摘 要：介绍了单片机应用于空气干燥器中的一种设计方法。该干燥器具有自动化程度高、安全性好、可靠性高、使用方便、再生工艺先进等特点。
关键词：单片机；干燥器；自动化；再生
随着现代社会生活水平的提高，人们对卫生状况更为关注，市场上出现了大量利用空气电离产生臭氧进行消毒的家用消毒器械。但几乎所有的产品都存在着臭氧产量不均、连续工作性能较差的缺陷。究其原因，主要还是对进入臭氧发生器的空气前期处理不够。要保证臭氧发生器高效、长期稳定工作，必须对空气进行净化和干燥处理。现在所用的空气干燥方式主要是冷冻干燥或变压吸附干燥。但由于干燥设备体积大、成本高，还仅应用于工业产品中，在民用产品上，有部分采用变色硅胶进行干燥，但也存在着干燥度较低，需频繁更换等缺陷。鉴于上述情况我们采用高效氧化铝颗粒干燥，利用单片机控制双管切换加热再生，获得了满意的效果。
1 空气干燥器的控制要求
装置由2个干燥加热管组成。通常情况下，A管处于工作状态，即对外部进入的空气进行净化干燥处理，B管处于等待或加热再生状态。当A管失效后进行切换，B管转为工作，A管转为再生，如此循环工作。因此干燥器的控制系统应达到如下要求：
（1）加热管的温度能自动恒温控制。
（2）能自动记录和保存干燥器的使用寿命。
（3）工作管和再生管能按干燥器的工艺要求进行自动切换。
（4）当加热管加热失控时，应有过热保护功能。
（5）干燥器失效（寿命终结）或加热失控时应能发出 声光报警。
2 电路组成
为确保干燥器控制系统的可靠实现，选用AT89C2051单片机为主控部件，他是一个有2 kBFlash可编程、可擦除只读存储器（E2PROM）的低压、高性能8位CMOS微型计算机，有15条I／O引线；128 BRAM；2个16 b定时器／计数器；1个5向量二级中断结构；1个全双工串行口；1个精密模拟比较器以及片内振荡器及时钟电路等。为充分利用单片机的内部资源，将AT89C2051用于非总线方式，并采用了虚拟I2 C总线技术，现将各部分电路加以简介。电气原理图如图1所示。
2．1 温度控制电路
两加热管的温度控制电路是由温度传感器的输出电阻RT、双比较器LM393温度设定电位器W以及相应的电阻元件组成，比较器的输出分别连接到AT89C2051的P3．0和P3．7口线。当温度的测量值低于设定值时，单片机驱动继电器械J1或J2吸合，加热管通电加热，反之，停止加热。在程序设计时做了回差设计，避免加热管频繁开关。
2．2 输出驱动电路
干燥器的4个交流负载：加热管A、加热管B、冷却风扇电机D、换向电磁阀T（接通工作管，切断再生管）由驱动电路驱动，4个驱动电路由光偶TIL113，继电器J1～J4，二极管和电阻组成。光偶的输入端通过限流电阻连接到AT89C2051的P1．6～P1．3口线上，四个交流负载的工作状态由单片机P1．6～P1．3的高低电平决定。电路不但可以实现强弱电的隔离，也提高了系统的抗干扰能力。
2．3 掉电保护和计时电路
为使系统可靠工作，并保存干燥器工作时间、再生时间以及系统停电时间等，设计了掉电保护和计时电路，选用HT7044作为电源监视器，掉电时，HT7044输出低电平送至单片机的P3．2，CPU立即响应中断，将各种时间数据保存。装置中的数据保存选用串行接口的E2PROMAT24C01A，计时电路采用串行接口芯片PCF8563，他们均连接到AT89C2051的P1．0，P1．1构成的虚拟I2C总线上，这样可简化系统结构，节省I／O线。
2．4 超温保护电路
为防止加热管失控而烧坏干燥器，设计了超温保护电路。保护用温度传感器的常闭接点K1（A管）、K2（B管）、加热继电器J1或J2的常开接点与加热管A或B串接在220 V电源上，当加热失控时，K1或K2断开，切断加热管的供电回路，超温报警信号由TIL117的输出接于P1．7口线上。
2．5 显示报警电路
蜂鸣器YD、发光管VD1（报警指示）、VD2（A管再生指示）、VD3（B管再生指示），分别与单片机的P3．1， P3．3，P3．4，P3．5相连接，通过向这些端口线送出低电平，可以实现声音、灯光提示，完成A、B管再生显示或故障报警。
3 系统软件设计
控制系统的软件采用模块化结构，由主程序、再生子程序、掉电保护子程序和显示报警子程序组成。这里给出主程序流程图如图2所示，再生子程序流程图如图3所示。
4结语
该装置安全可靠，使用方便，干燥空气露点低，连续工作性好，再生工艺修正极其方便，只需调整几个参数，就可修正再生工艺，适用于不同要求的空气干燥器。现已成功地用于某出口产品上，具有明显的经济效益。
参考文献
［1］余永权．Flash单片机原理及应用［M］．北京：电子工业出版社，1997．
［2］何立民.单片机高级教程-应用与设计[M].北 京：北京航空航天大学出版社，2000．
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