臭氧發(fā)生器的硬件設(shè)計(jì)
HT46R232特點(diǎn)說明
HT46R232是臺灣盛群公司生產(chǎn)的A/D型8位單片機(jī)。HT46R232具有以下資源:1個與輸入/輸出口共用引腳的外部中斷輸入;2個16位可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器,具有溢出中斷;8層硬件堆棧;8通道10位解析度的A/D轉(zhuǎn)換器;4通道8位的PWM輸出,與輸入/輸出口共用引腳;I2C總線(slave模式)。
在編程方面,HT46R232具有63條指令,指令執(zhí)行時(shí)間為1個或者2個指令周期,而每條指令在系統(tǒng)頻率為8MHz時(shí),指令執(zhí)行周期僅為0.5μs。以上這些軟硬件方面的優(yōu)點(diǎn)使HT46R232非常適用于臭氧發(fā)生器的設(shè)計(jì)。
臭氧發(fā)生器的硬件電路
控制系統(tǒng)硬件電路如圖2所示。其中,顯示模塊(LEDdisplaymodule)是由HT46R232的PA0~PA2三個I/O口與串行共陰極顯示驅(qū)動芯片MAX7219連接控制4位7段LED顯示器。PA0~PA2以I/O口模擬三線協(xié)議時(shí)序驅(qū)動MAX7219的方式分別連接MAX7219的DIN、DOUT、CLK腳。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1337接HT46R232的PA4、PA6、PA7三腳,并且通過軟件模擬I2C總線方式讀寫DS1337的I2C從器件來顯示時(shí)間和實(shí)現(xiàn)臭氧發(fā)生器的定時(shí)功能。蜂鳴器是由PA3控制實(shí)現(xiàn)蜂鳴報(bào)警的功能。鍵盤模塊(Keyboardmodule)接到HT46R232的PC0、PC1、PC2、PC3四腳,實(shí)現(xiàn)臭氧發(fā)生器的開停和臭氧產(chǎn)生量的增加和減少。無線射頻遙控模塊(RFmodule)由無線發(fā)射和接收控制兩部分組成。發(fā)射部分采用編碼芯片SC2262,接收部分主要由解碼芯片SC2272構(gòu)成的電路。接收模塊的引腳分別接在HT46R232的外部中斷引腳INT和I/O口PB4、PB5、PB6、PB7。當(dāng)接收部分接到發(fā)射模塊4個按鍵中的一個按鍵發(fā)出信號時(shí),外部中斷引腳INT就會接收到一個高電平,同時(shí)PB4~PB7中的對應(yīng)引腳會輸入高電平。R15是熱敏電阻,R15通過運(yùn)放接在HT46R232的PB0/AN0口,以實(shí)現(xiàn)對發(fā)生器實(shí)時(shí)溫度變化的監(jiān)控,當(dāng)溫度達(dá)到70℃時(shí)R15采集模擬信號送到PB0/AN0口,由片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量信號送給控制器。PD0/PWM0引腳輸出PWM信號接到風(fēng)機(jī)電路。PD1/PWM1引腳輸出PWM信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后接到功率轉(zhuǎn)換電路,以實(shí)現(xiàn)對高壓電源電壓幅值的控制。
風(fēng)機(jī)電路如3所示。單片機(jī)HT46R232的PD0/PWM0引腳輸出的PWM信號經(jīng)過74F14轉(zhuǎn)換成一對極性相反的信號分別輸入到橋式驅(qū)動集成電路芯片IR2110的HIN引腳和LIN引腳。經(jīng)過轉(zhuǎn)換后,橋式驅(qū)動集成芯片IR2110的LO引腳和HO引腳分別輸出大小相等,極性相反的兩路驅(qū)動電壓,驅(qū)動電壓接入半橋電路,以此驅(qū)動風(fēng)機(jī)運(yùn)行。臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧所需的高壓電源工作原理是:220V電壓經(jīng)過整流后送入全橋逆變電路中,在單片機(jī)HT46R232輸出的PWM信號的驅(qū)動下逆變成高頻的交流電,再經(jīng)過高頻變壓器升壓送給臭氧發(fā)生管。
高壓電源由整流電路、全橋逆變電路、升壓變壓器組成。市電經(jīng)過轉(zhuǎn)換后成為高頻高壓交流電供給臭氧發(fā)生器。此部分如圖4所示。PWM0經(jīng)過轉(zhuǎn)換后形成兩對互補(bǔ)的信號,經(jīng)過光耦隔離后分別驅(qū)動VT1、VT4和VT2、VT3,調(diào)節(jié)單片機(jī)輸出的PWM1的頻率和占空比就可以得到所需的高頻高壓交流電。其中頻率的調(diào)節(jié)范圍1kHz至20kHz,占空比的調(diào)節(jié)范圍為10%至90%。
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