基于89C51單片機(jī)的高壓靜電發(fā)生器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、硬件縱?；趩纹瑱C(jī)的高壓靜電發(fā)生器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)王光平（武漢理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北武漢）摘要：介紹一種基于單片機(jī)組成的高壓靜電發(fā)生器的原理結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，以及接口芯片、頻壓轉(zhuǎn)換、光電隔離電路、高壓倍壓整流電路在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和系統(tǒng)軟件控制流程。關(guān)鍵詞：高壓靜電；靜電場(chǎng)；頻壓轉(zhuǎn)換；倍壓整流中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：一（，）：（：，汜：；隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)尤其是現(xiàn)代電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，“靜電”已被應(yīng)用于現(xiàn)代社會(huì)的各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，如靜電選礦、靜電除塵、靜電紡紗、靜電植絨、靜電噴涂、靜電防腐、靜電透藥、靜電固件等靜電技術(shù)的應(yīng)用，在社會(huì)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)映霾桓F。靜電場(chǎng)靜電技術(shù)的應(yīng)用，離不開高壓靜電場(chǎng)。而

2、高壓靜電場(chǎng)則須由高壓靜電發(fā)生器產(chǎn)生。高壓靜電發(fā)生器，實(shí)際上是一種高壓直流電源，能產(chǎn)生數(shù)千伏到數(shù)萬伏或更高的直流電壓。高壓靜電電場(chǎng)的強(qiáng)弱。由形成電場(chǎng)的正、負(fù)兩極控制。實(shí)質(zhì)上是由高壓靜電發(fā)生器的兩輸出極正、負(fù)極控制，且可以調(diào)節(jié)，以針對(duì)不同的目標(biāo)體和環(huán)境輸出不同的高壓靜電電壓。高壓靜電發(fā)生器的原理結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)本文所介紹的高壓靜電發(fā)生器是一種由單片機(jī)控制的可產(chǎn)生數(shù)千伏和數(shù)萬伏的可調(diào)高壓輸出裝置。其原理結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作原理是：由鍵盤輸入欲產(chǎn)生電壓的伏值數(shù)經(jīng)鍵盤與控制芯片送入單片機(jī)，同時(shí)將伏值數(shù)送數(shù)碼管顯示。單片機(jī)根據(jù)輸送的電壓伏值數(shù)進(jìn)行選頻。選擇對(duì)應(yīng)產(chǎn)生該圖虻皿簟片機(jī)高壓靜電發(fā)生器原理結(jié)構(gòu)圖伏值數(shù)頻率

3、的脈沖電壓，經(jīng)光電隔離、前置放大、功率放大后，驅(qū)動(dòng)升壓裝置，使升壓變壓器升壓。再經(jīng)高壓倍壓整流后，輸出與鍵盤輸入的伏值數(shù)相對(duì)應(yīng)的直流靜電高壓供外部使用。輸入輸出電路設(shè)計(jì)高壓靜電發(fā)生器的數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出顯示電路由鍵盤與控制芯片與單片機(jī)接口構(gòu)成。根據(jù)輸入和輸出電壓伏值數(shù)的要求，與接口的鍵盤和數(shù)碼顯示電路采用了×鍵盤和位數(shù)碼顯示器。與單片機(jī)的接口電路如圖所示【。是一種管理鍵盤和顯示器的輸人艚出專用智能控制接口芯片。它能對(duì)位共陰極數(shù)碼管顯示器或個(gè)發(fā)光管進(jìn)行管理、控制和驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，能對(duì)多達(dá)×的鍵盤矩陣的按鍵進(jìn)行監(jiān)視和管理。歡迎同上投稿刪萬方數(shù)據(jù)信息化縱橫年第期硬件縱橫圖與接口電路且

4、具有自動(dòng)清除按鍵抖動(dòng)并識(shí)別按鍵產(chǎn)生的代碼的功能，因而提高了的工作效率。與單片機(jī)之間接口的特點(diǎn)：（）采用了串行接口。采用串行方式與通信，串行數(shù)據(jù)從弓腳送入芯片，并由端的信號(hào)同步后寫入的緩存器。（）接口電路和外圍電路簡(jiǎn)單。（）節(jié)省單片機(jī)的口，占用：線少。（）性能價(jià)格比高。頻壓轉(zhuǎn)換與光電隔離直流高壓靜電發(fā)生器要求輸出多檔電壓，要產(chǎn)生數(shù)千到數(shù)萬伏的直流高壓靜電。因此必須將的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，再轉(zhuǎn)換成脈沖電壓，然后將脈沖電壓升壓，經(jīng)高壓倍壓整流后得到輸出高壓。將直流電壓轉(zhuǎn)換成可變頻的脈沖電壓必須有一個(gè)可控、可變頻的振蕩源，這個(gè)振蕩源一般用模擬或數(shù)字電路構(gòu)成。而在高壓靜電發(fā)生器里。采用單片機(jī)的可編程定時(shí)

5、，計(jì)數(shù)器替代了上述的可控，變頻振蕩源。通過對(duì)單片機(jī)的定時(shí)，計(jì)數(shù)器編程，產(chǎn)生不同頻率的脈沖電壓從輸出，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生不同伏值的靜電電壓。這就是所謂的頻壓轉(zhuǎn)換，即單片機(jī)的定時(shí)，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生不同頻率的脈沖電壓經(jīng)放大、升壓、倍壓整流后，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于頻率的不同的直流靜電高壓并輸出。由于高壓靜電發(fā)生器產(chǎn)生數(shù)千到數(shù)萬伏的電壓，為了保護(hù)單片機(jī)不被高壓電路產(chǎn)生的故障向前饋而損毀，故在單片機(jī)和升壓電路之間采用了光電隔離電路，以保護(hù)單片機(jī)的安全。頻壓轉(zhuǎn)換與隔離電路如圖所示，頻壓轉(zhuǎn)換嚙線如圖所示。，升壓及高壓倍壓整流電路由單片機(jī)：輸出的不同頻率的脈沖電壓經(jīng)光電隔離后送前放電路放大后再送功率驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行功率放大后驅(qū)動(dòng)升壓變壓器升

6、壓。然后經(jīng)高壓倍壓信息化縱橫年第期萬方數(shù)據(jù)圖頻壓轉(zhuǎn)換與隔離電路立、圖頻率電壓轉(zhuǎn)換圖整流后輸出（見圖）。升壓及高壓整流電路的特點(diǎn)是采用了雙路高壓倍路采用環(huán)氧樹脂封裝，其電路結(jié)構(gòu)如圖所示。圖升壓及高壓倍壓整流電路軟件設(shè)計(jì)的核心是使單片機(jī)的定時(shí)，計(jì)數(shù)器（下轉(zhuǎn)第頁）壓整流電路，以提高高壓倍壓整流電路的功效。為了使高壓倍壓整流電路絕緣效果良好，高壓倍壓整流電系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)產(chǎn)生不同頻率的脈沖電壓去對(duì)應(yīng)產(chǎn)生不同的高壓伏值。若使口輸出不同頻率的脈沖電壓，就必須對(duì)硬件縱橫）；）【】華卓立，姚若河一種通用總線接的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于總線的數(shù)據(jù)通信技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在與各種外圍設(shè)備的串行通信中。如存儲(chǔ)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)控制

7、器和多構(gòu)成的分布式系統(tǒng)。本文給出了芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示的電路，采用總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示的數(shù)據(jù)傳輸，方便快捷、準(zhǔn)確性高、速度快。滿足了復(fù)雜微控制系統(tǒng)對(duì)外圍設(shè)備控制的要求。參考文獻(xiàn)【】廣州周立功單片機(jī)發(fā)展有限公亂教材：】周立功拋系統(tǒng)基礎(chǔ)教程北京：北京航空航天大學(xué)出版社，：【】張經(jīng)愛，許凱華，劉玉華基于的模擬串通信陰微計(jì)算機(jī)信息，列）：，的實(shí)現(xiàn)】計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)。，（）：圈蔡堯，崔峰，賀玉成，等，環(huán)境下基于的接口驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)叨電子元器件應(yīng)用，（）：（收籍日期：一一）（上接第頁）單片機(jī)的定時(shí)，計(jì)數(shù)器和口編程。其主控程序流程框圖如圖所示】。本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與靜電技術(shù)的結(jié)合，用數(shù)字化計(jì)算機(jī)控制技術(shù)替

8、代了模擬電子控制技術(shù)，使高壓靜電發(fā)生器的輸入、輸出信號(hào)顯示從模擬化變成了數(shù)字化，且應(yīng)用語言編程和頻壓轉(zhuǎn)換技術(shù)使單片機(jī)產(chǎn)生不同頻率的脈沖電壓從而產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的靜電高壓并輸出。參考文獻(xiàn)【】趙依軍，胡戎單片微機(jī)接技術(shù)北京：人民郵電出版社，【】陳龍山。單片機(jī)語言控制與應(yīng)用，北京：清華大學(xué)出?？镟驁D主控程序流程圖版社，（收稿日期：）（上接第頁）】舒世則，王紅玉，常士忠，等控制在焦?fàn)t出焦除塵系統(tǒng)中的應(yīng)用河南冶金，（）】范明，孟小峰。數(shù)據(jù)挖掘概念與技術(shù)【】北京：機(jī)械工業(yè)出版杜【】康曉東基于數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)【】北京：機(jī)械工業(yè)出版社【范明，范宏建數(shù)據(jù)挖掘?qū)д摗颈本喝嗣襦]電出版社，溫度、煙塵密度、振動(dòng)強(qiáng)度、壓力、氣體流量等相關(guān)數(shù)據(jù)獲取的有效性、實(shí)時(shí)性。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類匯總，并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在焦化除塵中的應(yīng)用研究為提高出焦質(zhì)量、減少煙塵和粉塵排放、建設(shè)節(jié)約型工業(yè)提供了一種新的嘗試方法。同時(shí)提高了焦化出焦除塵系統(tǒng)的抗干擾能力和運(yùn)行穩(wěn)定性，改進(jìn)生產(chǎn)，節(jié)約資金和維護(hù)費(fèi)用。參考文獻(xiàn)【】勞有蘭，