【污水處理工藝】臭氧發(fā)生器的硬件設(shè)計
HT46R232特點說明
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個與輸入/輸出口共用引腳的外部中斷輸入；2個16位可編程定時/計數(shù)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(zhuǎn)換器；4通道8位的PWM輸出，與輸入/輸出口共用引腳；I2C總線(slave模式)。
在編程方面，HT46R232具有63條指令，指令執(zhí)行時間為1個或者2個指令周期，而每條指令在系統(tǒng)頻率為8MHz時，指令執(zhí)行周期僅為0.5μs。以上這些軟硬件方面的優(yōu)點使HT46R232非常適用于臭氧發(fā)生器的設(shè)計。
臭氧發(fā)生器的硬件電路
控制系統(tǒng)硬件電路如圖2所示。其中，顯示模塊(LEDdisplaymodule)是由HT46R232的PA0～PA2三個I/O口與串行共陰極顯示驅(qū)動芯片MAX7219連接控制4位7段LED顯示器。PA0～PA2以I/O口模擬三線協(xié)議時序驅(qū)動MAX7219的方式分別連接MAX7219的DIN、DOUT、CLK腳。實時時鐘芯片DS1337接HT46R232的PA4、PA6、PA7三腳，并且通過軟件模擬I2C總線方式讀寫DS1337的I2C從器件來顯示時間和實現(xiàn)臭氧發(fā)生器的定時功能。蜂鳴器是由PA3控制實現(xiàn)蜂鳴報警的功能。鍵盤模塊(Keyboardmodule)接到HT46R232的PC0、PC1、PC2、PC3四腳，實現(xiàn)臭氧發(fā)生器的開停和臭氧產(chǎn)生量的增加和減少。無線射頻遙控模塊(RFmodule)由無線發(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(gòu)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(dāng)接收部分接到發(fā)射模塊4個按鍵中的一個按鍵發(fā)出信號時，外部中斷引腳INT就會接收到一個高電平，同時PB4～PB7中的對應(yīng)引腳會輸入高電平。R15是熱敏電阻，R15通過運放接在HT46R232的PB0/AN0口，以實現(xiàn)對發(fā)生器實時溫度變化的監(jiān)控，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時R15采集模擬信號送到PB0/AN0口，由片內(nèi)的A/D轉(zhuǎn)換器把模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)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)過轉(zhuǎn)換后接到功率轉(zhuǎn)換電路，以實現(xiàn)對高壓電源電壓幅值的控制。
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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74F14轉(zhuǎn)換成一對極性相反的信號分別輸入到橋式驅(qū)動集成電路芯片IR2110的HIN引腳和LIN引腳。經(jīng)過轉(zhuǎn)換后，橋式驅(qū)動集成芯片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(qū)動電壓，驅(qū)動電壓接入半橋電路，以此驅(qū)動風(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(qū)動下逆變成高頻的交流電，再經(jīng)過高頻變壓器升壓送給臭氧發(fā)生管。
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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)過轉(zhuǎn)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)過轉(zhuǎn)換后形成兩對互補的信號，經(jīng)過光耦隔離后分別驅(qū)動VT1、VT4和VT2、VT3，調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)范圍1kHz至20kHz，占空比的調(diào)節(jié)范圍為10%至90%。
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