课程设计消毒柜Word格式.docx

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指导教师：

2010年07月10日

摘要

随着现代科学技术的不断发展，微电脑控制技术开始逐步渗透到各个领域中，包括工业、农业以及家庭生活。

温度的变化对人们的生产和生活有一定的影响，通过对环境的检测，分析，掌握其变化规律并合理利用，以改善人类的生活。

消毒柜就是为了人们日常生活中的餐具消毒而设计的，采用微电脑控制技术，精确地控制消毒柜内的温度和加热时间，很大程度上改善了人们的饮食卫生，提高了人们的生活水平。

本设计采用电桥电路将PT-100电阻值的变化转换成电压变化，再经运放TL084放大成0～5伏电压，整形滤波使得信号稳定后，送至ADC0809数模转换电路，转化成8位数字信号送8051单片机系统，8051单片机对采集的数据处理后送7279键盘显示电路，实时动态地显示当前的温度及倒计时时间。

对温度的控制主要由单片机控制继电器动作来管理加热器的启动和停止，并且对温度的控制为精确的闭环控制。

关键字:

单片机数据处理显示

第一章前言.................................................1

1.1课题的背景和意义.......................................1

1.2国内外研究概况及发展方向.......................................1

1.3本文主要研究内容.......................................2

第二章系统的组成及工作原理...............................................3

2.1系统设计要求...................................................3

2.2系统组成框图...................................3

2.3系统工作原理...................................3

第三章硬件电路设计......................................................4

3.1方案讨论..........................................4

3．2方案确定.........................................................5

3.3单片机最小系统设计................................................6

3.4温度转换与放大电路................................................7

3.5数模转换电路......................................................8

3.6键盘控制电路......................................................9

3.7显示模块..........................................................10

第四章系统软件设计...........................................12

4.1系统软件设计原理...............................................12

4.2主程序设计............................................12

4.3系统子程序设计....................................................13

4.3.1温度采样及AD子程序...........................................14

4.3.2显示处理子程序................................................15

4.3.3消毒子程序....................................................15

4.3.4保温子程序....................................................16

4.3.5停止子程序....................................................17

4.3.6键盘处理子程序................................................18

第五章调试与结果分析...................................................20

5.1硬件调试...........................................................20

5.2软件调试...........................................................20

5.3调试结果...........................................................21

第六章结论............................................22

6.1实现功能...........................................................22

6.2不足之处及改进意见.................................................22

参考文献............................................23

附录..........................................................24

附录一电路原理图........................................................24

附录二源程序...........................................................25

第一章前言

1．1课题的背景和意义

随着社会的发展，科技的进步，测温控温仪器的广泛应用，智能控温已经是当今控制系统的主流方向，特别近年来温度控制系统已经应用的人们生活的各个方面但温度控制却是一个一直未开发的领域，却是与人们息息相关的问题。

而该课题是设计一个消毒柜其实就是设计一个智能的温度控制系统，消毒柜主要通过加热到一个指定温度，对餐具等卫生洁具进行高温消毒，消毒柜将高温控制在一个指定的范围内，并维持一定时间，杀灭细菌，极大地增强了人们的饮食卫生，大大降低了疾病的交叉传染，为提高人们的身体健康起了重要的作用。

1．2国内外研究概况及发展方向

基于国内外对消毒柜的研究大体分为三个方向：

首先是基于温度控制，通过对温度的控制来达到消毒的目的分为高温型电子消毒柜杀和低温型消毒柜，其次是市场上的一些通过臭氧消毒，最后就是通过紫外线消毒的消毒柜。

这三类消毒柜其中高温消毒柜高温型电子消毒柜杀灭细菌和病毒的效果好，升温速度快，时间短，一次消毒的时间一般不超过25分钟，同时，在消毒过程中不产生气体，因此容易被用户接受。

高温型电子消毒柜适用于不锈钢、铝、陶瓷、玻璃制成的餐具、茶具，但不适于消毒不耐热的塑料、漆、木、竹制品，选购时要考虑这一点。

一般家中电子消毒柜耗电功率多在600-700瓦左右，每次消毒耗电相对低温型要多一些。

低温型消毒柜杀菌消毒的时间较长，一次消毒时间需要60分钟才能完成，若柜门门封密封不好，会有少量臭氧的难闻气味逸出。

但适用任何材料，包括塑料制成的奶瓶奶嘴、茶具和餐具都可以进行消毒。

低温型电子消毒柜耗电量一般都较小，家中使用的多在200瓦以下，价格较便宜。

根据中国预防医学科学院消毒研究中心测试的数据表明：

消毒柜内部的温度必须达到125℃，而且持续保持10分钟，才能把对人身体有害的牙孢菌及肝炎病菌杀死。

出于这个原因，只有单一远红外线消毒功能的消毒柜中不宜存放塑料器皿，因为要想在柜内达到125℃，不论是采用石英管还是电热丝发热，发热元件附近的温度肯定会大大高于125℃，塑料容器在长时间的烘烤之下，很容易变形。

纵观国内外市场中的消毒柜产品，其发展方向是系统采用微电脑控制，VFD动态显示当前系统工作情况及其他参数，同时采用数码控制定时开关、自动除臭，采用高新纳米磁性门封材料、排气孔特设防虫网。

1．3本文主要的研究内容

本文主要研究基于AT89S51单片机控制的消毒框系统，设计中由于是采用实验室实箱的滑动变阻器来代替前端温度传感器，来实现模拟温度值的输入，然后再经ADC0809的转换最后输入到单片机里进行处理，在经过8255的键盘显示控制电路实现温度的时实显示。

第二章系统的组成及工作原理

2．1系统设计要求

设置三个功能键消毒、保温、停止。

（1按消毒键，接通加热继电器加热，当测到125℃时，停止加热。

（2按保温键，在50℃以下接通加热器，到70℃关闭，一直持续工作。

（3按停止键，则停止工作。

2．2系统组成框图

加热装置

图2.1系统组成框图

2．3系统工作原理

该系统是基于AT89S51单片机的智能温度控制的且实现通过高温来杀灭病毒的消毒柜系统，该系统主要四大块部分组成第一部分是由温度传感器采集温度转换成模拟电压，再通过电压放大电路进行信号的放大，第二部分的电路时由ADC0809的模数转换电路把采集到的模拟信号转换成数字数字信号，输入到以单片机为主温度控制部分，最后把经过处理的信号通过8255键盘处理电路实时显示出来。

AT89S51单片机对键盘的扫描结果和即时温度值的处理，实现对温度的实时控制，系统设计了加热，保温，停止三个键，按下加热功能键时，单片机控制加热器，开始加热，当温度到达125度时停止加热，按下保温键时，温度低于50度，加热器开始加热，温度高于70度，停止加热，当按下停止键时,一切动作停止。

第三章硬件电路设计

5.

3．1方案论证

2H2+O2点燃

方案一：

O

在此方案中也采用铂热电阻温度传感器PT-100，由含铂热电阻PT-100为桥臂的电桥，工作过程中其温度的变化将引起PT-100电阻值的改变，最终转换成电压的变化，但电桥输出的电压最多只能是几十毫伏，所以必须经LM35放大后才输出工作电压4

6.红磷在空气中燃烧：

4P+5O2的电压点燃2P2，再经O5

ADC0809转换成8位数字信号送单片机开发系统。

单片机开发系统对所采集的数据经滤波、变换等处理后送入7279进行显示，以实现对温度值的测量。

测量出即时的温度值之后要进行的就是根据温度的值和7279对键盘的扫描结果进行相应的处理，如加热、保温、停止等，这些就要靠软件程序来辅助完成，通过加热装置来进行相应的操作，从而完成此次设计的基本要求。

7.硫粉在空气中燃烧：

由单片机控制，安全管理加热器的启动与停止，加热装置将单片机核心系统与加热器隔离，防止加热器的高温对系统造成损害，起到了以小电流控制大电流的安全控制的作用。

2点燃SO2

方案一系统方框图如下所示:

图3.1方案一系统方框图