基于PIC单片机的空气螺杆压缩机控制器设计

ByElmer1

[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
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。
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[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，
# t" k0 C- j! h! d6 U' _! y& P- E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。
! ?1 P# L: U5 n+ a$ n本文介绍的空气螺杆压缩机控制器以PICI6F877A 为
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
9 l0 z" j2 O/ m6 L; R( h/ o8 X' s运行稳定可靠,具有完善的控制功能和很强的抗干扰能
力。
) N" w! P! U0 F+ D" L8 w1.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、
6 Z! f8 B! n7 F! x& n" s+ n  I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
3 m2 R* W3 w  e" i) A* ^! u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
! D' E0 a. ]1 P下压缩机即可正常运行,运行后如果检测出输入状态异常
则停机并给予相应的提示。
( V4 q( q% {+ T' Z) N! d1.1CPU的选择
0 c' A& i4 W; O/ b美国Microchip公司推出的8位单片机PIC16F877A采
& W% U7 Y# x+ g3 o& I3 D用精简指令集( RISC- Reduced Instuction Set Computer),数
1 H5 o8 \% `/ H, V. |4 W- g" u: E3 p! p据总线和指令总线分离的哈佛总线( Harvard)结构,二级流
/ f, ^$ P$ B7 {/ Z$ [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
, _! O! Z8 U" D0 g9 K$ R, x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
换器,外围接口电路简单,转换精度高,并带有256字节的
8 g& X9 j, j& I4 j" `& V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
( c9 V" _, H7 h& F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
1 Z; Y  l  e1 O8 O6 x2 H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
对本系统而言,压力值的测量范围为0- 1. 60MP,采
' ^4 ~. |  e) D, t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。