简易智能抽油烟机设计

概 要随着社会的进步，科技的发展，人们生活水平的提高，电子产品应用人们的生活方面的范围越来越宽。本设计采用单片机技术结合 A/D 转换芯片构成的对油烟浓度进行检测，并对测试的环境温度进行检测，判断环境温度是否达到危险温度，如达到危险温度即发出警报，通过单片对检测的油烟浓烟进行处理并在 LCD 上显示出来，并对风扇进行控制，对风扇进行档位设置，当油烟浓度较低的时候开启 1 档进行油烟的抽出，当浓度较高时开启 2 档进行油烟的抽出，当油烟浓于某一个值时，自动关闭抽烟机的电源，起到一个智能控制的作用。并能起到节能的作用，现在的社会是一个低能的社会，此产品因其耗能低，普及率高，便于用于实际生活。本设计产用 MQ-2 烟雾传感器对油烟浓度进行检测，采用 ADC0832 对检测数据进行模数转化并将数据传输给单片机，产用AT89S52 芯片进行处理，并控制风扇的转速。采用 DS18B20 对环境温度进行检测，起到一个保护的作用。采用 1602 液晶对温度与浓度进行显示。关键字：LCD1602,ADC0832,DS18B20,MQ-2,AT89S52 ，油烟机，智能目录第一章：AT89S52 单片机的认识第二章：MQ-2 烟雾传感器的知识第三章：ADC0832 模数转化的设计第四章：油烟机风扇控制第五章: 1602 液晶显示浓度与温度第六章：基于 DS18B20 温度传感器的温度测量与警报第七章：系统原理图第八章：整个系统的原程序整个系统流程图：CPUAT89S52芯片DS18B20温度检测ADC0832进行模数转化MQ-2油烟浓度检测蜂鸣器发出警报第一章：AT89S52 单片机的认识AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个 6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/ 计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。不同档位的风扇对油烟的抽取LCD 对油烟浓度与温度的显示以下是本系统的 AT89S52 的最小控制系统原理图第二章：MQ-2 烟雾传感器知识MQ-2 是一种体电阻控制型的气敏器件，其阻值随被测气体的浓度（成分）而变化。气敏器件又是一种“气电”传感器件，它将被测气体的浓度（成分）信号转变成相应的电信号。MQ-2 引脚结构与常用连接电路图MQ-2 有两种不同的结构分别为下图的 A 与 B图 A图 B本设计产用 MQ-2 是图 A 所示的实物。MQ-2 的灵敏性特性图选择 MQ-2 做为本设计的原因是，MQ-2 价格便宜，而且市场采购比较方便，便于使用，使用简单，只需将以上电路图连接好就能对油烟浓度进行检测，输出一个 05V 的模拟信号。从而达到将“气”转换为“电”的目的。MQ-2 油烟检测模块电路图如下 第三章：ADC0832 模数转换设计ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种 8 位分辨率、双通道 A/D 转换芯片。由于它体积小，兼容性，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。学习并使用 ADC0832 可是使我们了解 A/D 转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。A DC0832 为 8 位 分 辨 率 A/D 转 换 芯 片 ，其 最 高 分 辨 可 达 256 级 ， 可 以 适 应 一 般 的 模 拟 量 转 换 要 求 。 其 内 部 电 源 输 入与 参 考 电 压 的 复 用 ， 使 得 芯 片 的 模 拟 电 压 输 入 在 05V 之 间 。 芯 片 转 换 时 间仅 为 32 S， 据 有 双 数 据 输 出 可 作 为 数 据 校 验 ， 以 减 少 数 据 误 差 ， 转 换 速 度快 且 稳 定 性 能 强 。 独 立 的 芯 片 使 能 输 入 ， 使 多 器 件 挂 接 和 处 理 器 控 制 变 的 更加 方 便 。 通 过 DI 数 据 输 入 端 ， 可 以 轻 易 的 实 现 通 道 功 能 的 选 择 。 在 本 设计 中 我 们 只 采 用 一 个 通 道 。ADC0832 的 引 脚 功 能 与 引 脚 图 如 下CS_ 片 选 使 能 ， 低 电 平 芯 片 使 能 。 CH0 模 拟 输 入 通 道 0， 或 作 为 IN+/-使 用 。 CH1 模 拟 输 入 通 道 1， 或 作 为 IN+/-使 用 。 GND 芯 片 参 考 0 电 位 （ 地 ） 。 DI 数 据 信 号 输 入 ， 选 择 通 道 控 制 。 DO 数 据 信 号 输 出 ， 转 换 数 据 输 出 。 CLK 芯片时钟输入。Vcc/REF 电源输入及参考电压输入（复用） 。ADC0832 的时序功能图：本设计应用电路图如下第四章：油烟机风扇控制油烟机风扇控制系统采用两个继电器控制，当单片机 I/O 输出的 dang1 与 dang2间有一个电压差两个继电器就会发生不同的吸合，从而使油烟机机风扇两端的电压、电流不同，风扇的转数从而收到控制。单片机输出与档位的关系如下Dang1 0 1 Dang2 1 0 档位 1 档位 2本设计抽烟机风扇控制电路图第五章：1602 液晶显示浓度与温度1602 字 符 型 LCD 通 常 有 14 条 引 脚 线 或 16 条 引 脚 线 的 LCD， 多 出 来 的 2 条线 是 背 光 电 源 线 VCC(15 脚 )和 地 线 GND(16 脚 )， 其 控 制 原 理 与 14 脚 的 LCD 完 全 一 样 ， 其 中 ：引脚 符号 功能说明1 VSS 一般接地2 VDD 接电源（+5V）3 V0液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高（对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个 10K 的电位器调整对比度）。4 RS RS 为寄存器选择，高电平 1 时选择数据寄存器、低电平 0 时选择指令寄存器。5 R/W R/W 为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。6 E E(或 EN)端为使能(enable)端，下降沿使能。7 DB0 低 4 位三态、 双向数据总线 0 位（最低位）8 DB1 低 4 位三态、 双向数据总线 1 位9 DB2 低 4 位三态、 双向数据总线 2 位10 DB3 低 4 位三态、 双向数据总线 3 位11 DB4 高 4 位三态、 双向数据总线 4 位12 DB5 高 4 位三态、 双向数据总线 5 位13 DB6 高 4 位三态、 双向数据总线 6 位14 DB7 高 4 位三态、 双向数据总线 7 位（最高位）（也是 busy flag）15 BLA 背光电源正极16 BLK 背光 电源负极寄 存 器 选 择 控 制 表 RS R/W 操作说明0 0 写入指令寄存器（清除屏等）0 1 读 busy flag（DB7），以及读取位址计数器（DB0DB6）值1 0 写入数据寄存器（显示各字型等）1 1 从数据寄存器读取数据注 ： 关 于 E=H 脉 冲 开 始 时 初 始 化 E 为 0， 然 后 置 E 为 1， 再 清 0. busy flag（ DB7） ： 在 此 位 为 被 清 除 为 0 时 ， LCD 将 无 法 再 处 理 其 他 的 指 令 要 求 。1602 液 晶 读 操 作 时 序显 示 的 地 址 表 如 下1602 液 晶 写 操 作 时 序本 设 计 1602 液 晶 与 单 片 机 的 连 接 图 如 下 ， RK 为 背 光 灯 电 阻 。第六章：基于 DS18B20 温度传感器的温度测量与警报美国 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持 一线总线 接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的 DS18B20 体积更小、更经济、更灵活。使你可以充分发挥“一线总线”的优点。在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案，新型数字温度传感器 DS18B20 具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.05.5V ，在寄生电源方式下可由数据线供电（2）独特的单线接口方式，DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯（3）DS18B20 支持多点组网功能，多个 DS18B20 可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温（4）DS18B20 在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内（5）温范围55125，在-10+85 时精度为0.5（6）可编程的分辨率为 912 位，对应的可分辨温度分别为 0.5、0.25、0.125和 0.0625，可实现高精度测温（7）在 9 位分辨率时最多在 93.75ms 内把温度转换为数字，12 位分辨率时最多在750ms 内把温度值转换为数字，速度更快（8）测量结果直接输出数字温度信号，以一线总线 串行传送给 CPU，同时可传送CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。图 3： DS18B20 测温原理框图 例如+125的数字输出为 07D0H，+25.0625的数字输出为 0191H，-25.0625的数字输出为 FF6FH， -55的数字输出为 FC90H。 表 2: DS18B20 温度数据表 DS18B20 引脚定义： (1)DQ 为数字信号输入/输出端； (2)GND 为电源地； (3)VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 图 2： DS18B20 内部结构图3）DS18B20 温度传感器的存储器 DS18B20 温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存 RAM 和一个非易失性的可电擦除的 EEPRAM,后者存放高温度和低温度触发器 TH、TL 和结构寄存器。 （4）配置寄存器 该字节各位的意义如下：表 3： 配置寄存器结构 TM R1 R0 1 1 1 1 1低五位一直都是1，TM 是测试模式位，用于设置 DS18B20 在工作模式还是在测试模式。在 DS18B20 出厂时该位被设置为 0，用户不要去改动。R1 和 R0 用来设置分辨率，如下表所示：（DS18B20 出厂时被设置为 12 位）表 4： 温度分辨率设置表R1 R0 分辨率 温度最大转换时间0 0 9 位 93.75ms 0 1 10 位 187.5ms 1 0 11 位 375ms 1 1 12 位 750ms 基于 DS18B20 的温度检测模块蜂鸣器的警报电路第七章：系统原理图图 1：protel 图图 2：proteus 图第八章：整个系统的源程序#include #include unsigned char code table1=nongdu: ; unsigned char code table3=wendu:; unsigned char code cent=C; unsigned char flag,min,time,max=33,tltemp;/unsigned int chui;sbit rs=P20; sbit rw=P21; sbit e=P22;sbit s=P27; sbit bf=P07; sbit DB_B20=P34;sbit dio=P36;sbit cs=P35;sbit clk=P37;/sbit dang_1=P33;/sbit dang_2=P34;void delay_us(unsigned int time) /延时 10usint i,j;for(i=0;i=max)for(i=0;i=100)P1=0xfe;delaynms(10);elseif(chui=30&chui=1;if(DB_B20=1)dat|=0x80; /如果读到的数据是 1，则将 1 存入 datelsedat|=0x00;/如