基于PIC单片机的空气螺杆压缩机控制器设计

ByElmer1

7 G# w8 h/ I% j' a* r! \% M* ~[摘要]本文介绍一种基于Microchip低功耗单片机PIC16F877A的空气螺杆压缩机控制器的设计,包括硬件
# @1 B' L' a8 k1 D' B8 `/ g2 M和软件设计,并阐述了控制器的工作原理。该控制器具抗干扰能力强,现场显示，生产调试方便，性价比高等特
点,在实际应用中取得了良好的经济效益。
- z, H2 W4 f7 r+ N. P, y  M
# p6 b' K) R! j5 @: m- c3 l[关键词] 低功耗单片机,排气压力,排气温度

引言
5 b) Q8 X4 n) V6 A6 r2 L空气螺杆压缩机是一种容积式的回转机械。在倒“8'
字形的气缸中，平行的配置着两个相互啮合的螺杆转子，
/ T) S) [( G  \  }分别称为阴阳转子。它们和机体之间构成的一对“V”字
形密封齿槽空间随着转子的回转而逐渐变小，在空间上
其位置也不断从吸气口向排气口移动,从而完成吸气一压
缩一-排气的全部过程。
本文介绍的空气螺杆压缩机控制器以PICI6F877A 为
5 g5 l! h0 s- U$ a! i9 g" K核心构成，可以对控制参数和工作模式进行设定,并可实
时观测排气压力和排气温度及控制状态的情况。控制器
运行稳定可靠,具有完善的控制功能和很强的抗干扰能
( N7 @- Z$ t( V# f4 U  }) A力。
1.控制系统的硬件电路设计及原理.
该空气螺杆压缩机控制器是由PICI6F877A单片机、
( Z5 t% a2 D, U7 P1 {& @2 N* q压力检测、温度检测、按键检测、输入状态检测、数据显示、
继电器输出控制等几个部分组成的，如图(1)所示。系统
上电以后即可进行各控制参数设定以及温度和压力的标
定,并由数码管显示排气压力、排气温度和压缩机累计运
行时间，在排气压力、排气温度和各输入状态正常的情况
下压缩机即可正常运行,运行后如果检测出输入状态异常
9 v1 E5 G' a; l8 r% i: Y* M: _# ~+ U则停机并给予相应的提示。
1.1CPU的选择
- b5 }8 ~) [9 U% s美国Microchip公司推出的8位单片机PIC16F877A采
8 ~( e% w/ R* j$ P用精简指令集( RISC- Reduced Instuction Set Computer),数
5 u& C8 J( v$ m* P据总线和指令总线分离的哈佛总线( Harvard)结构,二级流
) n: Z1 b3 j8 a5 o8 z' O( A水线取指令方式,具有实用、低价、指令集小、低功耗、高速
* ^# t* ^6 ^+ e9 g1 v度、体积小、功能强等特点。根据用户要求,控制器要能够
5 Z! `. u1 C" Y) n$ Z/ x5 D& u8 m准确的测出排气压力和排气温度,要求系统的A/D转换
5 z8 u* ]8 s, q精度比较高。在控制参数设定、温度值标定和压力值标定
过程中,要求CPU能对设定参数和标定值进行掉电保护。
PIC16F877A均能满足这些要求。它内含10位的A/D转
9 i- ^1 j' T! {3 K6 B% l& N换器,外围接口电路简单,转换精度高,并带有256字节的
  @+ o) P' v: B9 g电可擦写的EEPROM存储器，每次工作时都可直接从
EEPROM取出设定的参数值和标定值,也可以重新按键设
定并写入EEPROM以备下次使用。另外PICI6F877A有8K
x14bit的FLASH存储器,368x8bit数据SRAM及同步串
行模块。充足的资源可供以后开发改进。
  M, p8 p! E- A9 k, F1.2温度和压力检测电路
对本系统而言,压力值的测量范围为0- 1. 60MP,采
用8位A/D,即可使精度达到0.01MP,温度值测量范围为
0- 130C,采用10位A/D,可使精度达到0.2C.
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PICI6F877A有8Kx14bit的FLASH存储器,368x8bit数据SRAM及同步串行模块。