毕业设计-基于at89s51单片机的高压静电除尘器的设计

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1、合肥学院单片机设计XX学院《单片机原理与应用》课程论文课程论文题目基于单片机的空气净化机的设计院系名称专业（班级）计算机科学与技术专业姓名（学号）指导教师2012年5月日27合肥学院单片机设计一．绪论1.引言空气净化器具有滤去尘埃、消除异味及有害气体、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动，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用的净化技术主要有：紫

2、外线净化、光触媒净化、等离子体净化、过滤净化（HEPA）、静电集尘、吸附净化、负离子净化、臭氧净化、分子络合、HIMOP快速净化等方法。2.设计任务与要求高压静电除尘是根据静电荷的异性相吸、同性相斥的原理，利用静电力将空气中带电粉尘吸附沉降下来，以达到除尘的目的。通过该原理设计一款空气净化机从而取代物理除尘和臭氧除尘。二．原理1.高压静电除尘的原理高压静电除尘是根据静电荷的异性相吸、同性相斥的原理，利用静电力将空气中带电粉尘吸附沉降下来，以达到除尘的目的。含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之问所形

3、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，则使尘粒荷以负电，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，尘粒则沉积于阳极板上，从而得到净化的气体。该技术只对颗粒物等大粒子气体有效果，主要用于除尘。图1-1静电除尘器的工作原理图27合肥学院单片机设计三．硬件设计1.温度控制系统的硬件设计显示器键盘时钟电路复位电路电源AT89S51单片机A/D转换器放大电路外部控制电路传感器采集信号图3-1主电路图框图2.信号采集电路的设

4、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，为后级电桥提供稳定的电流。电桥由R1、R2、R3、R13组成，当外界温度发生变化时，通过调节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/R8得到。输出电阻由R4、R12、R14、D1组成，调节

5、R14可以调整输出电压幅度。D1主要用于防止输出负电压，保护后级A/D电路。图3-2信号采集电路27合肥学院单片机设计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控制;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控制单片机的复位。从原理上说，一般采用高电复位电路。这种复位电路的工作原

6、理是：通电时，电容两端相当于短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容充电，RST端电压慢慢下降，降到一定程序，即为低电平，单片机开始正常工作。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。图3-4共阴极七段码LED数码管芯片引脚在该设计中采用的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。27合肥学院单片机设计图3-5单片机的显示和键盘连接图（2）用AT89S51单片机芯片串行口的方式0的输出方式，在

7、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，根据需要可以扩展）。采用静态显示，软件设计比较简单，节约CPU的资源。5.单片机的选择1．AT89S5单片机芯片引脚功能说明（1）主电源引脚Vss和Vcc①Vss接地。②Vcc正常操作时为+5伏电源。27合肥学院单片机设计图3-6AT89S51芯片引脚图（2）控制或与其它电源复用引脚RST/VPD，ALE/PROG和EA/Vpp。①RST/VPD当振荡器运行时，在此引脚上出现两个机器周期的高电平（由低到高跳变），将使

8、单片机复位。在Vcc掉电期间，此引脚可接上备用电源，由VPD向内部提供备用电源，以保持内部RAM中的数据。②ALE/PROG正常操作时ALE的功能是（允许地址锁存）提供并把地址的低字节锁存到外部锁存器，AL