基于PIC单片机的空气螺杆压缩机控制器设计

ByElmer1

" w+ ^" N9 I$ q. u) _$ T: V[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
* A* M, o  e5 R* d2 ?4 G4 d/ d! g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
& l7 A/ G& O0 P+ H: ^" C点,在实际应用中取得了良好的经济效益。
7 I) x) u- H3 _& \
[关键词] 低功耗单片机,排气压力,排气温度

引言
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，
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
8 W' g$ q; b) B  G% o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
力。
! D  Q, K. q& |) y  ]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、
压力检测、温度检测、按键检测、输入状态检测、数据显示、
. M( y% T* r/ q5 q; {3 g继电器输出控制等几个部分组成的，如图(1)所示。系统
: F0 p' ], S9 R. k$ U: o! G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
: [2 a+ o8 M9 g& p则停机并给予相应的提示。
5 o) @0 r/ E9 U. i! A; ^' P, V# }1.1CPU的选择
9 R4 V: g- B0 ^/ B3 ~& E4 g1 {美国Microchip公司推出的8位单片机PIC16F877A采
用精简指令集( RISC- Reduced Instuction Set Computer),数
% q( s5 _1 P$ [1 C8 Y6 v0 K2 [据总线和指令总线分离的哈佛总线( Harvard)结构,二级流
' d, Y* Q6 N4 Y  _: N水线取指令方式,具有实用、低价、指令集小、低功耗、高速
度、体积小、功能强等特点。根据用户要求,控制器要能够
准确的测出排气压力和排气温度,要求系统的A/D转换
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。
& O9 J* N4 o9 S% q) q# O  g( b' YPIC16F877A均能满足这些要求。它内含10位的A/D转
换器,外围接口电路简单,转换精度高,并带有256字节的
  T7 z& o9 o& z6 U1 _: s电可擦写的EEPROM存储器，每次工作时都可直接从
( P) F3 a; {6 S, gEEPROM取出设定的参数值和标定值,也可以重新按键设
3 r, a" j. W7 x1 T+ x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。
1.2温度和压力检测电路
+ n& I4 t) A& M% B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。