基于AT89S52单片机控制的增氧机组运行监控器设计

【摘要】本文介绍了利用AT89S52单片机设计的鱼塘增氧机组运行监控器，能实时监控增氧机组的运行电流，当增氧机发生故障时，智能判断运行电流异常并作出报警，解决增氧机组出现故障不能及时处理的问题。

【关键词】AT89S52;ADC0832;运行电流;监控报警

1.引言

现在鱼塘养殖鱼都要使用增氧机对水体进行增氧，当增氧机或其供电线路出现故障时，如果不及时处理，鱼就会出现缺氧大批死亡，造成巨大的经济损失，特别是夜间也要不断巡查增氧机的工作情况，影响养殖人员的夜间休息。为了解决这一问题，本文使用了单片机监控增氧机组的运行电流，智能化判断其是否出现运行故障，给养殖户发出警报信号，提醒养殖户及时处理故障。

2.系统设计思路

当增氧机组开机后养殖员巡视机组工作情况，开机一分钟后，工作电流稳定，监控器自动记录初始电流和显示机组的当前运行电流，运行中如有增氧机出现过载、空转、供电线路断开时，机组运行电流就会出现一定的变动，当电流增加或减少的误差超过一定值时，监控器驱动报警声电路发出警报。

3.系统硬件设计

电路方框图如图1所示。

图1 电路方框图

3.1 电流检测电路

电流检测电路由精密交流电流互感器和精密整流电路组成，通过互感器检测增氧机组电源线路中运行电流，互感器二次侧的电流由精密整流电路转换成电压信号。

（1）精密交流电流互感器

常用增氧机的功率为2KW，每相工作电流约为3.6A，以监控5台机为一组，图二中的LH1选用了30A/15mA的JCT3015C型微型精密交流电流互感器，变流比为2000：1，其采用具有体积小、精度高、一致性好的优点。

（2）精密整流电路

该精密整流电路是全波整流电路，这种电路可对1mV左右的小信号进行检测，其误差小于0.05%。电流互感器LH1的二次侧在电阻R7上形成交流电压，此电压经全波整流和电容C1和C2滤波成直流电压送给A/D转换电路。

3.2 A/D转换电路

A/D转换电路选用了ADC0832，该集成是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通道A/D转换芯片。经电流检测电路转换后输出的两路电压信号Ui1和Ui2从IC2的第2输入进行A/D转换，输出数据送给单片机P3接口进行处理。如图2所示。

图4 显示电路原理图

3.3 单片机主控电路和电源电路

单片机主控电路采用了AT89S52作为MCU，该芯片编程较简单，具有ISP功能，能在控制电路板上直接编程，方便现场修改程序。P3口读取电流数据，P1口输出数据到液晶显示器显示，P2.3连接报警电路。电源电路直接采用了5V/1A的开头电源进行供电，LED1是电源指示灯。如图3所示。

3.4 显示电路

显示电路采用了LCD12864液晶显示器，能显示增氧机组开机后的初始运行电流、实时运行电流和误差值。如图4所示。

3.5 报警电路

当实时运行流超出与初始运行电流误差范围时，P2.7输出高电平，三极管VT1驱动蜂鸣器B1发出报警声。当供电线路停电时，三极管VT2驱动蜂鸣器B2发出停电报警声，电池组应选用4节1.5V的碱性电池，以防电池漏液容易损坏。如图5所示。

图5 报警电路原理图

4.系统软件设计

系统的程序设计采用C语言，程序流程图见图6。增氧机组的运行电流测量每1秒钟进行一次，与开机后一分钟所测得的初始电流比较，如电流变变化误差超过一台增氧机正常运行电流的50%时，将发出报警。由于电流互感器二次侧电流在精密整流电路中转换成为电压，单片机测量的是电压值，所以在编程时电流测量的子程序应采用公式对电流和电压对应作转换，生成实时电流值正确显示在显示屏上。

图6 程序流程图

5.结束语

本电路采用AT89S52单片机和ADC0832芯片监控增氧机组运行电流，硬件结构简单，有ISP功能便于修改误差报警电流值，方便现场调试，整机性能稳定，只需将报警器通电开机，便于养殖户简单操作，将智能电子技术应用到农业生产中去，为农户减轻了劳动和思想负担，所以值得推广。

参考文献

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[2]徐玮.C51单片机高效入门[M].机械工业出版社，2010.

[3]李玉.大学宿舍人性化智能用电控制器的设计[J].中国科技博览，2012，26.

[4]杜洋.单片机与ADC0832的接口技术[J].电子制作，2006，1.

作者简介：黄颖松（1974―），男，广东中山人，电子专业实验师，现供职于广东省中山市中等专业学校。