单片机车载水电解器控制系统设计+C语言程序+电路图+流程图 第2页

单片机车载水电解器控制系统设计+C语言程序+电路图+流程图 第2页
 Vehicle-mounted Water Solutions Control System   ABSTRACT
     This article is for the vehicle-mounted Water Solutions control system  has launched a series of design studies. The C8051F330 microcontroller to control the design to the core, including constant current control circuit,temperature control circuit, hydrogen gas leak alarm circuit and the low water level alarm circuit. System can set the device to provide water to the electrolysis current size, and make both changes in temperature or under water, and always able to provide the constant current setting. Temperature control circuit, in the case of low water temperature, can cut off the drive power protection device, in the case of high water temperature, open the cooling fan cooling. System, hydrogen sensors,Hydrogen leak in the alarm time. Low water level alarm circuit will be in the water level is low, will issue a warning. The system for water electrolysis device practical, reliable, safe, vehicle-mounted water electrolysis device for the application.
Keywords: water electrolysis device  C8051f330  temperature control  constant current source摘要本文主要是针对车载式水电解器控制系统而展开的一系列设计研究。该设计以单片机C8051F330为控制核心，主要包括恒定电流控制电路，水温控制电路，氢气泄漏报警电路和低水位报警电路。系统能设定提供给电解水装置的电流大小，并使其无论在温度或水量变化的情况下，始终能恒定提供所设定的电流。水温控制电路，能在水温低的情况下，能切断驱动电源保护装置，在水温高的情况下，开启散热风扇散热。系统的氢气传感器，能在氢气泄漏时候发出警报。低水位警报电路，则会在水位低时，会发出警报。本系统对于电解水装置实用，可靠，安全，适用车载式水电解器的应用。 关键词：水电解器 C8051F330 单片机 恒流源 温度控制
.系统总体设计2.1系统总体设计总体方案    根据系统控制设计要求，本系统控制硬件架构是以C8051F330单片机为控制核心，外围主要包括：恒流电路，温度检测电路，氢气检测电路，水位检测电路，声光警报电路，气流轻触动开关，按键和继电器所组成。毕业论文http://www.751com.cn
2.2系统总体设计硬件架构
控制核心采用的是C8051F330单片机，20只脚封装，15个I/0口，其内部还具有时钟振荡器，内部时钟1个AD转换和1个DA转换口，完全能满足控制功能要求外，还大大缩小体积。
恒流部分采用由LM324构成的采样比较电路，振荡器电路来，控制大功率场效应管IRF3205调节电流大小。首先采集采样电阻的电压，再与单片机DA输出的调节电压进行比较，输出反馈电压回运算放大器,再，混合反馈电压，输出PWM驱动大功率场效应管，比较电路，从而实现闭环调节，达到恒流作用。按键则是设定恒流电流的大小，一开机默认是恒流在20A，当按下这个按键，则恒流在25A，以增加产生氢气量。
温度检测采用廉价的热敏电阻，用单片机内部的AD，将电压值转换成数字，获得温度数据后再进行控制。当检测到在水温在3度以下时，禁止装置启动；当在常温下，风扇和水泵都会正常工作；当水温异常高，在90度以上，此时认为风扇故障，无法散热，则切断装置电源，保护装置。
氢气检测采用氢气传感器，因为是判断有无泄漏氢气，所以单片机只需检测高低电平，高电平为有，低电平为无。
水位检测是通过红外光电传感器来实现，将此传感器贴在透明的水箱壁上，利用水有折射光线的原理，水位在传感器以上时，将不会接收到反射的光线，输出低电平。当水位在传感器以下时，将会接收到反射的光线，输出高电平。本文来自辣'文*论^文.网
声光警报采用的是LED灯和蜂鸣器，通过LED的亮灭显示装置状态，蜂鸣器有长音，短音，两短音，来区别出异常的警报。
控制的执行器是由1A/24V DC的继电器来执行风扇，水泵和氢气传感器的启动和停止
整个车载式电解水器安装在车上后，控制系统都在待机，在车上的进气管有一个气流轻触动开关，当发动机启动时，进气管会吸气，在气流的推动下，气流轻触动开关就会闭合上，触发整个控制系统工作，这样做可以实现自动启动，不必人手开启和停止，并且能避免发动机在熄火的情况下，仍有氢气产生。2.3系统软件设计总体方案
首先确定控制对象是电解器，由于外围是传感器，蜂鸣器，led灯和继电器，因此还需要对它们进行判断和开关控制，再根据系统运作控制的要求，程序会按照过程控制方式编写。由于c语言有很高的简化，易操作，易读性，所以会用c语言进行编写。程序有一个总的控制循环，程序进入后，将会循环判断各个继电器，和控制执行其，达到实时检测，实时控制的效果。
具体如下：
1.程序开始进行初始化，主要是对单片机的寄存器进行赋值和配置。
2.设定好参数值
3.判断轻触发开关是否触发，以此作为进入控制循环的入口判断。
4.控制循环一个判断的是水位，水位低则进入水位警报并继续不断检测水位，等待用户加水，水位高了后，就重新判断触发。
5.其次判断水温，水温正常则进入下一步，水温<3摄氏度，则禁止启动，等待温度回升到3度以上。当水温〉90摄氏度时，则认为为风扇故障，发出风扇故障警报。
6.启动氢气传感器，给它预加热。
7.缓慢上升电流。
8.判断氢气是否有泄露，如果有泄露，则发出氢气泄露警报。
9.判断是否有按键按下，如果有，则提升电流。
返回3，继续循环，如果触发断开，则返回2，进入待机状态。  3.系统的主要硬件介绍
3.1 单片机介绍
    C8051F330系列器件使用Silicon Labs的专利CIP-51 微控制器内核。CIP-51 与MCS-51TM指令集完全兼容，可以使用标准 803x/805x的汇编器和编译器进行软件开发。CIP-51 内核具有标准 8052 的所有外设部件，包括 4 个 16 位计数器/定时器、一个具有增强波特率配置的全双工UART、一个增强型SPI端口、768 字节内部RAM、128 字节特殊功能寄存器（SFR）地址空间
      　　毕业论文http://www.751com.cn（1）.10位 ADC（只限于F330）
−转换速率可达200ksps
−可多达16个外部单端或差分输入
−VREF可在内部VREF、外部引脚或VDD中选择
−内部或外部转换启动源
−内置温度传感器
（2）.10位电流输出DAC（只限于F330）
−比较器
−可编程回差电压和响应时间
−可配置为中断或复位源
−小电流（<0.4μA）
（3）.在片调试
−片内调试电路提供全速、非侵入式的在系统调试（不需仿真器！）
−支持断点、单步、观察/修改存储器和寄存器
−比使用仿真芯片、目标仿真头和仿真插座的仿真系统有更优越的性能
−廉价而完整的开发套件
（4）.供电电压2.7V - 3.6V
−典型工作电流：6.4mA 25MHz
9μA 32KHz
−典型停机电流：0.1μA
（5）.温度范围：-40°C - +85°C
（6）.高速8051微控制器内核
−流水线指令结构；70%的指令的执行时间为一个或两个系统时钟周期
−速度可达25MIPS（时钟频率为25MHz时）
−扩展的中断系统 本文来自辣'文*论^文.网
（7）.存储器
−768字节内部数据RAM（256+512）
−8KB FLASH；可在系统编程，扇区大小为512字节
（8）.数字外设
−17个端口I/O；均耐5V电压，大灌电流
−硬件增强型UART、SMBus和增强型SPI串口
−4个通用16位计数器/定时器
−16位可编程计数器/定时器阵列（PCA），有3个捕捉/比较模块
−使用PCA或定时器和外部时钟源的实时时钟方式
（9）.时钟源
−两个内部振荡器：
−24.5MHz，±2%的精度，可支持无晶体UART操作
−80/40/20/10 kHz低频率、低功耗振荡器
−外部振荡器：晶体、RC、C、或外部时钟
−可在运行中切换时钟源，适用于节电方式
具有片内上电复位、VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F330/1是真正能独立工作的片上系统。FLASH存储器还具有在系统重新编程能力，可用于非易失性数据存储，并允许现场更新8051固件。用户软件对所有外设具有完全的控制，可以关断任何一个或所有外设以节省功耗。
片内Silicon Labs二线（C2）开发接口允许使用安装在最终应用系统上的产品MCU进行非侵入式（不占用片内资源）、全速、在系统调试。调试逻辑支持观察和修改存储器和寄存器，支持断点、单步、运行和停机命令。在使用C2进行调试时，所有的模拟和数字外设都可全功能运行。两个C2接口引脚可以与用户功能共享，使在系统调试功能不占用封装引脚。 毕业论文http://www.751com.cn
每种器件都可在工业温度范围（-45℃到+85℃）内用2.7V-3.6V的电压工作。端口I/O和/RST引脚都容许5V的输入信号电压。C8051F330/1采用20脚MLP封装

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