臭氧發(fā)生器的硬件設計

HT46R232特點(diǎn)說(shuō)明

HT46R232是臺灣盛群公司生產(chǎn)的A/D型8位單片機。HT46R232具有以下資源:1個(gè)與輸入/輸出口共用引腳的外部中斷輸入；2個(gè)16位可編程定時(shí)/計數器，具有溢出中斷；8層硬件堆棧；8通道10位解析度的A/D轉換器；4通道8位的PWM輸出，與輸入/輸出口共用引腳；I2C總線(xiàn)(slave模式)。

在編程方面，HT46R232具有63條指令，指令執行時(shí)間為1個(gè)或者2個(gè)指令周期，而每條指令在系統頻率為8MHz時(shí)，指令執行周期僅為0.5μs。以上這些軟硬件方面的優(yōu)點(diǎn)使HT46R232非常適用于臭氧發(fā)生器的設計。

臭氧發(fā)生器的硬件電路

控制系統硬件電路如圖2所示。其中，顯示模塊(LEDdisplaymodule)是由HT46R232的PA0～PA2三個(gè)I/O口與串行共陰極顯示驅動(dòng)芯片MAX7219連接控制4位7段LED顯示器。PA0～PA2以I/O口模擬三線(xiàn)協(xié)議時(shí)序驅動(dòng)MAX7219的方式分別連接MAX7219的DIN、DOUT、CLK腳。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1337接HT46R232的PA4、PA6、PA7三腳，并且通過(guò)軟件模擬I2C總線(xiàn)方式讀寫(xiě)DS1337的I2C從器件來(lái)顯示時(shí)間和實(shí)現臭氧發(fā)生器的定時(shí)功能。蜂鳴器是由PA3控制實(shí)現蜂鳴報警的功能。鍵盤(pán)模塊(Keyboardmodule)接到HT46R232的PC0、PC1、PC2、PC3四腳，實(shí)現臭氧發(fā)生器的開(kāi)停和臭氧產(chǎn)生量的增加和減少。無(wú)線(xiàn)射頻遙控模塊(RFmodule)由無(wú)線(xiàn)發(fā)射和接收控制兩部分組成。發(fā)射部分采用編碼芯片SC2262，接收部分主要由解碼芯片SC2272構成的電路。接收模塊的引腳分別接在HT46R232的外部中斷引腳INT和I/O口PB4、PB5、PB6、PB7。當接收部分接到發(fā)射模塊4個(gè)按鍵中的一個(gè)按鍵發(fā)出信號時(shí)，外部中斷引腳INT就會(huì )接收到一個(gè)高電平，同時(shí)PB4～PB7中的對應引腳會(huì )輸入高電平。R15是熱敏電阻，R15通過(guò)運放接在HT46R232的PB0/AN0口，以實(shí)現對發(fā)生器實(shí)時(shí)溫度變化的監控，當溫度達到70℃時(shí)R15采集模擬信號送到PB0/AN0口，由片內的A/D轉換器把模擬信號轉換成數字量信號送給控制器。PD0/PWM0引腳輸出PWM信號接到風(fēng)機電路。PD1/PWM1引腳輸出PWM信號經(jīng)過(guò)轉換后接到功率轉換電路，以實(shí)現對高壓電源電壓幅值的控制。

風(fēng)機電路如3所示。單片機HT46R232的PD0/PWM0引腳輸出的PWM信號經(jīng)過(guò)74F14轉換成一對極性相反的信號分別輸入到橋式驅動(dòng)集成電路芯片IR2110的HIN引腳和LIN引腳。經(jīng)過(guò)轉換后，橋式驅動(dòng)集成芯片IR2110的LO引腳和HO引腳分別輸出大小相等，極性相反的兩路驅動(dòng)電壓，驅動(dòng)電壓接入半橋電路，以此驅動(dòng)風(fēng)機運行。臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧所需的高壓電源工作原理是:220V電壓經(jīng)過(guò)整流后送入全橋逆變電路中，在單片機HT46R232輸出的PWM信號的驅動(dòng)下逆變成高頻的交流電，再經(jīng)過(guò)高頻變壓器升壓送給臭氧發(fā)生管。

高壓電源由整流電路、全橋逆變電路、升壓變壓器組成。市電經(jīng)過(guò)轉換后成為高頻高壓交流電供給臭氧發(fā)生器。此部分如圖4所示。PWM0經(jīng)過(guò)轉換后形成兩對互補的信號，經(jīng)過(guò)光耦隔離后分別驅動(dòng)VT1、VT4和VT2、VT3，調節單片機輸出的PWM1的頻率和占空比就可以得到所需的高頻高壓交流電。其中頻率的調節范圍1kHz至20kHz，占空比的調節范圍為10%至90%。