機電一體化畢業(yè)設(shè)計（論文）抽油煙機系統(tǒng)設(shè)計

1、 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 抽油煙機系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè) 機電一體化 班 級 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 2011年 12月 1 日 系 目 錄摘要.第一章 緒論.1.1油煙的危害.1.2 油煙機、評定及發(fā)展.第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理.第三章 硬件設(shè)計與計算.3.1 檢測電路設(shè)計. 3.1.1 煤氣檢測. 3.1.2 油煙檢測. 3.1.3 按鍵輸入.3.1.4 系統(tǒng)自動復(fù)位電路.3.2 主控制電路設(shè)計. 3.2.1 at89c51. 3.2.2 對油煙機的開關(guān)控制.3.2.3 自動照明控制.3.2.4 定時顯示電路.3.2.5 報警電路.第四章 軟件程序設(shè)計.4.1 軟件設(shè)計.4.1.1 主程序的設(shè)計.4.1

2、.2 中斷鍵盤掃描.4.1.3 led顯示子程序.4.1.4 inti中斷報警服務(wù)程序.第五章 結(jié)論.參考文獻(xiàn).致謝.附錄.摘要本設(shè)計不僅具備油煙機基本開關(guān)功能，而且還能根據(jù)廚房在燒菜做飯過程中產(chǎn)生的煙氣溫度高，而泄露的燃?xì)鉁囟鹊偷奶攸c，采取不同的傳感器件，即對溫度高、污染大的煙氣采用熱敏電阻檢測，而溫度低但危險大的燃?xì)獠捎脷饷魝鞲衅鳈z測，當(dāng)廚房的右眼或可燃有害氣體達(dá)到一定濃度的值時，經(jīng)傳感器進(jìn)入單片機分析，使電機電路自動啟動并發(fā)出聲音報警，吸油煙機迅速將有害氣體抽走。本設(shè)計設(shè)有定時功能，可對抽油煙機進(jìn)行工作時長的設(shè)定。論文的硬件部分主要設(shè)計了油煙機的煙氣、燃?xì)鈾z測模塊，按鍵輸入模塊，定時顯示

3、模塊，執(zhí)行電路模塊等，系統(tǒng)軟件部分主要是對各模塊的流程做了詳細(xì)的分析，控制主程序、中斷按鍵掃描子程序、顯示子程序，中斷報警服務(wù)程序，以此從而實現(xiàn)抽油煙機自動控制功能。本次設(shè)計的抽油煙機主要靠單片機進(jìn)行控制，通過軟件設(shè)計來自動控制抽油煙機的開關(guān)，所以相對于普通的抽油煙機來說，根據(jù)其自動檢測功能，具有靈活性比較好，功耗低，便于操作等特點。關(guān)鍵詞：單片機，抽油煙機，檢測，自動控制第一章 緒論摘要 現(xiàn)代廚房一般都離不開煤氣灶和抽油煙機(通風(fēng)設(shè)備)，一旦使用煤氣灶，則一定會產(chǎn)生油煙、水汽與乙烷等影響廚房空氣環(huán)境的混合氣體，為了健康生存的需要，往往用通風(fēng)設(shè)備如抽油煙機來改善充滿油煙氣的廚房環(huán)境本論文即針對

4、廚房產(chǎn)生的煙霧設(shè)計相應(yīng)的抽油煙機. 論文首先介紹抽油煙機的概念、結(jié)構(gòu)、工作原理等方面，對抽油煙機產(chǎn)品在日常生活所起到重要作用。其次論文對系統(tǒng)總體設(shè)計進(jìn)行了概況闡述，在廚房不僅具備油煙機的基本功能，而且還能利用氣敏傳感器進(jìn)行煙霧的自動檢測，并根據(jù)檢測到油煙大小，自動切換油煙機的風(fēng)力開關(guān)，調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，實現(xiàn)智能化吸油煙功能依此設(shè)計制作了相應(yīng)的軟硬件，論文的硬件部分主要設(shè)計了油煙機的顯示部模塊，數(shù)據(jù)采集模塊，執(zhí)行電路模塊等，對系統(tǒng)做了整體的設(shè)計，系統(tǒng)軟件部分主要是對各模塊的流程做了詳細(xì)的的分析，并且編寫了響相應(yīng)的匯編程序來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。有顯示子程序，數(shù)據(jù)比較子程序，數(shù)據(jù)采集程序。從而實現(xiàn)了抽油煙機

5、自動控制的功能。 本次設(shè)計的抽油煙機主要靠單片機進(jìn)行控制，通過軟件設(shè)計來調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速，所以相對于普通的抽油煙機來說，靈活性比較好，功耗低，體積小，便于操作；同時可以做到自動檢測。 11 油煙的危害廚房是家庭中空氣污染最嚴(yán)重的空間，其污染來源主要有兩方面；一是以煤、煤氣、液化氣常用炊火中釋放出的一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等有害氣體；二是烹飪菜肴時產(chǎn)生的油煙?，F(xiàn)在時尚的廚房裝修多采用開放式設(shè)計，但制作中餐的進(jìn)程會產(chǎn)生較大的油煙，開放式的廚房，空氣流動范圍較大，油煙機不能很好地聚斂排放油煙，這就造成了餐廳和客廳的油煙廢氣污染。油煙是健康、環(huán)保的大敵 ，中餐一直以美味著稱于世，然而廚房油

6、煙成分復(fù)雜-含有200-300種有害物質(zhì)，是家人健康的大敵。我國婦女很少吸煙、酗酒，可是她們卻很容易衰老，這是什么原因呢？醫(yī)學(xué)家發(fā)現(xiàn)，這與她們天天在廚房里炒菜時吸入的油煙有關(guān)。通過動物試驗發(fā)現(xiàn)，廚房的油煙油霧中含有致癌物質(zhì)，可導(dǎo)致細(xì)胞染色體畸變。這些物質(zhì)通過口腔進(jìn)入消化道，或通過呼吸進(jìn)入肺部，都可引起相應(yīng)部位的病變。油煙、醉油加上烯料的污染，可以說，廚房是家庭污染的“重災(zāi)區(qū)”，也是家庭的“化工廠”。作為“重災(zāi)區(qū)”的指揮員、“化工廠廠長”的家庭主婦，不可避免地要遭受到這睦來自廚房的污染物的襲擊。這是家庭主婦容易衰老和多病的原因之一。油煙對人體的傷害：對婦女：油煙中含有致癌物苯并芘 ，長時間吸入油

7、煙一是人體組織發(fā)生病變，長期接觸油煙的40-60歲女性患病的比例將增加幾倍。皮膚粗糙有皺紋、掉頭發(fā)、色斑、發(fā)胖 油煙顆粒堵塞皮膚毛孔，導(dǎo)致女性皮膚粗糙干燥、出皺紋、色斑，使人更易發(fā)胖，油煙可損傷體內(nèi)免疫系統(tǒng)，有5年下廚經(jīng)歷，便會有不同程度脫發(fā)。對兒童：對兒童的危害巨大 小孩吸入油煙則會引起眼、鼻、呼吸道病變、影響正常的生長發(fā)育，少年兒童正處在長身體的階段，油煙的污染是少年兒童容易患上結(jié)膜炎、鼻炎、咽喉炎、氣管炎、肺炎等疾病，嚴(yán)重危害孩子的健康成長。對老人：更易引發(fā)老年病，油煙中的脂肪氧化物會引發(fā)心血管、腦血管疾病，尤其是老年人長年累月的油煙熏嗆，更易患病。 對家庭：油煙入侵呼吸道，可引起食欲減

8、退、心煩、精神不振、疲乏無力等癥狀；醫(yī)學(xué)上稱為油煙綜合癥。油煙主要成分丙烯醛對眼、鼻、咽喉黏膜有強烈的刺激，可引起慢性角膜炎、鼻炎、咽喉炎、氣管炎、肺炎等疾病，另外油煙中有74種化學(xué)物質(zhì)，能使細(xì)胞發(fā)生變化，導(dǎo)致不育成為家庭殺手。廚房被油煙熏的臟兮兮、擦洗廚房成了極大的負(fù)擔(dān)，一身的油煙味難聞死了。最好方法是去除油煙。1.2 油煙機、發(fā)展及評定抽油煙機簡介抽油煙機又稱吸油煙機，是一種凈化廚房環(huán)境的廚房電器。它安裝在廚房爐灶上方，能將爐灶燃燒的廢物和烹飪過程中產(chǎn)生的對人體有害的油煙迅速抽走，排出室外，減少污染，凈化空氣，并有防毒、防爆的安全保障作用。抽油煙機已成為現(xiàn)代家庭必不可少的廚房設(shè)備。抽油煙機

9、進(jìn)入中國普通家庭廚房的時間還不是很長。早期的家庭廚房排煙工作都是由排風(fēng)扇來完成的。排風(fēng)扇雖然能排除掉廚房中的大部分油煙，但是它卻無力解決烹飪中產(chǎn)生的油煙對整個廚房污染。烹飪中產(chǎn)生的油煙含有很多對人體有害的物質(zhì)，如果人長期在充滿油煙的房間內(nèi)工作，可導(dǎo)致很多疾病的發(fā)生。 對于中國人來說，膳食結(jié)構(gòu)與西方人不同，所以廚房中從廚具的品種、樣式到布置，都與西方國家都有很大的不同。中國是一個講究美食的國度，在食品加工中，煎、炒、烹、炸占有很大的比例，因此中式廚房中的油煙很大，容易使廚房環(huán)境變得油膩而不好清洗，所以抽油煙機就成了改變廚房環(huán)境的一個“有力武器”。它改變了廚房的大環(huán)境，減少油煙對廚房環(huán)境和人體健康

10、造成傷害。抽油煙機可謂是廚房的“肺”。 抽油煙機歷史中國第一臺抽油煙機是我國商務(wù)部在德國慕尼黑商品博覽會上引進(jìn)由帥康生產(chǎn)，當(dāng)時引進(jìn)的是技術(shù)和產(chǎn)品的外觀。但沒有結(jié)合中國人的自己的烹飪方式生產(chǎn)。外國家庭烹飪主要強調(diào)保持蔬菜的營養(yǎng)和原汁原味，基本采用蒸煮煎炸烹飪技巧不會產(chǎn)生多大的油煙。而中國人強調(diào)的猛火爆炒會產(chǎn)生大量的油煙。抽煙煙機是利用熱氣上升的原理設(shè)計。 通過油網(wǎng)過濾但不達(dá)到100%過濾油煙。一、我國吸油煙機發(fā)展的歷史沿革在二十世紀(jì)七十年代末期，我國五金行業(yè)內(nèi)的科技情報工作者根據(jù)掌握的國外信息就提出了在我國開發(fā)吸油煙機的建議。限于當(dāng)時各方面條件的制約，國內(nèi)無一廠家開發(fā)這種產(chǎn)品。直到1984年7月

11、，上海桅燈廠根據(jù)掌握的實物情報（臺灣產(chǎn)吸油煙機樣機）試制成功了我國第一臺外排式吸油煙機，同年12月投入生產(chǎn)，當(dāng)年產(chǎn)量為629臺。上海成為我國最早開發(fā)和生產(chǎn)吸油煙機的地區(qū)。杭州鉸鏈廠也曾在1984年開始試制吸油煙機，但當(dāng)年未投入生產(chǎn)，也是最早開發(fā)和生產(chǎn)吸油煙機的廠家之一。1985年，深圳沙頭角粵海家電五金總廠、上海航海儀器廠、哈爾濱不銹鋼制品廠、哈爾濱市炬光制燈廠、廣州五金工具廠、武漢日用五金研究所等單位也開始試制吸油煙，但只有哈爾濱不銹鋼制品廠當(dāng)年投產(chǎn)。這樣，1985年正式投產(chǎn)的有上海桅燈廠、杭州鉸鏈廠、哈爾濱不銹鋼制品廠，共計生產(chǎn)15900臺，應(yīng)該說是我國吸油煙機開始投入批量生產(chǎn)的第一年。1

12、986年，杭州余杭紅星五金廠（即現(xiàn)在的老板牌吸油機的誕生地），北京廚房設(shè)備廠、大連電風(fēng)扇廠、上海新峰家用五金廠、東海微電機廠、廣州洗衣機廠、廣東開平三埠家用電器一廠等廠家也爭相加入到開發(fā)吸油煙機的行列，但當(dāng)年未投入批量生產(chǎn)。實際上，1986年只有6家企業(yè)批量生產(chǎn)，總計年產(chǎn)量為10.26萬臺，但發(fā)展勢頭之猛可見一斑。1987年，我國吸油煙機生產(chǎn)企業(yè)一躍發(fā)展到52家，年產(chǎn)量也增加到37.4萬臺。其中，廣東省產(chǎn)量比1986年增長7倍，上海產(chǎn)量比1986年增長10.3倍，哈爾濱產(chǎn)量增長1.9倍。1988年，我國吸油煙生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展到76家，年產(chǎn)量達(dá)134.81萬臺。1989年，僅上半年我國吸油煙機產(chǎn)量就

13、達(dá)到86.1萬臺。但六月份之后，受國家經(jīng)濟形勢的影響，吸油煙機的生產(chǎn)銷售出現(xiàn)了突然下滑的局面。但是，吸油煙機的發(fā)展并未因此因而止步，重點生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)而調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，從而促進(jìn)了吸油煙機產(chǎn)品質(zhì)量和功能的完善和提高。1990年，據(jù)對31個主要生產(chǎn)吸油煙機廠家的統(tǒng)計，年產(chǎn)量為152.2萬臺，據(jù)稱，全國吸油煙機在1990年的產(chǎn)量約為400萬臺。1991年，僅據(jù)重點吸油煙機生產(chǎn)企業(yè)計劃產(chǎn)量統(tǒng)計，為302萬臺，實際產(chǎn)量應(yīng)該突破400萬臺大關(guān)。 選擇抽油煙機首先要選擇排煙率高的。廚房油煙對人體的呼吸系統(tǒng)會產(chǎn)生傷害，有資料顯示，我國因呼吸系統(tǒng)疾病而死亡者占各類死亡原因的首位，煤煙型氟中毒，砷中毒已成

14、為某些地區(qū)居民的地方病。安裝抽油煙機的目的就是為了在烹飪中抽走油煙，減少室內(nèi)污染，因此在選擇機型時首先就要選擇排煙效率高的。 其次，要選擇負(fù)壓大的。因為抽油煙機的負(fù)壓越大，吸煙能力越強。如您所述，目前市場上的抽油煙機分為平板式、半深型、深型和柜式等類型，它們因結(jié)構(gòu)的不同產(chǎn)生的“負(fù)壓區(qū)”也不同，大多數(shù)深型抽油煙機的負(fù)壓區(qū)域約為0.14立方米，其排煙效率為60左右，柜式抽油煙機的負(fù)壓區(qū)域約為0.32立方米，排煙效率大于95。但由于柜式油煙機采用了三面封閉的形式，所以在外觀上沒有吊掛式顯得豪華。 要選擇各項技術(shù)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的。目前全國生產(chǎn)抽油煙機的廠家400余家，其中有些是十幾個人組成的小作坊式

15、的生產(chǎn)廠，一些產(chǎn)品沒有經(jīng)過國家權(quán)威部門認(rèn)證。因此消費者在選擇時一定要注意選擇產(chǎn)品質(zhì)量有保證的產(chǎn)品。 抽油煙機分類分為三種：一是中式煙機，二是歐式煙機，三是側(cè)吸式。中式煙機主要分為老式淺深吸式抽油煙機，尤其是淺吸式為主要淘汰的對象。就是普通排氣扇，是直接把油煙排到室外。深吸式煙機最大的問題是占用空間，噪音大，容易碰頭，滴油 油煙抽不干凈，使用壽命短，清洗不方便，對環(huán)境污染大。品牌眾多二種是歐式煙機，利用多層油網(wǎng)過濾5-7層，增加電機功率以達(dá)到最佳效果，一般功率都在300瓦以上。特點是：外觀漂亮，價格昂貴，費電。油網(wǎng)清洗不方便，容易碰頭，滴油。以老板方太為代表三是側(cè)吸式油煙凈化器。利用空氣動力學(xué)和

16、流體力學(xué)設(shè)計，先利用表面的油煙分離板把油煙分離再排出干凈空氣的原理。它的特點是抽油煙效果好抽油煙效果都在99%以上。不滴油不碰頭，隱藏在櫥柜里與櫥柜融為一體，不占空間。電機不粘油使用壽命長，清洗方便。省電一般在160瓦。油煙不通過呼吸區(qū)保證主婦的身體健康。排出干凈空氣不污染環(huán)境。 抽油煙機評定評定油煙機的好壞應(yīng)有以下四個標(biāo)準(zhǔn)： 1、能否把廚房油煙完全抽干凈 2、能否把油和煙分離，讓風(fēng)機得到有效的保護 3、清洗是否輕松方便 4、是否省電并長期保持超強功效 用上面四個標(biāo)準(zhǔn)來審視傳統(tǒng)抽油煙機自然就知道了這么多年來抽油煙機行業(yè)無法讓人滿意的原因了。 第一，傳統(tǒng)抽油煙機都是吊頂設(shè)計，安裝高度一般在700

17、mm左右，而其主流機型的風(fēng)機功率大都在200250w之間，故其有效抽吸半徑大致在400mm 左右，因而鍋面完全在它的風(fēng)機抽吸范圍之外，這樣油煙從鍋面一產(chǎn)生自然就會四處漫延。要想抽干凈，從空氣功力學(xué)的原理上講，它只有把高度降下來，讓其抽吸的有效半徑將鍋面覆蓋住，自然也可實現(xiàn)99%的抽吸效果，但這顯然又無法炒菜了，仔細(xì)剖析后不難發(fā)現(xiàn)，這種吊頂式設(shè)計就是傳統(tǒng)煙機抽不干凈的根本原因。 第二，傳統(tǒng)油煙機在油煙過濾方面，都是采用濾油網(wǎng)方式。有一層、二層或多層，濾孔有方形、菱形、圓形等，目的是寄希望通過濾網(wǎng)把油煙擋住，但從這么多年的使用情況來看，這種解決方案的效果非常差，有一著名品牌宣傳資料就坦誠告之：濾網(wǎng)

18、即便小到0.01平方厘米時，仍有37%的油煙擋不住，而現(xiàn)在市面多數(shù)煙機的濾網(wǎng)孔均在0.04平方厘米左右，因而幾乎就是直接排放了，其結(jié)果就是污染煙機內(nèi)壁，造成風(fēng)機葉輪大量不均勻積油，風(fēng)機轉(zhuǎn)動失去動平衡，故而抽吸效果自然就越來越差，其機械噪音也就越來越大?？傊疀]有有效的凈化功能是傳統(tǒng)煙機功效快速下降直第三：由于其吊頂設(shè)計的缺陷及欠缺有效的凈化手段，為保證短期內(nèi)的抽吸效果，其功率一般都較高（主流機型均在200w250w之間），顯然非常耗電。 第三，由于沒有有效的凈化手段，致使風(fēng)機及機器內(nèi)腔大量積油，清洗非常困難，一般需要專業(yè)人員才能完成，有時清洗后效果反而更差，費時又費力。 反觀火能環(huán)保抽油煙機（油

19、煙凈化機），由于采用了專利的弧形簡約外觀設(shè)計及旋流技術(shù)，側(cè)面進(jìn)風(fēng)，低位安裝，巧妙地在不占用用戶炒菜操作空間的前提下，將進(jìn)風(fēng)口大大降低，只抽油煙，不抽火苗，經(jīng)廣州日用電器檢測所抽樣簽定，實現(xiàn)了99%的抽吸效果，同時專利的線型雙面旋流分離器經(jīng)二次油煙分離實現(xiàn)了90.5%的凈化效果，從而風(fēng)機得到有效保護，整機壽命自然大大延長（一般是傳統(tǒng)煙機的兩倍），高效節(jié)能，整機功耗大大降低，最大功率為 180w（弱檔只有120w）比傳統(tǒng)煙機省電20-30%，為此已獲得“中國節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證證書”。并且機器內(nèi)壁及風(fēng)機無需拆洗，左右分離器可方便的取下，清洗工作普通家庭人員都可勝任，方方便便，輕松自如 中國抽油煙機行業(yè)中國

20、抽油煙機行業(yè)經(jīng)過20多年的發(fā)展，已成為一個較成熟的產(chǎn)業(yè)。與其他家電產(chǎn)品相比較，這一產(chǎn)業(yè)處于一個相對激烈的競爭環(huán)境里，以珠江三角洲和長江三角洲為代表的各大抽油煙機生產(chǎn)企業(yè)占據(jù)了國內(nèi)抽油煙機市場上的主要份額。2006年1-12月全國抽油煙機累計產(chǎn)量為10,898,703臺，與2005年同期相比增長了45.74%。2007年1-12月中國抽油煙機企業(yè)繼續(xù)保持穩(wěn)定的增長勢頭，2007年1-12月全國抽油煙機累計產(chǎn)量為10,898,703臺，與2006年同期相比增長了45.74%。2008年上半年，盡管受到雪災(zāi)、地震、洪澇等自然災(zāi)害影響，但我國抽油煙機市場仍然出現(xiàn)了價格、銷量雙雙上漲的形勢。 中國抽油煙

21、機工業(yè)在發(fā)展的同時，一些問題也日益顯露出來。特別是抽油煙機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不規(guī)范，科研開發(fā)能力弱，技術(shù)提升緩慢，環(huán)保能效低，安全問題和污染問題嚴(yán)重等制約了行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和品質(zhì)的提高。因此，中國抽油煙機企業(yè)必須抓住新的發(fā)展形勢，加大科技創(chuàng)新，提高技術(shù)含量，加強售后服務(wù)水平，打造有效推廣策略，對抽油煙機行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，注重環(huán)保要求，這也是行業(yè)未來發(fā)展的必然選擇。而在全球金融危機和經(jīng)濟增速放緩的背景下，小家電卻在整體增速下滑的國內(nèi)家電業(yè)中獨樹一幟。08年國內(nèi)從事小家電的企業(yè)前三季度銷售額均出現(xiàn)大幅增長。 第二章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理 抽油煙機的結(jié)構(gòu)包括，內(nèi)殼，電機，風(fēng)扇，琴鍵開關(guān)，照明燈，擋光燈，集油

22、罩，集油杯，電源線。系統(tǒng)分為檢測部分和控制部分（如圖 2.1），檢測部分為鍵盤輸入、煙霧檢測、煤氣檢測三部分，單片機控制電路由at89c51單片機、抽油煙機開關(guān)電路、聲音報警、定時顯示四部分組成，其中當(dāng)抽油煙機啟動時，自動照明電路才有效，為保證單片機正常工作，設(shè)有看門狗芯片監(jiān)測電源穩(wěn)定及程序是否正常執(zhí)行。at89c51按鍵輸入自動照明抽油煙機開/關(guān)聲音報警煤氣檢測煙霧檢測定時顯示看門狗圖2.1系統(tǒng)原理圖單片機通過對監(jiān)測信號的實時采集，對溫度高、污染大的煙氣采用熱敏電阻監(jiān)測，而溫度低但危險大的燃?xì)獠捎脷饷魝鞲衅鞅O(jiān)測，當(dāng)廚房的右眼或可燃有害氣體達(dá)到一定濃度的值時，經(jīng)傳感器進(jìn)入單片機分析，使電機電路

23、自動啟動并發(fā)出聲音報警，吸油煙機迅速將有害氣體抽走，本設(shè)計并設(shè)有定時功能，可對抽油煙機進(jìn)行工作時長的設(shè)定，從而實現(xiàn)智能化吸油煙功能。本設(shè)計同時設(shè)有手動開關(guān)，在手動運行下，其功能和普通油煙機一樣，可認(rèn)為的要求開啟或關(guān)閉，擔(dān)當(dāng)煤氣泄漏時，不論在自動還是手動運行情況下，抽油煙機會立即啟動，并伴隨聲音報警。1 對氣敏元件的選擇對煤氣檢測選用氣敏電阻，氣敏電阻是一種半導(dǎo)體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導(dǎo)體本身的電導(dǎo)率發(fā)生變化這一機理來進(jìn)行檢測的。目前國產(chǎn)的氣敏元件有2種。一種是直熱式，加熱絲和測量電極一同燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi)；另一種是旁熱式，這種氣敏元件以陶瓷管為基底，管內(nèi)穿加熱絲，管外側(cè)有

24、兩個測量極，測量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。另外半導(dǎo)體氣敏元件有n型和p型之分。n型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減小；p型阻值隨氣體濃度的增大而增大。本設(shè)計用sno2(mq-2氣體傳感器)氣敏元件，它是由0.1-10um的晶體集合而成，這種晶體是作為n型半導(dǎo)體而工作的。在正常情況下，是出于氧離子缺位的狀態(tài)。當(dāng)遇到離解能較小且易于失去電子的可燃性氣體分子時，電子從氣體分子向半導(dǎo)體遷移，半導(dǎo)體的載流子濃度增加，因此電導(dǎo)率增加。而對于p型半導(dǎo)體來說，它的品格是陽離子缺位狀態(tài)，當(dāng)遇到可燃性氣體時其電導(dǎo)率則減小。sno2在溫室下雖能吸附氣體，但其電導(dǎo)率變化不大。但當(dāng)溫度增加后，電導(dǎo)率就

25、發(fā)生較大的變化，因此氣敏元件在使用時需要加溫。2 熱敏電阻的選擇熱敏電阻分三類：在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻ptc（positive temperature coeff1cient），隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻ntc（negative temperature coeff1cient），具有負(fù)電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小的臨界溫度熱敏電阻ctr（critical temperature resistor）,具有很大的負(fù)溫度系數(shù)。3 當(dāng)氣敏電阻檢測到有煤氣泄漏時：中斷服務(wù)程序會給p0.1口一低電平，出發(fā)蜂鳴器聲音報警。（此

26、時伴隨抽油煙機啟動）。蜂鳴器選用ymd12065,5v有源峰鳴器。第三章 硬件設(shè)計與計算3.1 檢測電路設(shè)計3.1.1 煤氣檢測1 對氣敏元件的選擇對煤氣檢測選用氣敏電阻，氣敏電阻是一種半導(dǎo)體敏感器件，它是利用氣體的吸附而使半導(dǎo)體本身的電導(dǎo)率發(fā)生變化這一機理來進(jìn)行檢測的。目前國產(chǎn)的氣敏元件有2種。一種是直熱式，加熱絲和測量電極一同燒結(jié)在金屬氧化物半導(dǎo)體管芯內(nèi)；另一種是旁熱式，這種氣敏元件以陶瓷管為基底，管內(nèi)穿加熱絲，管外側(cè)有兩個測量極，測量極之間為金屬氧化物氣敏材料，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。另外半導(dǎo)體氣敏元件有n型和p型之分。n型在檢測時阻值隨氣體濃度的增大而減??；p型阻值隨氣體濃度的增大而增大。本設(shè)

27、計用sno2(mq-2氣體傳感器)氣敏元件，它是由0.1-10um的晶體集合而成，這種晶體是作為n型半導(dǎo)體而工作的。在正常情況下，是出于氧離子缺位的狀態(tài)。當(dāng)遇到離解能較小且易于失去電子的可燃性氣體分子時，電子從氣體分子向半導(dǎo)體遷移，半導(dǎo)體的載流子濃度增加，因此電導(dǎo)率增加。而對于p型半導(dǎo)體來說，它的品格是陽離子缺位狀態(tài)，當(dāng)遇到可燃性氣體時其電導(dǎo)率則減小。sno2在溫室下雖能吸附氣體，但其電導(dǎo)率變化不大。但當(dāng)溫度增加后，電導(dǎo)率就發(fā)生較大的變化，因此氣敏元件在使用時需要加溫。封裝好的氣敏元件有6只針狀管腳，其中4個用于信號取出，2個用于提供加熱電流。mq-2氣敏元件的結(jié)構(gòu)外形及測量電路如圖3.1所示

28、：圖3.1 mq-2氣敏元件mq-2氣體傳感器標(biāo)準(zhǔn)工作條件： vc回路電壓15v ac or dcvh加熱電壓5.0v0.2v ac or dcrl負(fù)載電阻可調(diào)rh加熱電阻313溫室ph加熱功耗900mwrs敏感體表面電阻3k-30k（1000ppm異丁烷）探測濃度范圍：100ppm-1000ppm 液化氣和丙烷300ppm-5000ppm 丁烷5000ppm-20000ppm甲烷300ppm-5000ppm 氫氣標(biāo)準(zhǔn)工作條件溫度：202 vc：5.0v0.1v相對濕度：65%5% vh：5.0v0.1v響應(yīng)時間約為10秒，恢復(fù)時間約為30秒60秒。mq-2放置一段時間后，再通電使用時，阻值是

29、先下降，然后又上升，通電大約10分鐘后（叫初期穩(wěn)定時間），才能穩(wěn)定到與氣氛狀態(tài)相應(yīng)的阻值。為了避免通電開始時的誤報動作，本設(shè)計在單片機內(nèi)部特別設(shè)置十幾分鐘的延遲電路。2 煤氣檢測電路mq-2型氣敏元件對不同種類、不同濃度的氣體有不同的電阻值，因此，在使用此類型氣敏元件時，靈敏度的調(diào)整是很重要的。本設(shè)計中rp2為靈敏度調(diào)整電阻。本設(shè)計煤氣檢測原理圖（圖3.2）：當(dāng)空氣中不含有煤氣或煤氣含量低于設(shè)定值時，mq-2電阻值很大，使得rp2上的分壓很小，進(jìn)入74ls04的電壓為低電平，因此單片機中斷入口的輸入信號一直保持為高電平，不能觸發(fā)單片機中斷服務(wù)程序。當(dāng)空氣中煤氣含量超過預(yù)警值時，mq-2電阻減小

30、，負(fù)載rp2上分壓變大，74ls04輸入由低電平變?yōu)楦唠娖?，?jīng)反向后，單片機int0口得到一下將沿，進(jìn)入中斷服務(wù)程序，抽油煙機啟動并報警。 圖3.2 煤氣檢測原理圖3.1.2 油煙檢測對油煙蒸氣的檢測選用熱敏電阻，熱敏電阻的主要特點是：（1）靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬打10100倍以上，能檢測出10-6的溫度變化；（2）工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55315；（3）體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔內(nèi)及生物體內(nèi)血管的溫度；（4）使用方便，電阻值可在0.1100k間任意選擇；（5）易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；（6）穩(wěn)定性好、過載能力強。1 熱敏電阻的選擇熱敏電阻分三類

31、：在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻ptc（positive temperature coeff1cient），隨溫度上升電阻呈指數(shù)關(guān)系減小、具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻ntc（negative temperature coeff1cient），具有負(fù)電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小的臨界溫度熱敏電阻ctr（critical temperature resistor）,具有很大的負(fù)溫度系數(shù)。本設(shè)計選用ntc負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，它是以錳、鈷、鎳和銅等金屬氧化物為主要材料，采用陶瓷工藝制造而成的。這些金屬氧化物材料都具有半導(dǎo)體性質(zhì)，因為在導(dǎo)電方式上完全類似鍺、硅等

32、半導(dǎo)體材料。溫度低時，這些氧化物材料的載流子（電子和空穴）數(shù)目少，所以其電阻值較高；隨著溫度的升高，載流子數(shù)目增加，所以電阻值降低，ntc熱敏電阻器在室溫下的變化范圍在1001000000歐姆，溫度系數(shù)-2%-6.5%。ntc熱敏電阻器可廣泛應(yīng)用于溫度測量、溫度補償、抑制浪涌電流等場合。電阻值和溫度變化的關(guān)系式為： （3-1）在溫度t（）時的ntc熱敏電阻阻值。根據(jù)國際規(guī)定，額定零功率電阻值時ntc熱敏電阻在基準(zhǔn)溫度25時測得的電阻值r25。rn：在額定溫度tn（k）時的ntc熱敏電阻阻值。t：為（）+273.15，規(guī)定溫度（k）。b：ntc熱敏電阻的材料常數(shù)，又叫熱敏指數(shù)。exp：以自然數(shù)e

33、為底的指數(shù)（e=2.71828）。2 油煙檢測電路設(shè)計負(fù)溫?zé)崦綦娮柽x型：ntc-mf5a其參數(shù)為：r25：10k1%，熱敏指數(shù)：b25/50:39501%設(shè)45為抽油煙機的最低啟動溫度，由進(jìn)行計算：r45=4.35k調(diào)節(jié)rp1的電阻值為4.35k，當(dāng)空氣中油煙蒸汽含量較低時，空氣溫度偏低，熱敏電阻rtrp1，r6、r7上獲得的分壓vr6vr7，因此in+in-，電壓比較器lm324輸出低電平，熱敏電阻阻值較大。當(dāng)空氣中含有大量油煙蒸汽式，溫宿隨之升高，ntc-mf5a電阻率增大，當(dāng)熱敏電阻的溫度超過45時，rtrp1，in+in-，lm324由低電平變?yōu)楦唠娖?，?jīng)74ls04反向后，單片機p0

34、.2口得到低電平，然后被單片機檢測到，進(jìn)入相應(yīng)的子函數(shù)。電極啟動后每隔約120秒進(jìn)行一次溫度檢測，以免繼電器頻繁通斷。圖3.3油煙檢測電路設(shè)計3.1.3按鍵輸入1 按鍵說明鍵盤輸入采用中斷掃描方式，可以節(jié)省cpu大量時間，這種辦法的實質(zhì)是，當(dāng)沒有鍵入操作時，cpu不對鍵盤進(jìn)行掃描，以節(jié)省大量的時間對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和數(shù)據(jù)處理，一旦鍵盤輸入，即可向cpu申請中斷，cpu響應(yīng)中斷后，立刻轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，對鍵盤進(jìn)行掃描，判別鍵盤上閉合鍵的鍵號，并作相應(yīng)的處理。該系統(tǒng)鍵盤采用開關(guān)式鍵盤，也稱線性鍵盤，各鍵時相互獨立的，當(dāng)某個鍵按下時，該鍵所對應(yīng)的口線的電位就有高電平變?yōu)榈碗娖?，cpu訪問并查詢所有接鍵口

35、線，即可識別是哪一個鍵按下。各功能鍵設(shè)置如表3.1：表3.1功能鍵說明s1s2s3s4s5s6手動開/關(guān)+10定時-10自動運行取消報警各功能鍵介紹：定時：鍵入此鍵，單片機開啟定時功能默認(rèn)定時時間為40分鐘。+10/-10：定時輔助鍵，通過加減10分鐘確定自己要定的時長。手動開/關(guān)：認(rèn)為的對抽油煙機開動或關(guān)閉。自動運行：系統(tǒng)自動檢測煤氣和煙氣，并作相應(yīng)的控制。取消報警：取消煤氣泄漏報警。另外設(shè)s7為系統(tǒng)復(fù)位鍵。按鍵都是利用機械觸點的合、斷作用來實現(xiàn)信息輸入的。當(dāng)按鍵開關(guān)的觸點自合或斷開到其穩(wěn)定狀態(tài)，會產(chǎn)生一個短暫的抖動和彈跳，這是機械式開關(guān)的一個共同性問題，抖動時間的長短，與開關(guān)的機械特性有關(guān)

36、，一般為5-20ms，為了避免單片機多次處理按鍵的一次閉合，僅作一個按鍵輸入出路，必須消除抖動干擾。有鍵按下通常去抖動干擾可以采用硬件方法，也可采用軟件延時的方法。通常在按鍵較少的情況下采用硬件方法，當(dāng)按鍵數(shù)目較多時則常采用軟件延時的方法來消除干擾。硬件方法是通過如濾波電器、雙穩(wěn)態(tài)電路等實現(xiàn)。軟件方法是在檢測到有鍵按下時，執(zhí)行一個10ms的延時程序后再確認(rèn)該鍵電平是否仍保持閉合狀態(tài)電平，如保持閉合狀態(tài)電平則確認(rèn)為真正鍵按下狀態(tài)，從而消除了抖動干擾。2 按鍵接口電路如圖3.4所示，沒有鍵按下時，p10p15口輸入均為1，同時經(jīng)八輸入與非門（74ls30本設(shè)計只用六個口）及反相器，輸出一高電平到5

37、1單片機的/int1引腳，此時不申請中斷。一旦有鍵按下，則低電平通過按鍵輸入到p10p15的某一口，同時經(jīng)八輸入與非門輸入到/int1引腳，從而使/int1有效，向51申請中斷，51響應(yīng)后，立即轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序，查出鍵號，進(jìn)一步做相應(yīng)處理。這樣可以節(jié)省大量的空間掃描時間，進(jìn)而提高計算機的工作效率。圖3.4按鍵接口電路3.1.4系統(tǒng)自動復(fù)位電路ds1232是一個具有看門狗功能的電源檢測芯片，在電源上電、斷電、電壓瞬間下降和死機時都會輸出一個復(fù)位脈沖，十分適合做為單片機的復(fù)位信號。主要有以下特點：具有看門狗功能，可以防止單片機系統(tǒng)死機：貼片式8腳封裝（如圖3.5）：輸入給看門狗的脈沖時間間隔可以設(shè)

38、置；具有5%或10%的兩種電源檢測精度。芯片內(nèi)含溫度補償電路，ds1232的引腳邏輯如圖所示。對所有引腳定義如下：圖3.5 s1232的引腳/pbrst-引腳1，復(fù)位鍵連接引腳，直接連接復(fù)位鍵；td-引腳2，看門狗定時器延時設(shè)置。如果連接到地，輸入給看門狗的脈沖間隔不得大于150ms；如果不連接，脈沖間隔不得大于600ms；如果連接到電源，脈沖間隔不得大于1.2s；ol-引腳3 ，選擇5%或10%的電源檢測精度。如果這個引腳連接到地，當(dāng)電源下降到4.75v時芯片才輸出一個復(fù)位脈沖；gnd-引腳4，底線；rst-引腳5，復(fù)位高脈沖輸出引腳；/rst-引腳6，復(fù)位低脈沖輸出引腳；/st-引腳7，看

39、門狗脈沖輸入，低脈沖有效；vcc-引腳8，5v電源。芯片ds1232在系統(tǒng)工作時，必須不間斷的給引腳7輸入一個脈沖系列，這個脈沖的時間間隔由引腳2設(shè)定，如果脈沖間隔大于引腳2的設(shè)定，芯片將輸出一個復(fù)位脈沖使單片機復(fù)位。一般將這個功能稱為看門狗，將輸入給看門狗的一系列脈沖稱為“喂狗”。這個功能可以防止單片機系列死機，是非常有用的。圖（3.6）中時ds1232與單片機連接的原理圖，其中td連接到5v電源，因此輸入給看門狗的脈沖間隔不可以超過1.2秒；tol連接到地，因此電源電壓下降到4.75v時就會引起ds1232輸出復(fù)位脈沖；把51單片機的p0.3引腳連接到ds1232的/st，程序中必須從p0

40、.3引腳輸出一個脈沖系列到/st，否則將引起系統(tǒng)復(fù)位。圖3.6 ds1232與單片機連接的原理圖3.2主控制電路設(shè)計3.2.1 at89c51at89c51是一種帶4k字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器（fperom-flash programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，外形及引腳排列如圖3.7所示。圖3.7 at89c51引腳圖（1）特征：與mcs-51兼容4k字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命：1000寫/擦循環(huán)

41、數(shù)據(jù)保留時間：10年三級程序存儲器鎖定1288位內(nèi)部ram32可編程i/o線兩個16位定時器/計數(shù)器5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路全靜態(tài)工作：0hz-24mhz（2）管腳（圖3.7）說明：vcc：供電電壓；gnd：接地；p0口：p0為一個8位漏極開路雙向i/o口，每腳可吸收8ttl門電流。當(dāng)p1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。p1能夠用于外部程序數(shù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在flash編程中，p0口作為原碼輸入口，當(dāng)flash進(jìn)行校驗時，p0輸出原碼，此時p0外部必須被拉高。p1口：p1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p1

42、口緩沖器能接收輸出4ttl門電流。p1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，p1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在flash編程和校驗時，p1口作為第八位地址接收。p2口：p2口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向i/o口，p2口緩沖器能接收輸出4個ttl門電流，當(dāng)p2口被寫“1”時，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入，并因此作為輸入時，p2口的管腳被尾部拉低，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。p2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，p2口輸出四肢的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，p

43、2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容，p2口在flash編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。p3口：p3口管腳時8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向i/o口，可接收輸出4個ttl門電流。當(dāng)p3口寫入“1”后，他們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，p3口將輸出電流(ill)這是由于上拉的緣故。rst：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持rst腳兩個機器周期的高電平時間。ale/prog：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。/psen：外部程序存儲器的宣統(tǒng)信號。在由外部程序存儲器取指期間，每隔機器周期兩次/psen有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩

44、側(cè)有效地/psen信號將不出現(xiàn)。/ea/vpp：當(dāng)/ea保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器(0000h-ffffh),不管是否有內(nèi)部程序存儲器。xtal1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。xtal2：來自反向振蕩器的輸出。(3)振蕩器特點： xtal1和xtal2分別為反向放大器的輸入、輸出。3.2.2對油煙機的開關(guān)控制1 ssr固態(tài)繼電器的介紹 單片機控制電機的開關(guān)通過ssr系列固態(tài)繼電器，ssr成功地實現(xiàn)了弱信號對強點的控制。第一種方法在固態(tài)繼電器的控制輸入端增加一級積分電路或者增加一個定時器，對控制信號進(jìn)行延時。選擇的固態(tài)繼電器是應(yīng)該選擇dcdc型的，220伏交流電先經(jīng)

45、過整流，濾波電路得到所需的直流電（實際應(yīng)該沒有那么大，可能還需要升壓電路）供給固態(tài)繼電器，這樣在通電后，需要經(jīng)過設(shè)定的延時時間后，才能在負(fù)載上得到所需要的電壓。在延時過程中，負(fù)載上的電壓為零。第二種方法用同樣的固態(tài)繼電器，不過在積分電路與固態(tài)繼電器之間增加放大電路，經(jīng)積分過程中的電壓轉(zhuǎn)化為門極控制信號的導(dǎo)通角，從而控制輸出的電壓。此種情況下，從延時開始到延時結(jié)束，輸出電壓從0增加到320伏。 固態(tài)繼電器因為沒有機械觸點以及其他機械部件，因此它的可靠性非常高，壽命長，在通與斷的瞬間不會產(chǎn)生電火花、更沒有噪聲，其開關(guān)速度相當(dāng)快、工作頻率也相當(dāng)高。又因該種繼電器的輸入與輸出間采用光耦合器，因此又具有

46、良好的抗干擾性能。固態(tài)繼電器另一個特點是驅(qū)動電壓、電流很小，也就是給輸入端一個很小的信號，就能完成對系統(tǒng)的控制。因此可由ttl、cmos等數(shù)字電路直接驅(qū)動。所以被廣泛應(yīng)用于數(shù)字程控裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的終端裝置，以及其他各種自動控制系統(tǒng)。固態(tài)繼電器另一個特點是驅(qū)動電壓、電流很小，也就是給輸入端一個很小的信號，就能完成對系統(tǒng)的控制。因此可由ttl、cmos等數(shù)字電路直接驅(qū)動。所以被廣泛應(yīng)用于數(shù)字程控裝置、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的終端裝置，以及其他各種自動控制系統(tǒng)。(2)固態(tài)繼電器的類型 按其所控制的負(fù)載電源進(jìn)行區(qū)分有交流固態(tài)繼電器 (ac-ssr)和百流田態(tài)繼電器 (dc-ssr)。交流固態(tài)繼電器能夠控制交

47、流負(fù)載電源的接通與斷開，其輸出開關(guān)器件多為雙向晶閘管。直流固態(tài)繼電器能夠控制直流負(fù)載電源的接通與斷開，其輸出開關(guān)器件多為大功率晶閘管。2 ssr系列固態(tài)繼電器選型品牌：fuchs/福斯貨號:ssr-10da(1)產(chǎn)品特點：雙向可控硅輸出，零電壓開啟，零電流關(guān)斷；輸入回路與輸出回路之間光隔離；輸入端-輸出端之間隔離耐壓2500v；100%負(fù)載電流老化試驗，通過歐共體ce認(rèn)證，國際iso9000認(rèn)證，國內(nèi)3c認(rèn)證。ssr-10da技術(shù)參數(shù)（如表3.2）:表3.2 ssr-10da技術(shù)參數(shù)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖控制方式直流控交流（dc-ac）負(fù)載電流10a負(fù)載電壓24-380vac控制電壓3-32vdc控制電

48、流dc:3-25ma通態(tài)漏電流2ma通態(tài)降壓1.5vac斷態(tài)時間10ms介質(zhì)耐壓2500vac絕緣電阻500m/500vdc環(huán)境溫度-30- +75安裝方式螺栓固定工作指示led3 單片機對抽油煙機的控制單片機對點擊控制如圖3.8所示，單片機通過po.o外接一反相器控制固態(tài)繼電器發(fā)光二極管的閉合，控制點擊的啟動與關(guān)閉。當(dāng)po.o輸出低電平時，固態(tài)繼電器ssr-10da內(nèi)部的發(fā)光二極管通電變亮，觸發(fā)導(dǎo)通右側(cè)的光控晶閘管，形成電機啟動的閉合回路，抽油煙機啟動，當(dāng)po.o輸出為高電平時，發(fā)光二極管不發(fā)光，固態(tài)繼電器ssr-10da不能觸發(fā)導(dǎo)通，無法形成電機啟動的閉合回路，抽油煙機關(guān)閉。圖3.8 電機

49、控制電路3.2.3自動照明控制1 光敏電阻介紹光敏電阻又稱光導(dǎo)管，是利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)制成的一種電阻值隨入射光的強弱而改變的電阻器。常用的制作材料為硫化鎘，另外還有硫化鋁、硫化鉛等材料。這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小的特性，這是由于光照產(chǎn)生的載流子都參與導(dǎo)電，在外加電場的作用下作飄逸運動，電子奔向嗲遠(yuǎn)的正極，空穴奔向電源的負(fù)極，從而使光敏電阻的阻值迅速下降。因此入射光強，電阻減小，入射光弱，電阻增大。光敏電阻器一般用于光的測量、光的控制和光電轉(zhuǎn)換（將光的變化轉(zhuǎn)換為電的變化）。常用的光敏電阻器硫化鎘光敏電阻器，他是由半導(dǎo)體材料制成的。光敏電阻器的阻值隨入射光線（可見光）的

50、強弱變化而變化，在黑暗條件下，他的阻值（暗阻）可達(dá)110m歐，在強光條件下，他的阻值（亮阻）僅有幾百至數(shù)千歐姆。光敏電阻器對光的敏感性（即光譜特征）與人眼可見光（0.40.76）um的響應(yīng)很接近，只要人眼可感受的光，都會引起他的阻值變化。2 光敏電阻的選型及電路連接圖本設(shè)計選用硫化鎘光敏電阻mg45型號：mg45-3功率（mw）:200亮阻（千歐）：210暗阻（兆歐）：110環(huán)境溫度（攝氏）：-40+70時間常數(shù)（ms）：20工作電壓（v）：150電路中單向可控硅選用mcr100-8,主要參數(shù)：通態(tài)電流it（av）=0.6a浪涌電流itsm=15a正向耐壓vdrm600v反向耐壓vrrm600

51、v觸發(fā)電流igt200(us)通態(tài)壓降vtm1.7v結(jié)溫=1205（）封裝形式=to-92光敏電阻對照明的自動控制如圖3.9所示，只有當(dāng)抽油煙機啟動時，光控電路外接電壓，光敏電阻mg45-3才起到控制作用，當(dāng)光照強度變?nèi)鯐r，暗阻變大，流入mcr100-8單向可控硅的電流變大，達(dá)到一定峰值時，觸發(fā)導(dǎo)通mcr100-8,電燈形成閉合回路，電燈通電變亮。當(dāng)光照強度變強時，電阻變小，觸發(fā)電流變小，而當(dāng)交流電壓變?yōu)榱銜r，觸發(fā)電流不能再次觸發(fā)導(dǎo)通mcr100-8,電燈回路斷開，燈滅。圖3.9 光控電路3.2.4定時顯示電路系統(tǒng)中需要顯示定時時長及定時剩余時間，本設(shè)計計數(shù)數(shù)碼顯示管顯示。1led數(shù)碼顯示概述led是一類可以直接將電能轉(zhuǎn)換成光能和輻射能的發(fā)光器件。led發(fā)光數(shù)碼管是單片機系統(tǒng)采用的廉價輸出設(shè)備。作為系統(tǒng)的顯示器件。本設(shè)計采用7段碼led顯示。通常在顯示我們采用的方法包括：一種是靜態(tài)顯示，一種是動態(tài)顯示。本設(shè)計中采用靜態(tài)顯示。2 led數(shù)碼顯示器接法led數(shù)碼顯示器有兩種連接方法：如圖3.10：共陰極接法：把發(fā)光二極管的陰極連接在一起為公共陰極，每個二極管使用時陽極通過電阻與輸入端相連。共陽極接法：把發(fā)光二極管陽極連在一起作為公共陽極，使用時