基于atmega16單片機系統(tǒng)的小型室內(nèi)空氣凈化器的研制

1、務(wù)I訇化基于Atmegal6單片機的小型室內(nèi)空氣凈化器的研制DesignimplementofsmallIndoairpurifierbasedonATmegal6萬國平。，聶惠芬。，萬志強，王輝華WANGUO—ping。，NIEHui—fen。，WANZhiqiang，WANGHui—hua(1南昌理工學院計算機工程系，南昌330013；2合肥工業(yè)大學機械與汽車工程學院，合肥230009)摘要：本文所研制的小型室內(nèi)空氣凈化器是以ATM

2、EGA16單片機為核心，在完成對空氣凈化器控制系統(tǒng)功能需求的分析上，進行控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計和研發(fā)，最終完成了基于Atmegal6單片機的小型室內(nèi)空氣凈化器控制系統(tǒng)的研制，經(jīng)過實驗室的測試和實際運用證明，該型號的小型室內(nèi)空氣凈化器和市場同類產(chǎn)品相比，具有運行穩(wěn)定、綠色環(huán)保、便于操作等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng)；Atmegal6；空氣凈化器；單片機；硬件電路中圖分類號：TP368文獻標識碼：B文章編號：Doi：103969／jissn100

3、9—013420128(下)380引言當前，世界空氣污染狀況不容樂觀，而對于人類生活密切的室內(nèi)空氣質(zhì)量的好壞，一直是對人類健康造成影響的重要因素，隨著社會和科學技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的各種裝飾材料應(yīng)用于家居生活中，同時，也正是這些應(yīng)用新的科學技術(shù)合成的裝飾材料，不斷揮發(fā)出各種對人體健康有害的氣體物質(zhì)，如甲醛、二氧化硫等，為了去除這些有害的氣體物質(zhì)，對室內(nèi)的空氣進行凈化就顯得尤為必要，本文所要介紹的就是一款以ATMEGA16單片機為控制

4、芯片的小型的、主要應(yīng)用于室內(nèi)的空氣凈化器控制系統(tǒng)，該空氣凈化器控制系統(tǒng)性能穩(wěn)定、環(huán)保節(jié)能、經(jīng)濟實惠。1系統(tǒng)功能需求分析rI】空氣凈化器應(yīng)用十分廣泛，本文所研制的是一種以Atmega16單片機為核心處理器的小型室內(nèi)使用的空氣凈化器，系統(tǒng)功能需求分析如圖1所示。電源控制L__一。顯示系統(tǒng)_』紫外燈管使用時間計時核心按鍵控制L__微__JEEPRoM數(shù)據(jù)保存處理器蜂鳴器報警控制L__定時設(shè)置圖1空氣凈化器系統(tǒng)功能需求分析該空氣凈化器主要是依靠

5、紫外燈管發(fā)出適當波長的紫外線，利用紫外線能破壞微生物細胞中的DNA(脫氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)的分子結(jié)構(gòu)，造成生長性細胞死亡或再生性細胞死亡這一原理，達到凈化室內(nèi)空氣的目的。當給凈化器接通電源工作后，系統(tǒng)即按照程序設(shè)定的紫外燈管使用壽命開始計時，中間如有停電、關(guān)機等操作，系統(tǒng)自動把先前計時數(shù)據(jù)保存在EEPROM中，以便在下次凈化器正常工作后，在之前計時數(shù)據(jù)上繼續(xù)計時，當計時的數(shù)據(jù)達到系統(tǒng)設(shè)定的紫外燈管的壽命時，LED報警燈開始報

6、警提示，這時應(yīng)予更換紫外燈管，更換燈管后，按下相應(yīng)按鍵，這時先前保存在EEPROM中的數(shù)據(jù)清零，空氣凈化器在通電正常工作后，計時器重新計時。2控制系統(tǒng)總體設(shè)計由對空氣凈化器控制系統(tǒng)的功能需求分析，主要從硬件和軟件兩個方面介紹空氣凈化器控制系統(tǒng)的總體設(shè)計。21硬件總體設(shè)計按照實現(xiàn)空氣凈化器的功能需求可知，系統(tǒng)硬件設(shè)備主要由Atmegal6單片機、LED燈、電感線圈、按鍵、紫外燈管、蜂鳴器、溫度傳感器以及其他電子元器件組成?？諝鈨艋饔布O(shè)

7、計如圖2所示。由硬件設(shè)計圖可知，空氣凈化器是以Atmega16單片機為核心，并在此基礎(chǔ)上來實現(xiàn)凈化器的功能需求的。Atmega16單片機是基于增強的AVRRISC結(jié)收稿日期：20120330作者簡介：萬國平(1959一)，男，江西進賢人，教師，主要從事單片機方面的研究。[128]第34卷第8期2012—8(下)學兔兔www.xuetutu.com1甸№圖5紫外燈管比較反饋電路端口。當空氣凈化器正常工作時，流經(jīng)電子鎮(zhèn)流器中電流的一路經(jīng)過電

8、感，LM393的2或6腳檢測到大約245V的電壓，進行比較，另外一路的電壓大約為05V，同時，LM393的1或7腳輸出低電平給單片機的PB2或PB3口，經(jīng)單片機判斷后，發(fā)出紫光燈工作正常的信號。如果紫外燈管不工作，則電子鎮(zhèn)流器就沒有電流輸出，此時，LM393的2或6腳就檢測不到電壓，LM393的1或7腳便輸出高電平給單片機PB2或PB3端口，單片機經(jīng)判斷就會發(fā)出紫光燈工作不正常的信號且控制蜂鳴器發(fā)出報警信號。32定時模塊設(shè)計紫外燈的殺菌

9、強度會隨著使用時間的增加而逐漸衰減，一般應(yīng)在其殺菌強度將至70％后，及時更換紫外燈管，這樣可以獲得最佳的凈化空氣的效果，紫外燈管從開始使用到更換完畢這一段使用時間即為使用壽命’，一般在紫外燈管的說明書上也會給出使用壽命，為了在燈管使用到期后及時有效地更換燈管，保證最佳的殺菌效果，這就需要定時功能，得益于Atmegal6單片機內(nèi)置有多個帶預(yù)分頻的，功能強大的8位和16位計數(shù)／定時器，可以非常方便地實現(xiàn)對紫外燈管工作時間的定時計數(shù)功能，同時

10、為了提高定時計數(shù)的準確性，在硬件電路上加入了一個16MHz的晶振?？諝鈨艋鞯亩〞r流程圖如圖6所示。4結(jié)論本文所研制的小型室內(nèi)空氣凈化器控制系統(tǒng)，是基于Atmegal6單片機為核心處理器來實現(xiàn)的，通過對空氣凈化器功能需求的分析，設(shè)計、開發(fā)出相應(yīng)的硬件電路和軟件程序，最終實現(xiàn)了空氣凈化器的功能要求，達到了預(yù)定的設(shè)計目標。本控制系統(tǒng)硬件電路采用ProtelDXP軟件進[1301第34卷第8期2012—8(下)圖6空氣凈化器定時流程圖行設(shè)計、

11、開發(fā)，在研制過程中采用Proteus軟件進行電路的仿真；軟件方面采用c語言來編寫程序，開發(fā)環(huán)境為CodeVisionAVR軟件，硬件和軟件都完成后，下載程序進行整機的調(diào)試和運行，實驗的結(jié)果表明整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定，達到了預(yù)期的設(shè)計要求。參考文獻：[1]吳忠標，趙偉榮室內(nèi)空氣污染及凈化技術(shù)【M】化學工業(yè)出版社，2005【2]何德林空氣凈化技術(shù)手冊lM]電子工業(yè)出版社，1985[3]馬潮高檔8位單片機ATmegal28原理與開發(fā)應(yīng)用指南【M]北

12、京：北京航空航天大學出版社，2004[4]李果，董玉德DesignandresearchtheSoftwareofAir—purifierControlSystembasedonATmega128microcontroller，2011IEEEInternationalConferenceonComputerScienceandAutomationEngineering(CSAE2011)【5】任俊龍基于AVR單片機的空氣凈化器控制系統(tǒng)

13、的硬件設(shè)計與實現(xiàn)IJ1合肥：合吧工業(yè)大學，2010【6】YuYing，ZhouLei，MinHaoDesignandVLSIImplementationofAnAsyn—chronousLowPowerMicrocontroller[J]20014thInternationalConferenceOnASIC2001，(33)：797—799【7]劉歡基于AVR單片機的移相零電壓逆變電阻焊接電源的研究【D]杭州：浙江大學，2008[8]