除尘间控制系统的设计与实现

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1、除尘间控制系统的设计与实现随着芯片制造工艺的迅速发展，电子产品开发对环境要求越来越高，对除尘的要求也更加严格。传统的除尘控制是通过人工进行的，随意性大，除尘效果得不到保障。本文在对除尘控制流程调研分析的基础上，利用Freescale公司生产的功能强大的微控制器作为主控制芯片，设计并完成了一套全自动除尘间控制系统。　　该系统硬件部分包含MC68HC908GP32最小系统模块、键盘数据录入模块、开关量输入输出模块、数码管显示模块、加热管模块和时钟模块等，软件部分由MCU方低端软件与PC机方的控制软件组成。　　文章给出了除尘间控

2、制系统的操作面板和控制面板的硬件设计、通用硬件驱动模块和除尘间控制系统功能性模块的软件设计，阐述了除尘间控制系统的软件设计要点、难点和细节。同时，对除尘间控制系统自动除尘的流程进行了较深入的讨论。关键词：除尘系统；MC68HC908GP32；控制系统；在线编程；SPI通信1.引言　　精密电子产品在生产过程中，为保证产品质量，需要建立一个符合生产工艺要求的无尘工作环境。经过调研发现目前一些生产企业仍然采用传统的除尘方法，除尘效率达不到生产工艺要求的洁净度，除尘成本高，从而影响了产品成品率，提高了产品的成本，严重影响了企业的竞

3、争力，本文分析了采用嵌入式技术设计一个高效智能的除尘间控制系统，实现对工作场所高准确度，高自动化处理，达到产品生产工艺要求的洁净度。2.除尘间控制系统框架　　除尘间控制系统框图如图1：　　在对系统工作模式，系统应具备的功能要求分析的基础上，参考国外同类除尘净化系统的优缺点，设计了具有功能齐全、控制灵活、智能化程度高的除尘控制系统。控制系统以GP32芯片为控制处理核心，分别对外围接口及信号进行处理和控制[1]。由SPI模块的复用引脚通过串转并芯片74HC164把除尘时间以倒计时的方式传输到三位八段数码管上；根据键盘输入数据信

4、号和红外传感器输出信号，决定对外围相关器件的开关控制；根据当前的信号，可以通过GP32MCU的相应引脚对指示灯、语音模块及加热管的控制，以实现辅助或警示的作用，并通过开通加热管改善除尘的效果。　　系统原理框图见图1，系统布局图见图2。　　　　　　　　　　　　　　　图1除尘间控制系统框图　　　　　　　　　　　　　　图2除尘间自动控制系统布局图　　除尘间控制系统硬件采用模块化设计方式，系统的主芯片采用MC68HC908GP32[2][3]，并由电源转换模块、串行通信模块、键盘录入模块，系统抗干扰等模块组成。3.系统软件设计　　

5、除尘间控制系统的软件采用模块化设计方法，一方面可提高软件的移植性和升级性，另一方面增强软件的易测试性。整个软件系统由MCU方软件、PC端软件两部分组成。软件基本上用08C编写，其中对时序要求较高的部分采用了汇编　　MCU软件设计包括主程序、通用模块程序和除尘间控制系统在线编程三部分组成。　　PC方软件的总体架构包括两部分：校正时钟芯片的时间模块、设定工人工作起始时间和结束时间，实现在线编程功能。　　3.1MCU软件设计　　主程序为系统的软件入口，通过函数调用和全局变量与子模块程序进行参数传递，以完成整个系统的功能。主程序是

6、一个循环结构，每一次控制过程的衔接通过定时器中断、键盘中断和接收中断来完成。　　3.2通用模块程序主要子程序及功能如下　　（1）除尘间控制系统初始化子程序　　除尘间控制系统初始化子程序完成开关量I/O初始化、串行口初始化、键盘初始化、中断控制和状态寄存器初始化、定时器初始化的工作。　　（2）键盘模块子程序　　键盘模块的主要功能是提供输入信号，以作为控制外围器件的接口。键值的获取、键值的转换、键盘的初始化由键盘模块子程序完成。由于本系统需要7个按键，因此这里使用3×3的键盘，对应PTA0～PTA2和PTD4～PTD6I/O口

7、地址。其中PTA0～PTA2与键盘的列线相连，作为中断输入脚；其中PTD4～PTD6与键盘的行线相连，编程时将PTD4～PTD6定义为输出。　　（3）时钟模块子程序　　时钟模块采用PCF8563时钟芯片，它是一种低功耗的CMOS实时时钟/日历芯片。在本系统中用其提供一个可编程时钟输出，一个中断输出和掉电检测器。采用读取时钟芯片来判断当前工作状态是自动除尘还是手动除尘。MCU与时钟芯片的通信是通过I2C实现的。　　（4）加热管模块子程序　　加热管控制子程序进行P初始化并设置P周期和占空比。程序包含两个函数：函数PInit和函

8、数P。其中函数PInit的主要功能是将定时器1设置为P模式；函数P的主要功能是设置P的周期和占空比。　　（5）串行通信子程序设计　　串行通信实现数据的发送与接收。发送和接收数据均使用SCI数据寄存器SCDR。通过判断状态寄存器SCS1的第7位(SCTE)确定是否需要发送数据，而是通过判断状态寄存器SCS