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送到單片機(jī)，進(jìn)而由單片機(jī)完成數(shù)據(jù)處理、濃度處理及報(bào)警控制等工作。MQ-2型油煙煤氣檢測(cè)模塊電路圖如圖3-4所示。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書圖3-4油煙煤氣檢測(cè)模塊電路ADC0832是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。由于它體積小，兼容性，性價(jià)比高而深受單片機(jī)愛(ài)好者及企業(yè)歡迎，其目前已經(jīng)有很高的普及率。學(xué)習(xí)并使用ADC0832可是使我們了解A/D轉(zhuǎn)換器的原理，有助于我們單片機(jī)技術(shù)水平的提高。ADC0832為8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片，其最高分辨可達(dá)256級(jí)，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入與參考電壓的復(fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0~5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時(shí)間僅為32μS,據(jù)有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以減少數(shù)據(jù)誤差，轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性能強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變的更加方便。通過(guò)DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實(shí)現(xiàn)通道功能的選擇。在本設(shè)計(jì)中我們只采用一個(gè)通道。ADC0832的引腳圖如圖3-5所示，與各引腳的定義如下：CS——引腳1,片選使能，低電平芯片使能；CH0——引腳2,模擬輸入通道0,或作為IN+/-使用；CH1——引腳3,模擬輸入通道1,或作為IN+/-使用；GND——引腳4,芯片參考0電位(地);DI——引腳5,數(shù)據(jù)信號(hào)輸入，選擇通道控制；DO——引腳6,數(shù)據(jù)信號(hào)輸出，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出；CLK——引腳7,芯片時(shí)鐘輸入；VCC——引腳8,電源輸入及參考電壓輸入(復(fù)用);當(dāng)空氣中不含有煤氣或煤氣含量低于設(shè)定值時(shí)，MQ-2煙霧傳感器檢測(cè)到，MQ-2電阻值很大，它將有害氣體在空氣中的含量(即濃度)轉(zhuǎn)化成電壓或者電流信號(hào)，輸出微弱的電壓模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)ADC0832的轉(zhuǎn)換，變?yōu)閱纹瑱C(jī)能采MQ-2電阻減小，輸出較強(qiáng)的電壓模擬信號(hào)，再經(jīng)過(guò)ADCO832的轉(zhuǎn)換，變?yōu)閱纹瑱C(jī)能采集到的數(shù)字信號(hào)，進(jìn)入單片機(jī)的中斷服務(wù)，抽油煙機(jī)啟動(dòng)并報(bào)警。本設(shè)計(jì)的ADC0832應(yīng)用電路圖如圖3-6所示。圖3-6ADC0832應(yīng)用電路圖立刻轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描，判別鍵盤上閉合鍵的鍵號(hào)，并作相應(yīng)的處理。該系統(tǒng)鍵盤采用開關(guān)式鍵盤，也稱線性鍵盤，各鍵是相互獨(dú)立的，當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該按鍵所對(duì)應(yīng)的端口線的電位就由高電平變?yōu)榈碗娖?，CPU訪問(wèn)并查詢所有按鍵端口線，即可識(shí)別是哪一個(gè)按鍵按下。各功能按鍵設(shè)置如表3-1表3-1功能按鍵說(shuō)明手動(dòng)開/關(guān)顯示溫度S1:人為的對(duì)抽油煙機(jī)啟動(dòng)或關(guān)閉。S2:定時(shí)輔助鍵，加1min確定要定的時(shí)長(zhǎng)。系統(tǒng)默認(rèn)時(shí)長(zhǎng)為40min。S3:定時(shí)輔助鍵，減1min確定要定的時(shí)長(zhǎng)。S4:按下此鍵，把溫度傳感器檢測(cè)到的溫度從數(shù)碼管上顯示出來(lái)。按鍵都是利用機(jī)械觸點(diǎn)的閉合、斷開作用來(lái)實(shí)現(xiàn)信息輸入的。當(dāng)按鍵開關(guān)的觸點(diǎn)閉合或斷開到其穩(wěn)定狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)短暫的抖動(dòng)和彈跳，這是機(jī)械式開關(guān)的一個(gè)共同性問(wèn)題，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短，與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5~10ms,為了避免單片機(jī)多次處理按鍵的一次閉合，僅作一個(gè)按鍵輸入處理，必須消除抖動(dòng)干擾。有按鍵按下時(shí)，通常消除抖動(dòng)干擾可以采用硬件方法，也可采用軟件延時(shí)的方法來(lái)消除抖動(dòng)干擾。硬件方法是通過(guò)濾波電路、雙穩(wěn)態(tài)電路等實(shí)現(xiàn)。軟件方法是在檢測(cè)到有按鍵按下時(shí)，執(zhí)行一個(gè)10ms的延時(shí)程序再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持該按鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正按鍵按下狀態(tài)，從而消除了抖動(dòng)干擾。本設(shè)計(jì)采用軟件消除抖動(dòng)干擾，來(lái)實(shí)現(xiàn)各功能鍵的作用。當(dāng)沒(méi)有按鍵按下時(shí)，P10~P13口輸入均為1,同時(shí)經(jīng)八輸入與非門(74LS30本設(shè)計(jì)只用四個(gè)口)及反相器，輸出一高電平到AT89S52單片機(jī)的INT1引腳，此時(shí)不申請(qǐng)中斷。一旦有按鍵按下，則低電平通過(guò)按鍵輸入到P10~P13的某一口，同時(shí)經(jīng)八輸入與非門輸入到INT1引腳，從而使INT1有效，向AT89S52申請(qǐng)中斷，AT89S52響應(yīng)后，立即轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序，查出按鍵號(hào)，進(jìn)一步做相應(yīng)處理。這樣可以節(jié)省大量的空間掃描時(shí)間，進(jìn)而提高AT89S52單片機(jī)的工作效率。本設(shè)計(jì)的按鍵接口電路如圖3-7所示。DS1232是一個(gè)具有看門狗的功能的電源監(jiān)測(cè)芯片，在電源上電、斷電、電壓瞬態(tài)下降和死機(jī)時(shí)都會(huì)輸出一個(gè)復(fù)位脈沖，十分適合作為單片機(jī)的復(fù)位電路。主要有以下特點(diǎn)：具有看門狗功能，可以防止單片機(jī)系統(tǒng)死機(jī)；貼片式8腳封裝(如圖3-8);輸入給看門狗的脈沖的時(shí)間間隔可以設(shè)置；具有5%或10%的兩種電源監(jiān)測(cè)精度。芯片內(nèi)含溫度補(bǔ)償電路，DS1232的引腳邏輯如圖3-8所示。對(duì)所有引腳定圖3-8DS1232引腳圖PBRST——引腳1,復(fù)位鍵連接引腳，直接連接復(fù)位鍵TD——引腳2,看門狗定時(shí)器延時(shí)設(shè)置。如果連接到地，輸入給看門狗的脈沖間隔不得大于150ms;如果不連接，脈沖間隔不得大于600ms;如果連接到電源，脈沖間隔不得大于1.2s;TOL——引腳3,選擇5%或10%的電源監(jiān)測(cè)精度。如果這個(gè)引腳連接到地，當(dāng)電源下降到4.75V時(shí)芯片才輸出一個(gè)復(fù)位脈沖；GND——引腳4,地線；RST——引腳5,復(fù)位的高脈沖輸出引腳；芯片DS1232在系統(tǒng)工作時(shí)，必須不間斷的給引腳7輸入一個(gè)脈沖系列，這個(gè)脈沖的時(shí)間間隔有引腳2設(shè)定，如果脈沖時(shí)間間隔大于引腳2的設(shè)定，芯片將輸出一個(gè)復(fù)位脈沖使單片機(jī)復(fù)位。一般將這個(gè)功能稱為看門狗，將輸入給看門狗的一系列脈沖稱為“喂狗”。這個(gè)功能可以防止單片機(jī)系列死機(jī)，是非常有用的。如圖3-9所示DS1232與單片機(jī)連接的原理圖，其中TD連接到5V電源，因此輸入給看門狗的脈沖間隔不可以超過(guò)1.2s;TOL連接到地，因此電源電壓下降到4.75V時(shí)就會(huì)引起DS1232輸出復(fù)位脈沖；把AT89S52單片機(jī)的P3.2引腳連接到DS1232的ST,程序中必須從P3.2引腳輸出一個(gè)脈沖系列到ST,否則——4主控制電路設(shè)計(jì)AT89S52是一種帶8K字節(jié)FLASH存儲(chǔ)器(FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory)的低電壓，高性能CMOS8位處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。引腳排列如圖4-1所示。與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；8K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器；壽命：1000寫/擦循環(huán)；數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年；256×8位內(nèi)部RAM;32可編程I/O線；六個(gè)中斷源；三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路；全雙工UART串行通道；低功耗的閑置和掉電模式；AT89S52提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8KB的ROM,256B內(nèi)部RAM,4個(gè)8位I/O端口(P0、P1、P2、P3),三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器TO、T1和T2,一個(gè)5AT89S52可降至OHz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM,定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。(3)管腳(圖4-1)功能說(shuō)明：VCC:供電電壓。PO口：PO口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)不具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，PO口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P2端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流(IL)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部上拉發(fā)送1。在使用8位地址訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口接收的高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)P3端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部P3.0——RXD(串行輸入口);P3.1——TXD(串行輸出口);P3.2——INTO(外部中斷0);P3.3——INT1(外部中斷1);P3.4——TO(定時(shí)器0外部輸入);P3.5——T1(定時(shí)器1外部輸入);P3.6——WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通);P3.7——RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通);P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。ALE/PROG:當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX和MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。PSEN:外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指令期間，每EA/VPP:當(dāng)EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)(0000H-FFFFH),不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，EA將內(nèi)部鎖定為RESET;當(dāng)EA輸入端接高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源(VPP)XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。本設(shè)計(jì)用七段LED數(shù)碼顯示器顯示定時(shí)的時(shí)長(zhǎng)，定時(shí)的剩余時(shí)間以及溫度。LED數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成8字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是8個(gè)。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來(lái)表示。當(dāng)數(shù)碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會(huì)發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的字樣了。一般情況下，單個(gè)發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過(guò)30mA。常用LED發(fā)光數(shù)碼管是單片機(jī)系統(tǒng)采用的廉價(jià)輸出設(shè)備，作為系統(tǒng)的顯示器件。本設(shè)計(jì)靜態(tài)顯示，另一種是動(dòng)態(tài)顯示。其中靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定不閃爍，程序編寫簡(jiǎn)單，可以有效節(jié)省CPU的很多時(shí)間，占用端口資源多；動(dòng)態(tài)顯示的特點(diǎn)是顯示穩(wěn)定性沒(méi)靜態(tài)好，程序編寫復(fù)雜，相對(duì)靜態(tài)顯示而言占用端口資源少。在本設(shè)計(jì)中為節(jié)省端口，采用的是動(dòng)態(tài)顯示方法。根據(jù)內(nèi)部發(fā)光二極管的連接形式不同，LED數(shù)碼顯示器有共陰極和共陽(yáng)極兩種。共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地。每個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極通過(guò)電阻與輸入端相連。共陽(yáng)極接法：把發(fā)光二極管的陽(yáng)極連在一起構(gòu)成公共陽(yáng)極，使用時(shí)公共陽(yáng)極接+5V,每個(gè)發(fā)光二河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(3)共陽(yáng)極圖4-2LED數(shù)碼顯示器結(jié)構(gòu)及連接圖4.2.3數(shù)碼顯示器顯示電路號(hào)經(jīng)過(guò)74HC573鎖存器來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的正常工作，單片機(jī)的P04、P05、P06、口，哪個(gè)輸出低位電平，哪個(gè)數(shù)碼管就選通。如圖4-3所示顯示電路原理圖。圖4-3顯示電路原理圖當(dāng)油煙溫度過(guò)高或MQ-2檢測(cè)到有煤氣泄漏時(shí)，中斷服務(wù)程序會(huì)給P3.1端口一低電平，觸發(fā)蜂鳴器聲音報(bào)警，此時(shí)伴隨抽油煙機(jī)的啟動(dòng)。由于蜂鳴器的工作電流一般比較大，然而單片機(jī)的I/O口是無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)的，所以要利用放大電路來(lái)驅(qū)動(dòng)，本設(shè)計(jì)使用三極管來(lái)放大電流就可以了，本設(shè)計(jì)的蜂鳴器選用YMD12065,5V有源蜂鳴器。聲音報(bào)警電路原理圖如圖4-4所示。固態(tài)繼電器(SolidStateRelay,縮寫SSR),是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)。用隔離器件實(shí)現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號(hào)，達(dá)到直接驅(qū)動(dòng)大電流負(fù)載。固態(tài)繼電器是具有隔離功能的無(wú)觸點(diǎn)電子開關(guān)，在開關(guān)過(guò)程中無(wú)機(jī)械接觸部件，因此固態(tài)繼電器除具有與電磁繼電器一樣的功能外，還具有邏輯電路兼容，耐振動(dòng)耐機(jī)械沖擊，安裝位置無(wú)限制，具有良好的防潮防霉防腐蝕性能，在防爆和防止臭氧污染方面的性能也極佳，輸入功率小，靈敏度高，控制功率小，電磁兼容性好，噪聲低和工作頻率高等特點(diǎn)。固態(tài)繼電器專用的固態(tài)繼電器可以具有短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)和過(guò)熱保護(hù)功能，與組合邏輯固化封裝就可以實(shí)現(xiàn)用戶需要的智能模塊，直接用于控制系統(tǒng)中。固態(tài)繼電器有三部分組成：輸入電路，隔離(耦合)和輸出電路。按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與TTL/CMOS兼容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時(shí)，通常使用兩個(gè)可控硅或一個(gè)雙向可控硅，直流輸出時(shí)可使用雙極性器件或功率場(chǎng)效應(yīng)管。單片機(jī)控制電機(jī)的開關(guān)通過(guò)SSR系列固態(tài)繼電器，SSR成功地實(shí)現(xiàn)了弱信號(hào)(VSR)對(duì)強(qiáng)電(輸出端負(fù)載電壓)的控制。SSR是利用晶體管或可控硅代替常規(guī)繼電器的觸點(diǎn)開關(guān)，而在前級(jí)與光電隔離器融為一體，由于光耦合器的應(yīng)用，使控制信號(hào)所需的功率極低(約10mW就可正常工作),而且VSR所需的工作電1)雙向可控硅輸出，零電壓開啟，零電流關(guān)斷；2)輸入回路與輸出回路之間光隔離；3)輸入端-輸出端之間隔離耐壓2500V;4)100%負(fù)載電流老化試驗(yàn)，通過(guò)歐共體CE認(rèn)證，國(guó)際ISO9000認(rèn)證，國(guó)內(nèi)3C認(rèn)證。(2)SSR-10DA技術(shù)參數(shù)如表4-1所示：表4-1SSR-10DA技術(shù)參數(shù)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖控制方式直流控制交流(DC-AC)負(fù)載電流負(fù)載電壓控制電壓控制電流通態(tài)漏電流 通態(tài)降壓斷態(tài)時(shí)間介質(zhì)耐壓絕緣電阻環(huán)境溫度工作指示單片機(jī)對(duì)電機(jī)控制原理圖如圖4-5所示，單片機(jī)通過(guò)P3.0外接反相器來(lái)控制固態(tài)繼電器發(fā)光二極管的閉合，控制電機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)閉。當(dāng)P3.0輸出低位電平時(shí)，固態(tài)繼電器SSR-10DA內(nèi)部的發(fā)光二級(jí)管通電發(fā)亮，觸發(fā)導(dǎo)通右側(cè)的光控晶閘管，形成電機(jī)啟動(dòng)的閉合電路，抽油煙機(jī)啟動(dòng)。當(dāng)P3.0輸出為高電平時(shí)，發(fā)光二級(jí)管不發(fā)光，固態(tài)繼電器SSR-10DA不能觸發(fā)導(dǎo)通，無(wú)法形成電機(jī)啟動(dòng)的閉合，抽油煙機(jī)關(guān)閉。圖4-5電機(jī)控制原理圖光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硒、硫化鋁、硫化鉛和硫化鉍等材料。這些制作材料具有在特定波長(zhǎng)的光照射下，其阻值迅速減小的特性。這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場(chǎng)的作用下作漂移運(yùn)動(dòng)，電子奔向電源的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻器的阻值迅速下降。光敏電阻器是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強(qiáng)弱而改變的電阻器；入射光強(qiáng)，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測(cè)量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換(將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化)。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，它是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線(可見光)的強(qiáng)弱變化而變化，在黑暗條件下，它的阻值(暗阻)可達(dá)1~10M,在強(qiáng)光條件(100LX)下，它阻值僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對(duì)光的敏感性與人眼對(duì)可見光(0.4~0.76)UM的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會(huì)引起它的阻值變化。本設(shè)計(jì)選用硫化鎘光敏電阻MG45。亮阻(kΩ):≤2～10;暗阻(MΩ):1～10;環(huán)境溫度(℃):-40～+70;工作電壓(V):150。電路中單向可控硅選用MCR100-8,主要參數(shù)：通態(tài)電流IT(AV)=0.6A;正向耐壓VDRM>600V;反向耐壓VRRM>600V;通態(tài)壓降VTM<1.7V(ITM=2A);結(jié)溫=125(℃);封裝形式=TO-92。光敏電阻對(duì)照明的自動(dòng)控制如圖4-6所示，只有當(dāng)抽油煙機(jī)啟動(dòng)的時(shí)候，光控電路外接電壓，光敏電阻MG45-3才起到控制作用，當(dāng)光照強(qiáng)度變強(qiáng)時(shí)，電阻變小，觸發(fā)電流變小，而當(dāng)交流電壓變?yōu)榱銜r(shí)，觸發(fā)電流不能再次觸發(fā)導(dǎo)通MCR100-8單向可控硅，電路回路斷開，燈熄滅。當(dāng)光照強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)，電阻變大，流入MCR100-8單向可控硅的電流變大，當(dāng)達(dá)到一定預(yù)定值時(shí)，觸發(fā)導(dǎo)通MCR100-8,電燈形成閉合回路，電燈通電變亮。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書圖4-6光控電路原理圖油煙凈化系統(tǒng)主要有油煙初級(jí)發(fā)生器、油煙凈化設(shè)備、風(fēng)機(jī)和風(fēng)量調(diào)節(jié)閥等四部分組成。其中電氣控制裝置包括對(duì)油煙凈化設(shè)備和檢測(cè)裝置傳過(guò)來(lái)的電信號(hào)對(duì)風(fēng)機(jī)的控制。為了系統(tǒng)的需要設(shè)置了采樣點(diǎn)，凈化系統(tǒng)的核心裝置是油煙凈化設(shè)備，不同的油煙或有害氣體經(jīng)過(guò)油煙凈化設(shè)備，油煙的出口質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于進(jìn)口的質(zhì)量，達(dá)到凈化的目的，對(duì)油煙凈化設(shè)備的研究至關(guān)重要。通過(guò)對(duì)風(fēng)機(jī)的