智能油煙機的設計

1、目錄設計總說明Household range hood total control system design1.緒論 1.1 設計的研究背景及意義 1.2 油煙機的簡介 1.3 本章小結(jié)2.方案論證 2.1硬件的選擇 2.2本章小結(jié)3.系統(tǒng)電路的設計 3.1檢測電路設計 3.1.1 煤氣檢測 3.1.2 煙霧溫度檢測及顯示 3.1.3 按鍵輸入 3.1.4 系統(tǒng)自動復位電路 3.2主控制電路設計 3.2.1 AT89S52 3.2.2 A/D轉(zhuǎn)換器 3.2.3對油煙機的開關控制 3.2.4自動照明控制 3.2.5報警電路 3.2.6對電動機的控制 3.3 本章小結(jié) 3.4.軟件程序設計 3.

2、4.1主程序的設計 3.4.2 PWM波調(diào)速流程圖 3.4.3本章小結(jié)4.結(jié)論5.參考文獻6.附錄7.致謝家用吸油煙機控制系統(tǒng)設計總說明 隨著科技的不斷發(fā)展，在我們?nèi)粘Ｉ钪谐橛蜔煓C扮演著很重要的角色，抽油煙機顧名思義就是要抽走油煙，一個好的抽油煙機可以創(chuàng)造一個好的烹飪環(huán)境，提高生活質(zhì)量，在日常生活中我們見到的油煙機一般的只是實現(xiàn)油煙機的開關和對風速的調(diào)節(jié)，而本次對于油煙機系統(tǒng)的設計基本包括檢測部分和控制部分，設計的任務是：單片機為核心控制抽油煙機，此次設計除了一般的功能外如：基本開關，風速強弱的調(diào)節(jié)，還要實現(xiàn)煙霧的自動檢測，通過檢測到的結(jié)果，來調(diào)節(jié)風力大小減少煙霧，最后要實現(xiàn)煤氣的檢測和報警

3、功能并利用按鍵實現(xiàn)風速的手動控制。設計中選用AT89S52單片機作為控制中心來控制抽油煙機系統(tǒng)，選用AT89S52單片機的原因是因S5x系列的單片機比起C5x系列的單片機來說擁有較低功耗，高性能特點，而且C5x系列單片機上增加了看門狗定時器和在線更新程序的功能。不需要在外部再外加看門狗，降低了單片機外圍電路的復雜性。根據(jù)任務書，實現(xiàn)抽油煙機的基本開關功能就是實現(xiàn)手動的啟動和關閉功能，啟動時抽油煙及通電風扇轉(zhuǎn)動，抽油煙機正常工作，關閉時抽油煙機斷電工作停止。抽油煙機煙霧溫度自動檢測功能，本次設計中是對煙霧溫度進行檢測，將檢測到的溫度通過單片機AT89S52顯示在液晶屏上，通過人對液晶屏上數(shù)據(jù)的顯

4、示來手動調(diào)節(jié)風速的強弱（大小）。抽油煙機中檢測煙霧溫度的傳感器使用的是DS18B20，能夠感應并測量到的溫度范圍適用于日常烹飪時的溫度壞境，并且內(nèi)部有熱溫上、下限警告的設置，很適合應用在抽油煙機控制系統(tǒng)中。將DS18B20連接到單片機AT89S52的引腳上，通過單片機分析和檢測來控制LCD液晶顯示，本設計中液晶顯示模塊采用的是LCD1602。調(diào)節(jié)風力大小就是既可以實現(xiàn)人對按鈕的手動操作，又可以通過檢測油煙溫度自動切換風速，通過單片機AT89S52控制來控制電機的轉(zhuǎn)速。設計中要實現(xiàn)抽油煙機使用的過程中檢測煤氣并實現(xiàn)報警功能首先要選定檢測煤氣的傳感器，我采用的是SnO2(MQ-2氣體傳感器)來檢測

5、廚房中產(chǎn)生的可燃氣體，在廚房中的可燃氣體就是煤氣，當氣敏器件對煤氣中可燃氣體濃度進行檢測并通過單片機分析和控制，然后做出反應使得蜂鳴器響應并報警，聽到報警后按下復位按鈕復位。設計中的報警提示采用的是蜂鳴器，蜂鳴器在工作時會發(fā)出很大的響聲，有警示的作用。本設計針對廚房產(chǎn)生的煙霧設計相應的抽油煙機。首先介紹抽油煙機的概念、結(jié)構(gòu)、工作原理等內(nèi)容，說明了抽油煙機產(chǎn)品在日常生活所起到重要作用。其次對系統(tǒng)總體設計進行了概況闡述，油煙機不僅具備的基本功能，而且還能利用溫度傳感器進行煙霧溫度的自動檢測，并根據(jù)顯示的溫度，自動切換油煙機的風力開關，調(diào)節(jié)風力大小，實現(xiàn)智能化吸油煙功能。依此設計了相應的軟硬件，論文

6、的硬件部分主要設計了油煙機的數(shù)據(jù)采集檢測模塊、顯示模塊、電路模塊等，對系統(tǒng)做了整體的設計，系統(tǒng)軟件部分主要是對各模塊的流程做了詳細得分析，并且編寫了相應的匯編程序來實現(xiàn)相應的功能。有顯示子程序、鍵盤中斷掃描程序、軟件報警程序。從而實現(xiàn)了抽油煙機自動控制的功能。本次設計的抽油煙機主要靠單片機進行控制，通過軟件設計來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，所以相對于普通的抽油煙機來說，靈活性比較好，功耗低，體積小，便于操作；同時可以做到自動檢測。 綜上，通過單片機AT89S52控制抽油煙機智能工作，加入氣敏傳感器（檢測煤氣），對煤氣進行檢測并報警，加入溫度傳感器進行對煙霧溫度的檢測實現(xiàn)手動和自動調(diào)節(jié)風速的強弱，最終實現(xiàn)安

7、全，潔凈，高效的烹飪環(huán)境。關鍵詞：單片機；控制；傳感器；檢測 Household range hood total control system designAlong with the development of science and technology in our daily life plays an important role, take lampblack chance take lampblack chance just as its name implies is to take lampblack, a good smoke lampblack machine to

8、create a good environment of cooking, improve the efficiency and quality of life, life lampblack machine we see in our daily life is to realize the switch of lampblack machine and part of the adjustment only control the wind, and the for the design of lampblack machine system including basic testing

9、 part and control part, the task of design is: the single chip processor as the core control smoke lampblack machine, the design in addition to general functions such as: the basic switch, the adjustment of the wind speed strength, but also realize the automatic detection of smoke, through the detec

10、ted results, to adjust the wind size to reduce smog, finally to achieve the function of gas detection and alarm and use the key to realize manual control of wind speed.Use AT89S52 single chip microcomputer as the control center to control in the design of smoke lampblack machine system, the selectio

11、n of AT89S52 single chip microcomputer for S5x series single-chip microcomputer is the cause of than C5x series single-chip microcomputer has lower power consumption, high performance characteristics, and increased the watchdog timer C5x series single chip microcomputer and the function of online to

12、 update the program. Don't need plus a watchdog to increase again in external microcontroller peripheral circuit complexity.According to the task of smoke lampblack machine basic switch function is to achieve the function of manual startup and shutdown and startup take lampblack and electric fan

13、 rotation, smoke lampblack machine to work properly, power off smoke lampblack machine to stop work.Smoke lampblack machine smoke temperature automatic detection function, the design was to test the smoke temperature, will be the temperature of the detected by single chip microcomputer AT89S52 devic

14、es is displayed in the LCD screen, through the data on the LCD display to manually adjust the strength of the wind speed (size).Smoke lampblack machine in the detection of smoke camber of sensor is used DS18B20, induction and the measured temperature range minus 55 degrees Celsius one hundred and tw

15、enty-five degrees Celsius, and on the internal heat temperature, lower limit warning Settings, very suitable for application in smoke lampblack machine control system.Connect the DS18B20 to pin on SCM AT89S52, through the analysis of the single chip microcomputer to control the LCD liquid crystal di

16、splay and detection, the design of liquid crystal display module adopts the LCD1602.Adjust the wind size is the manual operation of the button, by single-chip microcomputer AT89S52 control to control the motor speed.To implement in the design of smoke lampblack machine to use in the process of detec

17、ting gas and realize the alarm function to first select the gas sensor, I adopt SnO2 gas sensor (MQ - 2) to detect the combustible gas in the kitchen, combustible gas is gas in the kitchen when the gas sensor to test the concentration of combustible gas in the gas and by single-chip computer analysi

18、s and control, then make reflect response and make the buzzer alarm, press the reset button reset after heard the alarm.In the design of alarm prompt USES a buzzer, buzzer would be made a lot of noise at work, have the effect of the warning, buzzer belongs to a kind of polarity of the electronic com

19、ponents, there are two kinds of models, models are divided into two categories, one kind is active the other kind is passive, active type of passive type buzzer buzzer and different is the internal source of oscillation, as long as the buzzer electricity, will work their warnings, and different type

20、 and active, passive type buzzer if use dc signal drive, not singing, must be driven by square wave. In order to facilitate simple, type selection in the design of the active buzzer, when gas sensor to detect the gas concentration is too high, the design of interrupt service routine to pick up by th

21、e single chip microcomputer input port one low level, make the buzzer alarm sound, but to the buzzer alarm is in smoke lampblack machine to start.This paper aims at the kitchen smoke design corresponding smoke lampblack machine. Paper first introduces the concept, structure, working principle of smo

22、ke lampblack machine, etc., to smoke lampblack machine product play an important role in our daily life. Second paper profile for the overall design of the system, not only has the basic function of lampblack machine in the kitchen, and still can use gas sensors to smoke the automatic detection, and

23、 according to the test to lampblack size, automatic switching lampblack machine wind switch, adjust the wind size to realize intelligent absorb lampblack function. The corresponding hardware and software in this design, the thesis mainly design the hardware part of the display of lampblack machine m

24、odule, data acquisition module, implement the circuit module, the system do the overall design, system software part mainly is the process of every module has made the detailed analysis, and write the ring corresponding assembler to realize the corresponding function. Display subroutine, data compar

25、ison subroutines, data collection procedures.So as to realize the function of the smoke lampblack machine automatic control. The design of the smoke lampblack machine is mainly controlled by single chip microcomputer, through the software design to adjust the speed of the motor, so relative to ordin

26、ary smoke lampblack machine, better flexibility, low power consumption, small size, easy operation; At the same time can achieve automatic detection.According to the above, through the single-chip microcomputer AT89S52 control can work take lampblack wit and join the gas sensor , the gas detection a

27、nd alarm, joining temperature sensor for detection of smoke temperature manual adjusting the strength of the wind speed, finally realizes the safe, clean, efficient cooking environment.Keywords : Single-chip microcomputer; control; sensors1.緒論1.1設計的研究背景及意義 二十一世紀的廚房基本上是不能夠沒有煤氣灶和抽油煙機這些設備的，只要使用煤氣灶就會有煤氣

28、泄漏的危險和油煙的產(chǎn)生，除此以外還伴有一些混合氣體，氣體內(nèi)含有很多的水汽和乙烷，這樣就會影響廚房的空氣環(huán)境，為了人的健康和安全著想，就要安裝抽油煙機來吸走這些有害氣體，營造一個安全舒適的烹飪環(huán)境。我們?nèi)粘Ｉ钪械囊磺卸荚诎l(fā)生著翻天覆的變化，就連廚房設施也在不斷的更新中，作為烹飪中必不可少的設備油煙機扮演著很重要的角色。抽油煙機顧名思義就是要抽走油煙，一個好的抽油煙機可以創(chuàng)造一個好的烹飪環(huán)境，提高生活效率和生活質(zhì)量。如今的廚房，人們對它除了基本要求以外，在美觀度和時尚度方面也有了一定的要求，廚房更講究安全、健康、舒適、智能。抽油煙機作為現(xiàn)代廚房必不可少的一種裝置直接影響到廚房的衛(wèi)生環(huán)境，安全問題

29、及人們的健康需求。有關的組織對普通住戶家中經(jīng)常烹飪食物所產(chǎn)生的油煙進行取樣收集，再將這些樣品進行處理和分析，大約200多種化學物質(zhì)被檢測出，其中主要包括的有烴、酯、內(nèi)酯、醇、醛、酮、脂肪酸、雜環(huán)化合物等。烹調(diào)油煙中一些化學致癌物也被發(fā)現(xiàn)了。一種叫丙烯醛的物質(zhì)，會在油溫接近或達到150時產(chǎn)生，這種物質(zhì)有味道刺鼻，會刺激到人的眼睛、鼻子及黏膜；當油溫達到更高的溫度時，就很容易產(chǎn)生一些有毒的化學物質(zhì)，并且會產(chǎn)生凝聚體，使我們的身體受到傷害，甚至會有得癌癥的風險。家用的油煙機不但可以將灶臺上燃燒時產(chǎn)生的廢渣和燒焦的物質(zhì)，烹飪時產(chǎn)生的油煙特別是有害煙霧快速抽走，排向室外，減少室內(nèi)污染物，凈化室內(nèi)的環(huán)境，

30、而且家用抽油煙機還可以防止爆炸的發(fā)生、防止人員中毒的安全保障的作用，一般在日常烹調(diào)中產(chǎn)生的油煙可以通過安裝的家用抽油煙機抽出，減少人們室內(nèi)的有毒物質(zhì)，提高生活環(huán)境的空氣質(zhì)量，減少油煙中產(chǎn)生的有毒物質(zhì)，減弱這些有毒物質(zhì)對人體的傷害。所以抽油煙機在人們的日常生活中有著重要的意義，人們的身體健康、空氣環(huán)境都離不開抽油煙機。在日常生活中我們見到的油煙機一般的只是實現(xiàn)油煙機的開關和對風速的調(diào)節(jié)只有控制部分。而本次對于油煙機的設計系統(tǒng)基本包括檢測部分和控制部分，設計的任務是：單片機為核心控制抽油煙機，此次設計除了一般的功能外如：基本開關，風速強弱的調(diào)節(jié)，還要實現(xiàn)煙霧的自動檢測，通過檢測到的結(jié)果，來調(diào)節(jié)風力

31、大小減少煙霧，最后要實現(xiàn)煤氣的檢測和報警功能并利用按鍵實現(xiàn)風速的手動控制。 通過單片機AT89S52控制抽油煙機智能工作，加入氣敏傳感器（檢測煤氣），對煤氣進行檢測并報警，加入溫度傳感器進行對煙霧溫度的檢測實現(xiàn)手動調(diào)節(jié)風速的強弱，最終實現(xiàn)安全、潔凈、高效的烹飪環(huán)境。1.2油煙機的簡介 抽油煙機的外形如圖1-1所示圖1-1 普通抽油煙機外形如今的廚房是離不開抽油煙機了，它在我們生活中起到很重要的作用，是其它一些家電無法替代的。就在我們平時烹飪的時候會產(chǎn)生很多油煙，這些油煙里含有著許多對人體有害的物質(zhì)，如果長時間待在這樣的環(huán)境中而且不通風，油煙很多的情況下，會很容易患病。作為一個物產(chǎn)豐富，地大物博

32、的國家，一般在中國人的飲食習慣中烹飪的方式很多樣，中國人喜歡以炒、烹、煎、炸的方式做飯和烹飪。所以在中國老百姓的廚房里油煙很是常見，而且廚房的環(huán)境往往都處于油膩情況下而且要借助除油漬的洗滌劑來清洗，很麻煩。這些烹飪時產(chǎn)生的油煙對人的健康也會有害處，改變廚房環(huán)境需要一個重要的裝置抽油煙機。油煙機，可以抽走大部分的油煙，改善廚房空氣，改善烹飪環(huán)境，減少油煙對人身體的傷害，可以說是油煙的“天敵”。如圖1-1所示普通抽油煙機的外形。下面就介紹一下平常我們所見到的抽油煙機的結(jié)構(gòu)。抽油煙機結(jié)構(gòu)由除了能夠直接看到的照明裝置，電源的開關，電源線路、機殼以及看不到的風道、風機、止回閥、集排油裝置等構(gòu)成。 照明裝

33、置，顧名思義就是提供烹飪時所需光照，照明裝置全封閉防止油煙進入。電源開關，在日常生活中我們常見的為機械式開關，除此以外還有觸摸式開關。 機殼，有殼體和面板兩部分構(gòu)成，殼體一般采用一定技術使外形光潔，美觀而不易生銹，方便清洗使用時間長。內(nèi)殼里一般為弧形對稱的空間，內(nèi)壁和風扇之間會有一定間隙，當風扇高速旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，油煙被抽出來，污油扔到螺旋線的最低點，經(jīng)過導油管進入集油盒內(nèi)。風道，顧名思義也就是排除油煙的通道，材料與油煙機的機殼相同，風道的結(jié)構(gòu)如果設計的合理那么抽油煙機的排風效果就比較好，工作時也不會有很大的噪音影響烹飪環(huán)境。風機，在抽油煙機工作時風機是抽油煙機系統(tǒng)的核心，一般使用全封

34、閉的單相電容運轉(zhuǎn)式異步電動機作為抽油煙機的工作風機。風輪，采用離心式風輪。材質(zhì)為硅合金鋁片，不變形，耐用，動平衡性能好。止回閥，防止煙氣倒灌。排煙裝置是由4部分組成，分別是收集烹飪時產(chǎn)生的油漬的集油盒，排煙管道，集油杯，以及導油環(huán)。抽油煙機的工作原理：抽油煙機放在爐子上方，當要使用抽油煙機時就接通電源，電機開始工作，安裝在電機上的風輪高速旋轉(zhuǎn)，在爐灶的上面會因為風輪高速的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生負氣壓，這樣的負氣壓就會使抽油煙機吸走烹飪時產(chǎn)生的油煙，烹飪時產(chǎn)生的油煙被抽油煙機吸走后會通過油煙機風道中設定的過濾網(wǎng)，然后對油煙進行第一次分離和凈化，分離和凈化后再進入油煙機的風道系統(tǒng)，這樣就經(jīng)歷了第二次油煙的分離

35、，烹飪時產(chǎn)生的油煙經(jīng)過葉輪的旋轉(zhuǎn)進行分離，油煙因為葉輪的旋轉(zhuǎn)就會產(chǎn)生一定的離心力，離心力會促使油霧的凝聚，凝聚的油霧再經(jīng)過油路收集到集油杯，最后過濾所剩的油煙通過固定的排煙系統(tǒng)排除。1.3本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是對抽油煙機控制系統(tǒng)的設計意義及背景做了詳細的闡述，闡明了油煙機在烹飪環(huán)境中的主要作用，同時對一般家庭油煙機的結(jié)構(gòu)和工作原理做了大致的介紹，對油煙機有一個基本的認識和了解。本文主要完成的任務是:第一章緒論，本章主要介紹抽油煙機的設計研究背景及現(xiàn)實意義，其次介紹抽油煙機的主要組成和功能，并闡述其發(fā)展史。第二章方案論證，根據(jù)設計任務要求，選擇相應的元器件設計硬，使設計的系統(tǒng)能夠完整順利的運行。

36、第三章系統(tǒng)電路的設計，首先展示整個設計的總電路圖，然后分別介紹檢測電路中每個檢測模塊，如：煤氣檢測模塊、煙霧溫度檢測模塊等。緊接著介紹以S52單片機為核心的控制電路部分，分別有：模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、自動照明電路、報警電路等。最后構(gòu)建程序的運行流程圖。第四章總結(jié)與展望，主要工作是完成對本次設計的不足的總結(jié)，以及對這些問題所引發(fā)的思考。 2.方案論證任務要求是要基于單片機AT89S52來設計一個家用抽油煙機控制系統(tǒng)，那么這次抽油煙機系統(tǒng)的設計就被分為了兩部分：檢測部分和控制部分，檢測部分包括兩個：可燃性氣體的檢測，煙霧溫度的檢測?？刂撇糠志褪且詥纹瑱C為主要核心控制整個系統(tǒng)，實現(xiàn)自動和手動切換風速，蜂鳴器

37、報警，自動照明等功能（自動照明電路只有在抽油煙機啟動時工作）。如圖2-1為本此設計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。自動照明 油煙機開/關煙霧檢測 煤氣檢測 AT89S52聲音報警鍵盤輸入溫度顯示器圖2-1 設計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.1硬件的選擇要實現(xiàn)對煙霧的檢測，能夠自動或者手動切換風扇的強弱（大小），根據(jù)任務書要求，對煙霧的檢測我選用DS18B20溫度檢測模塊，對煙霧的溫度檢測，間接的實現(xiàn)對煙霧的檢測。選用它的理由是因為可以簡化外圍電路，不需要就加入A/D轉(zhuǎn)換器。如圖圖2-2 溫度檢測器DS18B20DS18B20安裝在油煙機機殼內(nèi)部，只有在油煙機啟動工作吸取油煙時，DS18B20才會開始工作，對烹飪時的油煙溫度進行

38、檢測。如圖2-2為溫度檢測器BS18B20溫度檢測后會選用相應的顯示器，顯示溫度檢測器DS18B20所檢測到的溫度，實現(xiàn)手動或自動切換油煙機風速的大小。顯示器選擇LCD1602，液晶顯示器LCD被發(fā)明出來到現(xiàn)在，因為它功耗很低、占用空間不大、重量小、厚度極小的優(yōu)點廣泛應用于微型計算機控制系統(tǒng)和智能化儀表中，超越了很多顯示器達到了一個新的高度。除此之外，LCD在它的外觀上無論是大小還是形狀都有優(yōu)于其他的顯示器，而且接口簡單易于使用和掌握，顯示屏上不但可以顯示數(shù)字、字符，圖形和漢字也可以顯示，所以在很多日常生活用品中都可以看到它，比如筆記本電腦、手機、顯示器、分析儀器等等。LCD已經(jīng)成為了現(xiàn)在產(chǎn)品

39、主要的使用對象。許多公司和工廠為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次都選用LCD為顯示裝置。如圖2-3所示。圖2-3 LCD1602顯示模塊圖2-4 煤氣濃度檢測傳感器如圖2-4所示為煤氣濃度檢測傳感器。設計中對煤氣的濃度檢測需用的是MQ-2型氣敏原件。MQ-2型氣敏元件屬于N型半導體，它的制作原材料以金屬氧化物SnO2為主要成分，當還原性氣體接觸元件的時候，氣敏原件的電導率會因為檢測氣體濃度的上升而迅速地變高。其特點為：可以用在可燃氣體的檢測（甲烷、正丁烷、氫氣等），響應的速度很快，靈敏度也很高，輸出信號大，使用的壽命長，有很可靠的工作性能。傳感器接入單片機要進行AD的轉(zhuǎn)換，這次的設計中采用的PCF859

40、1A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。圖2-5 A/D轉(zhuǎn)換模塊系統(tǒng)中對油煙機的控制由按鍵來完成，鍵盤選用的是2個獨立的按鍵，功能依次為開關及復位。如圖2-6所示。調(diào)節(jié)電動機轉(zhuǎn)速的按鈕選擇滑動變阻器代替。圖2-6 按鍵模塊 系統(tǒng)中選用的光敏電阻模塊如圖2-7所示。圖2-7 光敏電阻模塊要實現(xiàn)煤氣檢測的報警，就要選擇相應的報警器，我選用的報警器為蜂鳴報警器，它線路簡單，報警時鳴叫聲大，很容易引起人們的注意，警示人們有險情發(fā)生。如圖2-8所示為這次設計選用的報警模塊。圖2-8蜂鳴器報警模塊電動機和風扇可以說是抽油煙機的核心部件，抽油煙機的主要功能都是通過電機帶動風扇的運轉(zhuǎn)而實現(xiàn)的，本次設計中選用的電機也很常見如圖

41、2- 所示。為了方便單片機的控制，系統(tǒng)的合理運行，采用直流電動機來帶動風扇的旋轉(zhuǎn)。圖2-9 直流電動機2.2本章小結(jié)為了使設計的油煙機系統(tǒng)能夠符合生活實際，結(jié)合設計任務書，本章選用了符合系統(tǒng)的相應元器件，如MQ-2型氣敏傳感器，DS18B20溫度檢測器，LCD1602顯示屏，蜂鳴報警器，光敏電阻，直流電機等，通過任務要求選用不同型號的硬件來組成硬件電路圖，是為了讓系統(tǒng)更好的運行，更符合實際操作需求。3.系統(tǒng)電路的設計3.1引言 此次設計的任務是要抽油煙機能夠檢測到空氣中的可燃氣體并發(fā)出報警聲，抽油煙機的工作過程為,煤氣泄漏的時候由于濃度的不斷升高，達到氣敏傳感器所檢測的濃度范圍。氣敏傳感器的中

42、的電阻阻值就會相應的減小，然后就會向單片機發(fā)出一個信號，然后單片機就會控制油煙機的電機和報警電路以及抽油煙機排氣并報警；另外一項任務是對煙霧的檢測，我選用的是DS18B20測量煙霧的溫度，并通過單片機分析和檢測將溫度顯示在LCD屏上，當顯示溫度高時，采取手動操作控制油煙機風速的強弱。如果烹飪時抽油煙機系統(tǒng)正常運行，室內(nèi)的有較強的可見光，自動照明系統(tǒng)就不會工作，LED燈就不會發(fā)亮，只有在夜晚時可見光的亮度逐漸變暗，自動照明電路中的光敏電阻阻值減小，LED燈發(fā)光；為了能讓這次設計的系統(tǒng)能夠更穩(wěn)定和更加安全地工作，不受到其他環(huán)境和因素的影響及干擾，蜂鳴器加入系統(tǒng)中的作用就是隨時提醒使用人員要按時對煤

43、氣泄漏故障進行修理保證烹飪中人員的健康和安全。3.2設計總電路圖 圖3-1 設計總電路圖3.3檢測電路設計AT89S52單片機作為這次設計中油煙機控制系統(tǒng)中心來控制抽油煙機系統(tǒng)，選用這一種單片機的原因是作為S5x系列的單片機比起C5x系列的單片機來說擁有較低的功耗，性能高特點，而且C5x系列單片機上增加了看門狗定時器和在線更新程序的功能。不需要在外部再外加看門狗，降低單片機外圍電路的復雜性。根據(jù)任務可知抽油煙機的基本開關功能就是實現(xiàn)手動的啟動和關閉功能，啟動時抽油煙及通電風扇轉(zhuǎn)動，抽油煙機正常工作，關閉時抽油煙機斷電工作停止。抽油煙機煙霧溫度自動檢測功能，本次設計中是對煙霧溫度進行檢測，將檢測

44、到的溫度通過單片機AT89S52顯示在液晶屏上，通過人對液晶屏上數(shù)據(jù)的顯示來手動調(diào)節(jié)風速的強弱（大?。?。抽油煙機中檢測煙霧彎度的傳感器使用的是DS18B20，能夠感應并測量到的溫度范圍適合用于烹飪的環(huán)境，并且內(nèi)部有熱溫上、下限告警的設置，很適合應用在抽油煙機控制系統(tǒng)中。把溫度傳感器DS18B20連接到單片機AT89S52所設計的引腳上，通過單片機分析和檢測來控制LCD液晶顯示所測得的溫度，本設計中液晶顯示模塊采用的是LCD1602。調(diào)節(jié)風力大小就是人對按鈕的手動操作，經(jīng)過程序編程再通過單片機AT89S52控制來控制電機的轉(zhuǎn)速。3.1.1 煤氣檢測本次設計中的任務之一就要讓抽油煙機要能夠檢測烹飪

45、時產(chǎn)生的煤氣濃度，當煤氣濃度達到一定檢測值時，通過單片機觸發(fā)報警器報警。本小節(jié)介紹煤氣傳感器和煤氣傳感器檢測原理。如圖3-2為煤氣檢測模塊MQ-2硬件圖。圖3-2 煤氣檢測模塊煤氣的檢測一般使用的是半導體氣敏原件，它的工作原理是半導體氣敏傳感器表面的金屬氧化物與檢測的氣體接觸以后會發(fā)生反應，通過對反應后的物理性質(zhì)變化檢測氣體。半導體氣敏原件通過加熱達到穩(wěn)定狀態(tài), 被檢測的氣體接觸到氣敏原件并被吸附, 被測氣體自由擴散在吸附的表面上,運動能量喪失, 中間的一部分分子會蒸發(fā), 沒有蒸發(fā)的分子會熱分解吸附在原件的表面，這時，我們假設吸附分子的電子親和力大于元器件的功率函數(shù), 吸附分子就會將元器件的電

46、子奪取之后變?yōu)樨撾x子。氧氣和氮氣是具有負離子吸附能力的氣體。如果吸附分子的離解能小于氣敏元器件的功函數(shù), 吸附分子釋放電子給元器件,元器件表面就會形成正離子吸附。 當氧化性氣體吸附N 型半導體時, 還原性氣體吸附P 型半導體時, 就會使載流子的數(shù)量減小, 元器件的阻值就會增大； 反過來說, N 型半導體被還原性氣體吸附時,P 型半導體被氧化性氣體吸附時, 載流子的數(shù)量就會逐漸增多,使電阻阻值減小。氧成分在空氣中基本上是固定不變的, 所以元器件對氧氣的吸附量也是固定不變的, 氣敏原件的阻值也就基本沒有什么變化。在這樣的環(huán)境中，元器件的阻值會隨著檢測氣體的濃度的變化而發(fā)生變化，分析濃度與阻值的變化

47、關系就可以知道檢測的氣體濃度了。表3-1 氣敏傳感器基本信息表MQ-2氣敏傳感器靈敏度強，性價比高，很適用于家庭中，既安全又簡約。將煤氣檢測模塊DMQ2端接入單片機AT89S52的片P3.2引腳上，計設中的抽油煙機系統(tǒng)煤氣檢測模塊可以在抽油煙機關閉和開啟的情況下正常工作，當抽油煙機關閉時，在廚房發(fā)聲煤氣泄漏達到一定濃度時候也就是有一一定危險性的濃度時，煤氣傳感器MQ2測的的煤氣濃度模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器PCF8591轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)過單片機分析后做出相應的響應，報警器選用的是蜂鳴報警器，設計中的報警提示采用的是蜂鳴器，蜂鳴器在工作時會發(fā)出很大的響聲，有警示的作用，蜂鳴器屬于一種有極性的電子

48、元件，有兩種型號，型號都分為兩類一類是有源型另外一類為無源型，有源型的蜂鳴器與無源型蜂鳴器不同的是內(nèi)帶振蕩源，只要蜂鳴器一通電，就會工作發(fā)出鳴叫警示，而不同與有源型的是，無源型的蜂鳴器如果用直流信號驅(qū)動，不會鳴叫，必須用方波驅(qū)動。為了簡單和便利，設計中采用的是有源型蜂鳴器，當氣敏傳感器檢測到一定濃度值的煤氣時，設計的中斷服務程序會就會給單片機相應的接口一個低電平，使蜂鳴器發(fā)出鳴叫進行報警，將蜂鳴報警器接入單片機的1.6口，當煤氣檢測到一定濃度的可燃氣體是經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器進入單片機，經(jīng)過監(jiān)測和分析P1.6口響應，變?yōu)楦唠娖椒澍Q器得電，報警。當有人聽到報警的聲音后可以按下復位按鈕接觸警報。3.1.2

49、 煙霧溫度檢測及顯示設計中所使用的溫度檢測模塊DS18B20，圖2-2所示的DS18B20有電源接入時需要外接一個上拉電阻使其能夠穩(wěn)定地工作，上拉電阻的阻值和DS18B20的工作電流及電壓有關，DS18B20的工作電流大約為1mA，工作電壓為5V，根據(jù)公式就可以知道電阻的阻值為5千歐，本次設計中就選用5千歐的電阻作為DS18B20的上拉電阻。如圖3-3所示為DS18B20硬件圖。圖3-3 DS18B20硬件圖設計中檢測廚房煙霧溫度的傳感器選用的是的溫度傳感器DS18B20，它能夠測量的溫度范圍適用于日常烹飪的環(huán)境，并且內(nèi)部有溫度上、下限警告的設置，很適合應用在抽油煙機控制系統(tǒng)中。將DS18B2

50、0連接到單片機AT89S52引腳接口上，然后經(jīng)過單片機檢測和分析之后控制LCD液晶顯示驅(qū)動，本設計中液晶顯示模塊選用的是LCD1602。DS18B20數(shù)字溫度計優(yōu)點很多，線路比較簡單，體積也很小，可以將很多數(shù)字溫度計使用在一根通信線，非常方便，快捷，可以廣泛的使用。DS18B20的優(yōu)點有：實現(xiàn)通信功能時只需要一個端口就可以；在DS18B20中的每個器件上都有特殊的序列號，之所以特殊是因為這些序列號是獨一無二的；在實際的環(huán)境進行測量溫度時，在外部不需要加其他的原件就可以測溫；測量的溫度范圍-55攝氏度到+125攝氏度；九到十二位之間是數(shù)字溫度計的分辨率可以選擇的區(qū)間；內(nèi)部裝設有溫度上、下限告警。

51、DS18B20的引腳功能如表3-2所示。表3-2 DS18B20的引腳功能DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有四個比較主要的部分，其中就有六十四位激光ROM、溫度傳感器、非易失性溫度告警觸發(fā)器和配置寄存器。DS18B20的內(nèi)部電路框圖如圖3-4 所示。圖3-4 DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖3-5 DS18B20 RAM任何一個DS18B20，存放在六十四位激光ROM的編碼都是唯一的一個六十四位ROM編碼DS18B20的存儲結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。由一個中間結(jié)果暫時存儲RAM和一個非易失性電可擦除EERAM組成，保存單線通信所用到的數(shù)據(jù)需要存儲在暫存存儲器，在讀取數(shù)據(jù)后再讀出校正，最后將數(shù)據(jù)送到非易失性電可擦除

52、EERAM中。測量的溫度信息的高位和暫存器的低位的前兩位字節(jié)為暫存器，溫度告警出發(fā)器高位、低位的值在第三、四字節(jié)，配置寄存器在第五個字節(jié)，在每一次上電位時，這五個字節(jié)就會不斷地刷新；接著的三個保留字為內(nèi)部計算機使用；第九個字節(jié)為CRC校驗值。分辨率配置為九、十、十一或者十二位的數(shù)字溫度傳感器是DS18B20的核心功能部件。DS18B20有兩種供電方式：寄生和外部。單線數(shù)據(jù)線所能提供電源叫做寄生電源，在一定的時間范圍內(nèi)信號線處于高電平的狀態(tài)，存儲器內(nèi)部有電容器，在一定的時間內(nèi)，電容器上會產(chǎn)生能量。在一定周期內(nèi)單信號線為低電平斷開電源，該信號的信號電平被由低到高，使寄生功率將重新連接。寄生電源有的

53、特點有兩個，第一是不需要本地電源就能夠?qū)崿F(xiàn)溫度檢測并且是遠程控制的，第二就是ROM的讀取在沒有正常電源的情況下也是可以的。設計中液晶顯示模塊采用的是LCD1602，它是一種帶字庫的點陣圖形LCD模塊，有8位微處理器接口，平板顯示器的128 x 64大小的64位數(shù)據(jù)RAM驅(qū)動器來實現(xiàn)。如圖3-6所示為LCD1602硬件圖。圖3-6 LCD1602顯示模塊硬件圖表3-3LCD 基本特性LCD1602基本特性如表3-3所示通過P2.7溫度傳感器與單片機連接，當溫度傳感器將傳感信號傳入單片機，通過LCD顯示，在溫度系統(tǒng)設計的LCD顯示字符顯示，LCD在設計系統(tǒng)中顯示的溫度也就是字符的顯示，一般一個字符

54、都是由48點陣或者是64點陣這樣的點陣組成的，要想溫度正確的顯示就要經(jīng)過準確的測量，就要找到幾個固定位置在屏幕上對應顯示的RAM的8個字節(jié)，而且要讓每個字節(jié)的不同為為1，其他的位為0，1就是為點亮。當然0就是熄滅，經(jīng)過顯示管明和暗的變化來顯示溫度字符。對于對煙霧溫度的顯示只有在抽油煙機啟動時才會工作。3.1.3 按鍵輸入本次設計中的鍵盤模塊，為了使鍵盤能夠正常的使用，在高電平與鍵盤之間會加入電阻，電阻的阻值一般為1千歐。圖3-7 按鍵模塊硬件圖很多個按鍵的集合形成鍵盤，它的主要功能就是響應相關人員的操作或其他命令。鍵盤有兩種型，一種為可編碼另一種為非編碼。編碼型鍵盤就是當按鍵按下時可以自動識別

55、按鍵然后產(chǎn)生該按鍵所對應的代碼，然后再通過并行或串行的方式發(fā)送到中央處理器。操作簡單，使用方便，相應速度快，但是需要加入專門的硬件電路才可以。非編碼型鍵盤是通過軟件來確定鍵盤然后通過軟件計算鍵盤值。雖然沒有編碼型鍵盤效果理想，但它不需要加入硬件電路，能夠廣泛使用。 在單片機控制系統(tǒng)中一般只需要幾個功能鍵就可以控制比較單一的對象，對于有少量的功能鍵系統(tǒng)，一般都是會使用相互獨立的接口方式（每一個按鍵接一根輸入線，各鍵的工作狀態(tài)互相不會影響。）如圖3-7所示為本設計中2個功能鍵。設計的抽油煙機有2個控制按鍵分別接入P3.3口 P3.4口，按鍵功能分為4塊，分別為開關，電路復位。開關按鍵控制抽油煙機的

56、啟動和關閉（采用長觸式)，當按下時油煙機P3.3口得電時單片機開始工作控制電機運轉(zhuǎn)，抽油煙機開始正常工作，當煤氣傳感器檢測到一定濃度的可燃氣體時抽油煙機的警報功能就會被觸發(fā)，蜂鳴器得得電鳴叫，發(fā)出警示，當有人聽到警報后按下復位按鍵，使單片機復位回到初始工作狀態(tài)，并打開油煙機抽走過高濃度的可燃氣體，報警解除。對于手動切換風速的大小，在設計中會選用一個滑動變阻器調(diào)速來作為調(diào)節(jié)風速的按鍵，通過改變阻值來調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速。3.1.4 系統(tǒng)自動復位電路單片機得電之后第一從復位運行開始，經(jīng)過復位操作可以使單片機處于初始形態(tài)。通過復位電路實現(xiàn)單片機的復位。本設計中設計的復位電路是當系統(tǒng)報警時按下復位電路使抽

57、油煙機停止工作回到初始未啟動狀態(tài)。 復位操作分為三種方式，第一種為上電自動復位，第二種為按鍵手動復位，第三種為看門狗自動復位。圖3-8（A）上電自動復位是在施加電源瞬間通過RC電路來實現(xiàn)，如圖3-8（A）所示。在通電瞬間，電源通過電容C和電阻R回路對電容充電，使Resst端出現(xiàn)如圖3-8（B）所示的波形，經(jīng)過施密特整形電路，可向內(nèi)部復位電路提供一個正脈沖引起單片機復位。取電阻R為1千歐，電容大小為22F，就可以可靠地復位。如果系統(tǒng)程序中還存在別的外圍硬件電路也要加一個復位信號進行復位，可以按圖3-8(C)所示加接一個門電路。 圖3-8（B） 按鍵手動復位是說當單片機在運行的時候通過手動按鈕讓中央處理器強行復位，再從頭開始運行。圖3-8（D）所示的是上電自動復位與按鍵手動復位結(jié)合的情況。圖3-8（C）圖3-8（D）單片機控制的系統(tǒng)都是智能的系統(tǒng)，看門狗電路具有自動脫離死循環(huán)或死機的功能，也叫做Watching Dog?？撮T狗設計的構(gòu)思是這樣來的：制作并連接一個硬件電路，程序如果在運行時沒有什么異常情況出現(xiàn)，只要定時發(fā)出清除信號（稱為喂狗），該電路就會一直保持原有的狀態(tài)不會發(fā)生任何異常事情，但是當程序出現(xiàn)問題而且不能夠正常的運