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基于AT89C52单片机和A/D转换器设计智能紫菜烤箱干

1 、小序

紫菜又称海苔,是味道鲜美营养富厚的食用海藻,一种天然的绿色保健食物。紫菜产品的临盆历程主要包括3个阶段:原藻临盆、一次加工和二次加工(即调味紫菜加工)。调味紫菜加工的核心是将经一次加工的干紫菜制成可直接食用的紫菜食物。是以,烤箱的干湿温度节制是关键。

烤箱分前烤和后烤两部分,前烤主如果将一次加工的干紫菜烤熟,后烤的目的是去除加味后紫菜外面的水分,使紫菜耐贮存。后烤的工艺要求是根据紫菜的品种确定并节制升温段、保温段的干湿温度(干温是指烤箱中的空气温度;湿温是指烤箱内的紫菜加调味后的水分温度)。烤箱中,笔者采纳石英电加热管,在每根电加热管上加装了不锈钢反射罩,以包管烤箱内温度场的平均同等,避免使紫菜未烤或烤焦。为了达到去湿的目的,在每节烤箱上设计了排湿烟囱,经由过程风门调节排湿量大年夜小,启闭回风门(用于排湿,节制湿温)、进风门(节制干温)。因为紫菜在烘烤中影响烤箱内干湿温度的身分较多,并且随机变更,无法建立数学模型,使老例的人工节制措施难以达到预期的节制目标,为此开拓了调味紫菜智醒目湿温度节制装配。基础实现了调味紫菜烘烤历程中干湿温度的自动节制,烘烤工艺可随机改变,有优越的推广代价。

2 、设计规划

实际注解,在紫菜烘烤历程中,不论什么品种的紫菜,其温升段的升温速度以l℃/30 min为最佳,而保温的温度及光阴要根据紫菜的详细环境来定。若能节制烤箱内的干、湿温度在其烘烤抱负温度的l℃以内,烘烤质量就有靠得住包管。根据应用要求,紫菜烘烤升温段设置其升温速度为l℃/30 min,为了适应不合紫菜的烘烤,设置干温的抱负曲线如图1所示,由人工按键将温度设定在37℃~70℃范围内控温档位设置为6档,当初始设为①档时,则从起烤温度到37℃的升温速度为1℃/30 min,且在随意率性时候的抱负温度就确定了,温度升至37℃时,自动进入保温节制状态,保温光阴到下次档位设定;若第二次设定为④档时,则从37℃“48℃以1℃/30min升温,升到48℃时又自动进入保温状态,其他档位依次类推。当应用时停电后再次来电时,由当前烤箱中的实际温度到设定档位温度按上述规律继承事情。

节制湿温是包管烘烤质量的紧张环节,为了适应不合品种的紫菜,在37℃”42℃温度范围内控温档位设为6档,湿温节制区曲线如图2所示。档位设定和节制规律与干湿类似。

3 、系统总体布局

节制系统的硬件部分由主机、传感器和履行部件组成。硬件布局如图3所示。节制装配精度要求为0.5级,根据节制功能必要,本系统选用AT89C52作为CPU。AT89C52是一款低功耗、高机能片内8 KB快速可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微节制器,与80C51的指令系统及引脚兼容,应用高密度、非易掉存储技巧制造,存储器可轮回写入/擦除1000次。A/D转换器选用美国TI公司的TLC1549 CMOS 10位A/D转换器,该器件分辨率为8位,总的非调剂偏差为l LSB,输出电平与TTL兼容,单电源+5 V供电,模拟量输入范围为0V~5 V。

本系统具有3个输出通道,1个报警电路,使用蜂鸣器报警;2个驱动电路分手节制电动履行器的正、反转。为了前进系统的抗滋扰能力,驱动电路采纳交流固态继电器。温度档位设定采纳BCD码拨盘,使用P1.O~P1.3作为数值输入,操作方便。温度显示采纳LCD显示。为了不再扩展并行接口,使用串行口的移位寄存器功能,扩展三位静态显示LCD接口电路。P1.7作为输出节制,当P1.7=1时容许串行口输出数据给移位寄存器,否则,显示内容不变。

根据丈量和节制精度要求,本系统选择了PtlO热电阻作为温度传感器。Ptl0测温范围O℃~100℃,具有精度高、线性度好、灵敏度高等特点,且价格适中,能满意系统的技巧要求。

为了前进温度丈量精度,在设计硬件时,采取3方面的步伐:

(1)丈量中传感器的连接采纳新的三线制措施,补偿由导线引起的偏差;

(2)选用0P07作为运算放大年夜电路;

(3)丈量电路采纳恒流源供电。履行部件由电动履行器、进风门和回风门组成。两个电动履行器分手驱动进风门、回风门,实现烤箱内干、湿温度的调节。电动履行器的转速很低(90/90 s),能正反转并能在随意率性角度竣事,最大年夜转角为90,其输出可与风门的转轴直接相连,安装应用方便。

4 、系统软件设计

系统软件主要由温度检测模块、温度显示模块、温度设定模块和温度节制模块组成。系统主法度榜样和主控法度榜样如图4和图5所示。

温度检测法度榜样的功能是继续7次A/D转换,把转换结果保存在3BH开始的单元中,然落后行数字滤波,获得的终值存于33H单元。A/D转换采纳查询要领。温度设定法度榜样实现保温温度的设定和随意率性时候抱负温度的谋略。例如设设定温度为To,随意率性时候抱负温度为T01。对付干温,若第一次设定为①档,若第二次设定为②档,设定②档时到当前的光阴是t,则To=40℃,当前的抱负温度T0l=37℃+t/l800℃。保温节制法度榜样流程如图6所示。

温度节制模块实现对烘烤历程中干、湿温度的节制及超限报警。温度的上下受进风门(干温)、回风门(湿温)打开的角度节制,因为影响烤箱内温度变更身分的繁杂性以及温度反映的滞后,系统采纳了智能法度榜样设计,由谋略机自动记录滞后光阴△t,使由升温段进入保温段之前履行器提前△t光阴开始动作,包管了温度过冲不跨越To0.5℃,从而包管了1℃的节制精度。升温节制法度榜样流程如图7所示,电动履行器每次动作光阴为5 s,风门每次开或关5并自动停在抱负位置,最大年夜限度地减小了烤箱内的温度颠簸。当自动节制掉效时,系统报警。

5 、停止语

根据上述设计规划,笔者已经研制出调味紫菜干湿温度节制装配,并在江苏省连云港恒福食物有限公司进行调味紫菜加工运行试验,运行环境优越。同时,在硬件上增添了手动/自动转换功能,软件上增加了抗滋扰步伐,使装配事情更靠得住、稳定。具有较好的推广利用代价。

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