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畢業(yè)論文-基于at89c51單片機(jī)控制的消毒柜設(shè)計(jì)-展示頁

2024-11-20 19:26本頁面
  

【正文】 兼容 4K 字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命: 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時(shí)間: 10 年 全靜態(tài)工作: 0Hz24Hz 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 128*8 位內(nèi)部 RAM 32 可編程 I/O 線 兩個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 5 個(gè)中斷源 可編程串行通道 圖 AT89C51 引腳圖 低功耗的閑置和掉電模式 片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 ( 2) AT89C51 引腳簡介 VCC:供電電壓。 該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造,與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令集和輸出管腳相兼 容。 AT89C51 單片機(jī)和 80C51 單片機(jī)是完全兼容的,它與 80C51 的顯著區(qū)別在于它內(nèi)部有一個(gè)閃存。然而對(duì)這個(gè)系統(tǒng)來說,一個(gè)顯著的缺點(diǎn)是,它的 I/O 端口太少。所以機(jī)型應(yīng)較為流行、性能可靠、有穩(wěn)定、充足的貨源。 ○ 5 單片機(jī)的極限性能是否能夠滿足要求。 ○ 2 單片機(jī)是否有系統(tǒng)所需要的 I/O 端口數(shù) . ○ 3 單片機(jī)是否含有系統(tǒng)所需的中斷源和定時(shí)器。 1. 單片機(jī)的選型從以下幾個(gè)方面考慮 : (1)單片機(jī)的系統(tǒng)適應(yīng)性 適應(yīng)性指單片機(jī)能否完成應(yīng)用系統(tǒng)的控制功能,它主要從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)。廉價(jià)單片機(jī)用在要求實(shí)現(xiàn)的功能比較單一,被控對(duì)象比較少的場(chǎng)合。高檔單片機(jī)用于系統(tǒng)比較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)的功能比較多,需要的 I/O 口比較多的場(chǎng)合。 9 第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 本章將對(duì)系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹,它從芯片的選擇到各個(gè)電路的設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)方案都做了詳細(xì)的闡述。 鍵盤控制模塊作用是人發(fā)出通過按鍵選擇向系統(tǒng)發(fā)出命令進(jìn)行哪種工作過程的操作,狀態(tài)顯示模塊的功能是通過 LED指示燈顯示系統(tǒng)工作消毒或是加熱干燥的哪個(gè)狀態(tài),時(shí)間顯示的功能通過數(shù)碼管能讓使用一目了然的知道系統(tǒng)工作的時(shí)間;消毒、加熱,照明模塊則是收到單片機(jī)的指令后對(duì)碗筷進(jìn)行消毒和干燥,其中照明功能為使用者在黑暗的環(huán)境下機(jī)進(jìn)操作提供了方便;報(bào)鳴模塊的作用是能讓使用者確定其所進(jìn)行的操作;報(bào)警電路模塊的功能是在當(dāng)消毒柜門沒有關(guān)好的情況下給使用者警示,提高了消毒柜的安全性和可靠性。與第一種方案相比較,它存在各方面的優(yōu)勢(shì)。 采用單片機(jī)作為主控芯片來實(shí)現(xiàn)控制要求,通過軟、硬件相結(jié)合的方式來完成系統(tǒng)功能。各電路都是由硬件來實(shí)現(xiàn),不涉及到軟件的設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)方案的選擇與論 證 系統(tǒng)方案的論證 方案 1:僅由硬件電路實(shí)現(xiàn)。如果門沒關(guān)好,則報(bào)警器將一直報(bào)警,直到將門關(guān)好為止。當(dāng) A1 或 A2任何一個(gè)按下時(shí),按鍵報(bào)鳴器都會(huì)發(fā)出“嘟”的聲音。本消毒柜有四種消毒干燥程序: 1. LED1 亮:消毒 45 分鐘→ 消毒 45 分鐘→加熱 30 分鐘→加熱 30 分鐘 2. LED2 亮:消毒 45 分鐘→加熱 30 分鐘→加熱 30 分鐘 3. LED3 亮:加熱 30 分鐘→加熱 30 分鐘 4. LED4 亮:加熱 30 分鐘 用數(shù)碼管顯示消毒加熱的時(shí)間,需體現(xiàn)分鐘、秒的顯示。 30 分鐘后, LED3 熄滅, LED4 點(diǎn)亮,再經(jīng)過 30 分鐘后 LED4 熄滅,整個(gè)消毒、加熱干燥過程結(jié)束。 臭氧消毒指示燈兩個(gè),假設(shè)分別為 LED1, LED2;加熱指示燈兩個(gè),假設(shè)分別為 LED3,LED4;消毒按鍵一個(gè),假設(shè)為 A1;消毒柜照明按鍵一個(gè),假設(shè)為 A2;門吸開關(guān)一個(gè),假設(shè)為 K;按鍵報(bào)鳴器一個(gè)。 第 5 章介紹 了系統(tǒng) 的軟件仿真 ,主要介紹 了 仿真軟件以及本系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 第 3 章介紹 了 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),主要 介紹了本 系統(tǒng) 中重要 元器件的選取 ,各個(gè)單元電路的 選擇、原理及功能。 第 2 章介紹了系統(tǒng)方案的選擇。綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),學(xué)會(huì)獨(dú)立分析和解決問題的能力,培養(yǎng)查閱文獻(xiàn),計(jì)算機(jī)操作和處理以及外文解說和翻譯的能力。 兩者的共同作用,使常溫消毒擴(kuò)大了 滅菌范圍,強(qiáng)化了消毒效果。紫外線輻射能量低,穿透力弱,僅能殺滅直接照射到的微生物,因此消毒時(shí)必須使消毒部位充分暴露于紫外線下。消毒滅菌使用的紫外燈應(yīng)是高臭氧紫外燈,紫外線的波長范圍是 200~ 275nm ,其中殺菌作用最強(qiáng)的波段是 250~ 270nm。 3. 組合型食具消毒柜 它是高溫殺菌與強(qiáng)氧化消毒相結(jié) 合,其消毒原理與其上 2 相同。消毒柜一旦進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài),就由臭氧濃度建立起物理吸附、化學(xué)氧化、微生物殺滅與自然分解四方面綜合形成的消毒空間。因此,應(yīng)視允許消毒時(shí)間長短而選用。 所以為達(dá)到預(yù)期的消毒效果,柜內(nèi)需保持一定的臭氧體積濃度及消毒時(shí)間。臭氧消毒作為氣相消毒,與直接照射的紫外線消毒相比,不純?cè)凇瓣幱皡^(qū)”或消毒死角,用于食具消毒的效果好。所以臭氧型消毒柜需在保證臭氧 在不泄漏的情況下,保持柜內(nèi)臭氧的濃度,以確保消毒效果。臭氧在常溫 下為帶藍(lán)色的爆炸性氣體,有特臭,為已知最強(qiáng)的氧化劑之一,是一種光譜殺菌劑。在加熱過程中,在上述三種傳熱方式的共同作用下,使柜內(nèi)溫度逐漸趨于均勻,以消除消毒“死角”,處于“陰影區(qū)”的致病微生物也能被殺滅。柜內(nèi)溫度場(chǎng)中存在溫度梯度,形成流體密度差,產(chǎn)生流體與固體表面之間的對(duì)流換熱。紅外線是直接傳播的,被食具遮擋的部位,開成“陰影區(qū)”。作為能量載體的紅外線,具有類光特性。 乳白石英是高輻射系數(shù)的材料,其熱慣性小,表面允許溫度高,能將輸入電能的 70%轉(zhuǎn)換為輻射能,因此,柜內(nèi)傳熱方式以熱輻射為主。細(xì)菌中的蛋白質(zhì)因受熱而發(fā)生變性凝固,活性消失,代謝發(fā)生障礙,導(dǎo)致死亡。 1. 電熱型消毒柜 4 電熱型消毒柜是利用高溫發(fā)揮殺菌作 用。 消毒柜的工作原理 食具 消毒是利用物理或化學(xué)方法殺滅清洗過的食具中病原微生物的過程。 3. 組合型食具消毒柜 指由電熱消毒室和臭氧消毒室組合而成的食具消毒柜,如市面上流行的雙門消毒柜,其結(jié)構(gòu)特征是具有一個(gè)低溫臭氧消毒室和一個(gè)高溫電熱消毒室,其上下室的要求同上述 2 條規(guī)定相同。 消毒柜的物理特性 1. 電熱食具消毒柜 指由電熱元件加熱空氣來消毒食具的食具消毒柜,如市面上常見的單門電熱型消毒柜,規(guī)定柜內(nèi)消毒溫度應(yīng)不低于 1200C,消毒時(shí)間應(yīng)不少 于 15min;電熱食具消毒柜適用于耐高溫于 1500C 以上的餐具消毒,如陶瓷類碗、盤、茶杯、木筷等。目前市場(chǎng)上 較流行與整體廚房配套的嵌入式消毒柜,這種消毒柜集食具消毒、烘干、存放于一體,非常實(shí)用。作為日常家用的消毒柜,容積在 50~ 80 L、功率 600W 左右就比較適宜了。一般地說,單門消毒柜適用于集體飯?zhí)煤途频甑鹊牟途呦荆瑢俑邷叵?;而雙門宜為 家庭選用,因?yàn)榧彝ブ械牟途咭话憧煞譃槟透邷睾筒荒透邷貎深?,而一般的雙門柜都具有高溫和低溫消毒兩種功能。 按消毒室數(shù)量分 , 有單門、單門雙層、雙門及多門消毒柜。而紅外線高溫、超溫蒸汽、紫外臭氧加高溫屬于熱消毒或多重組合消毒方式,消毒溫度一般在 1000C 以上,消毒效果好,適合于陶瓷、不銹鋼等耐高溫制品的消毒。 按消毒 方式分,有臭氧、紫外線臭氧、紅外線高溫、超溫蒸汽、紫外臭氧加高溫等類型。 按功能分 , 有單功能的和多功能的兩種。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功能,現(xiàn)在已能使用單片機(jī)通過軟件方法實(shí)現(xiàn)了,這種以軟件取代硬件,并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù),稱之為控制技術(shù),這標(biāo)志著一種全新概念的建立。單片機(jī)則應(yīng)嵌入式應(yīng)運(yùn)而生,單片機(jī)單芯片的微小體積和極低成本,可廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個(gè)人信息終端及通信產(chǎn)品中,成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。在單片機(jī)產(chǎn)生之前,為了滿足工控對(duì)象的嵌入式應(yīng)用要求,只能將通用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械加固,電氣加 固后嵌入到對(duì)象體系(如船艦)中構(gòu)成諸如自動(dòng)駕駛儀、輪機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等。 從對(duì)家用電器的控制手段來看,經(jīng)歷了兩個(gè)階段,在上世紀(jì) 70 年 代到 80 年代,家用電器基本上屬于機(jī)電控制功能;進(jìn)入 90 年代,家用電器出現(xiàn)了智能化,轉(zhuǎn)向電腦控制的智能化型家電,這種智能家電一般通過微控制器(即單片機(jī))實(shí)現(xiàn)對(duì)家電的控制操作;未來的家電將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化, Bluetooth,HomeRF 以及 等標(biāo)準(zhǔn)的制定表明了這個(gè)趨勢(shì)。按產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域分屬國家環(huán)保局(建設(shè)部)、醫(yī)藥管理局、輕工總會(huì)等部門管理。到目前有機(jī)構(gòu)或企業(yè)研究生產(chǎn)、使用和研制用于水消毒、食品加工殺菌凈化、易腐儀器儲(chǔ)藏防霉保鮮、醫(yī)療衛(wèi)生與家庭消毒凈化等方面臭氧產(chǎn)品。 80 年代在蛋果蔬易腐食品防霉保鮮、食品加工、殺菌凈化領(lǐng)域有一定發(fā)展??梢哉f,家電產(chǎn)品的新技術(shù)已全面使用在消毒柜上了。 隨著人們對(duì)消毒柜的需求要求,各廠家也在相繼改進(jìn)自己的產(chǎn)品。 由于小型臭氧技術(shù)產(chǎn)品對(duì)發(fā)生器性能要求較低,由于小型臭氧技術(shù)產(chǎn)品對(duì)發(fā)生器性能要求較低,價(jià)格便宜,應(yīng)用面廣,因此從八十年代中期開始在我國迅速發(fā)展。本章就本課題的研究意義 及研究 現(xiàn)狀 等做詳細(xì)的概述。1 第 1 章 緒論 隨著人們的生活質(zhì)量的提高,對(duì)于健康生活的 要求也隨之提高,飲食健康 成為了人們所關(guān)注的重點(diǎn)問題 。消毒柜的誕生和普及, 適應(yīng)了人們對(duì)于健康生活 的 要求。 研究 意義 臭氧技術(shù)產(chǎn)品功能強(qiáng),產(chǎn)品新穎,屬高科技環(huán)保型產(chǎn)品,符合國家 21 世紀(jì)優(yōu)先項(xiàng)目計(jì)劃中的清潔產(chǎn)品行業(yè),而且涉及國內(nèi)各種產(chǎn)業(yè),潛力極大。在國內(nèi)大市場(chǎng)的 吸引下,在短短十幾年內(nèi),發(fā)展了不下十幾種小型臭氧產(chǎn)品如礦泉水處理設(shè)備、臭氧管、臭氧發(fā)生器、空氣凈化器、消毒柜、消毒盒等 。同時(shí) 隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,消毒柜新品的高技術(shù)含量 也 體現(xiàn)在模糊邏輯化的控制、觸摸屏式面板、數(shù)碼、微電腦液晶顯示和納米等新材料的使用上。 研究現(xiàn)狀 我國臭氧技術(shù)的研究及應(yīng)用起步較晚, 70 年代中期由華東化工學(xué)院、北京環(huán)保所、清華大學(xué)的水處理技術(shù)人員借鑒國外技術(shù),進(jìn)行了試驗(yàn)性研究。 90 年代,臭氧技術(shù)進(jìn)入醫(yī)療、家電行業(yè)。但生產(chǎn)單位分解,規(guī)模小,技術(shù)力量不足,資金短缺,目前最高水平僅停留在 1kg/h 的水平。主要部門近來陸續(xù)制定了臭氧消毒柜、家用食具消毒柜的二個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 2 單片機(jī)的產(chǎn)生,使計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分支。由于通用計(jì)算機(jī)的巨大體積和高成本,無法嵌入到大多數(shù)對(duì)象體系(如家用電器、汽車、機(jī)器人、儀器儀表)中。 單片機(jī)應(yīng)用的意義絕不限于它的功能以及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益上;更重要的意義在于,單片機(jī)的應(yīng)用正從根本上改變著傳統(tǒng)的 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。 消毒柜的介紹 消毒柜的種類 市 場(chǎng)上銷售的消毒柜品種多樣, 可根據(jù) 不同的標(biāo)準(zhǔn)劃分它們 。單功能消毒柜通常采用高溫或臭氧或紫外線等單一功能進(jìn)行消毒;多功能消毒柜多采用高溫、臭氧、紫外線、蒸汽、納米等不同組合方式來消毒,能夠殺滅多種病毒、細(xì)菌。其中,臭氧、紫外線臭氧屬于超低溫消毒,消毒溫度一般在 600C 以下,適合各類餐具,特別適合于不耐高溫的塑料、玻璃制品。另有一些雙門消毒柜上面一層屬臭氧消毒,用于不耐高溫的餐具消毒;下面一層是紅外線高溫消毒,用于給耐高溫餐具消毒。單門消毒柜 一般只有一種消毒功能;雙門消毒柜一般為兩種或兩種以上消毒方式的組合。 按容積大小分 , 目前市場(chǎng)上主要有 30 升、 50 升、 80 升、 100 升、 150 升、 250 升、350 升等系列。 3 按安裝方式分,有立式、臥式、壁掛式、嵌入式、落地式、臺(tái)式、開門式和抽屜式等。 近來市場(chǎng)上的消毒柜新品層出不窮,如具有 VFD 動(dòng)態(tài)顯示、數(shù)碼控制、熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)功能的康寶系列消毒碗柜;具有歐式豪華外形,采用微電腦控制,定時(shí)開關(guān)、自動(dòng)除臭的老板牌消毒柜 ; 采用高新納米磁性門封材料、排氣孔特設(shè)防蟲網(wǎng),有效杜絕二次污染的美的消毒柜等。 2. 臭氧食具消毒柜 指通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧來消毒食具的食具消毒柜,如市面上各種臭氧保鮮食具消毒柜,規(guī)定柜內(nèi)臭氧濃度應(yīng)不少于 ,消毒時(shí)間應(yīng)不少于 30min;臭氧食具消毒柜適用于非耐高溫類餐具的消毒,如塑料制品等。 4. 臭氧加紫外線食具消毒柜 指由臭氧和紫外線共同作用而成的食具消毒柜,如廣東康寶牌消毒柜,特別適合于大容積消毒,臭氧產(chǎn)生的速度快,濃度分布均勻,消毒時(shí)間短。市場(chǎng)上五花八門的消毒柜從功能上說,通常只有高溫消毒、臭氧消毒和紫外線消毒 3 種消毒方式,以及它們之間的組合消毒方式,比如目前市場(chǎng)上流行的 “上層為臭氧保潔,下層為紅外線加熱 ”的消毒方式。高溫對(duì)細(xì)菌有明顯的致死作用。 電熱型消毒柜 ,一般以乳白石英管遠(yuǎn)紅外輻射電熱元件為熱源 ,對(duì)消毒柜內(nèi)腔及其中的食 (飲 )具加熱 ,依賴 1200C 以上的高溫 ,以物理方法殺滅或消除食具上的致命微生物 ,以達(dá)到無公害的目的。紅外線對(duì)食具表面附著的水分和微生物,具有一定的穿透能力,殺菌效果好。它能以光速直接入射或經(jīng)柜內(nèi)壁反射到食具表面,使消毒工作周期相對(duì)減短。 在消毒柜工作時(shí),柜內(nèi)的空氣和食具托架也被加熱。同時(shí),柜內(nèi)相接觸物體及同一物體上的不同點(diǎn)之間,因存在溫差而產(chǎn)生人傳導(dǎo)。 2. 臭氧消毒柜 臭氧消毒柜是利用臭氧的強(qiáng)氧化性進(jìn)行消毒。但是臭氧泄漏會(huì)危害人體健康,作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)空氣中允許的閥限值為 。 它是以物理方法產(chǎn)生一定濃
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