基于dds芯片的工业烟尘除尘系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于DDS芯片的工业烟尘除尘系统，包括烟尘污染控制模块、烟尘量检测模块、伺服控制模块、微处理器、DDS芯片和电源，微处理器与伺服控制模块连接，电源与微处理器和DDS芯片连接，在DDS芯片中，MCLK引脚连接外部时钟源，PSEL0引脚和PSEL1引脚接地，FSYNC引脚、SCLK引脚、SDATA引脚和FSELECT引脚均连接微处理器，IOUT引脚连接烟尘污染控制模块，微处理器输入DDS芯片的FSELECT引脚的信号与周期信号、同步信号的频率相同。本系统采用闭环控制方式对烟尘污染控制模块的工序进行控制，控制精确度高，不会增加烟尘污染控制模块的加料次数，避免了材料的浪费。
【专利说明】基于DDS芯片的工业烟尘除尘系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业烟尘除尘【技术领域】，特别涉及一种基于DDS (直接数字式频率合成器，Direct Digital Synthesizer)芯片的工业烟尘除尘装置。
【背景技术】
[0002]随着我国经济的高速发展，环境污染不断加重，环境污染问题渐渐成为经济持续发展的瓶颈。尤其在冶金行业中，冶金所产生的粉尘严重危害人体健康，因此有必要对工业烟尘进行除尘。
[0003]目前的工业烟尘除尘装置包括烟随着我国经济的高速发展，环境污染不断加重，环境污染问题渐渐成为经济持续发展的瓶颈。尤其在冶金行业中，冶金所产生的粉尘严重危害人体健康，因此有必要对工业烟尘进行除尘。
[0004]目前的工业烟尘除尘装置包括烟尘量检测模块、伺服控制模块和烟尘污染控制模块。烟尘污染控制模块在加料后，通过鼓风机将粉尘吹入粉尘过滤网中以进行除尘处理，烟尘量检测模块通过粉尘检测传感器检测粉尘过滤网中残余粉尘的类型、含量、颗粒直径等信息，伺服控制模块根据烟尘量检测模块检测的残余粉尘的信息生成除尘策略，并根据该除尘策略人工控制烟尘污染控制模块的加料时机和工作时序。
[0005]在实现本实用新型的过程中，设计人发现现有技术至少存在以下问题:
[0006]现有控制烟尘污染控制模块的加料时机和工作时序的方式容易受到人为因素的干扰，控制精确度不高，因此会增加烟尘污染控制模块的加料次数，造成材料浪费。
【发明内容】
[0007]为了实现上述目的，本实用新型提供了一种基于DDS芯片的工业烟尘除尘系统，能解决现有技术存在的时序控制不精准、增加加料次数、造成材料浪费的问题。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种基于DDS芯片的工业烟尘除尘系统，包括烟尘污染控制模块、与所述烟尘污染控制模块连接的烟尘量检测模块、与所述烟尘量检测模块连接的伺服控制模块、为所述伺服控制模块提供周期信号和同步信号的微处理器、DDS芯片和电源，所述微处理器与所述伺服控制模块连接，所述电源与所述微处理器和所述DDS芯片连接，在所述DDS芯片中，MCLK引脚连接外部时钟源，PSELO引脚和PSELl引脚接地，FSYNC引脚、SCLK引脚、SDATA引脚和FSELECT引脚均与微处理器连接，IOUT引脚连接所述烟尘污染控制模块，所述微处理器输入所述DDS芯片的FSELECT引脚的信号与所述周期信号、所述同步信号的频率相同。
[0009]优选地，所述系统还包括低通滤波器，所述DDS芯片通过所述低通滤波器与所述工业烟尘除尘装置连接。
[0010]优选地，所述外部时钟源的频率高于所述IOUT引脚的输出信号的频率的4倍。
[0011]进一步地，所述微处理器输入所述DDS芯片的FSELECT引脚的信号是占空比1:1
的第一方波信号。[0012]进一步地，所述同步信号为占空比为1:4的第二方波信号。
[0013]进一步地,所述第二方波信号与所述第一方波信号的相移为45度。
[0014]进一步地，所述周期信号是占空比是1:4的第三方波信号。
[0015]进一步地，所述第三方波信号与所述第一方波信号的相移为225度。
[0016]进一步地，所述微处理器的机器周期为0.2ms。
[0017]本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0018]根据微处理器输出的同步信号与烟尘量检测模块输出的残余粉尘检测信号之间的相位差调整微处理器产生的数据读取信号(微处理器输入DDS芯片的FSELECT引脚的信号)、同步信号和周期信号的频率，DDS芯片在微处理器输出的数据读取信号的作用下，输出时序控制信号以控制烟尘污染控制模块的加料时机和工作时序，这种闭环控制方式不会受到人为因素的影响，且控制精确度很高，不会增加烟尘污染控制模块的加料次数，避免了材料的浪费。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本实用新型实施例提供的基于DDS芯片的工业烟尘除尘系统的框图；
[0021]图2是图1所示系统中微处理器与DDS芯片的详细框图；
[0022]图3a是图1所示系统中微处理器输入DDS芯片的SCLK引脚的信号的示意图；
[0023]图3b是图1所示系统中微处理器输入DDS芯片的FSYNC引脚的信号的示意图；
[0024]图3c是图1所示系统中微处理器输入DDS芯片的SDATA引脚的信号的示意图；
[0025]图4a是图1所示系统中微处理器输入DDS芯片的FSELECT引脚的信号的示意图；
[0026]图4b为图1所示系统中微处理器输入伺服控制模块的同步信号的示意图；
[0027]图4c为图1所示系统中微处理器输入伺服控制模块的周期信号的示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
[0029]参考图1和图2，本实用新型实施例提供了一种基于DDS芯片的工业烟尘除尘系统，包括工业烟尘除尘装置100、微处理器200、DDS芯片300和电源400。
[0030]该工业烟尘除尘装置100为现有的除尘设备，包括烟尘污染控制模块130、与烟尘污染控制模块130连接的烟尘量检测模块110以及与烟尘量检测模块110连接的伺服控制模块120。
[0031]该DDS芯片300与烟尘污染控制模块130连接，用于给烟尘污染控制模块130提供时序控制信号。该DDS芯片中，MCLK引脚连接外部时钟源333 ;PSEL0引脚和PSELl引脚接地；FSYNC引脚、SCLK引脚、SDATA引脚和FSELECT引脚均与微处理器连接，IOUT引脚连接工业烟尘除尘装置，其中IOUT引脚输出的信号为该时序控制信号；[0032]该微处理器200与伺服控制模块120和DDS芯片300连接，用于通过内部定时器的中断服务程序向伺服控制模块120输入周期信号和同步信号，并向DDS芯片的FSELECT引脚输入的数据读取信号，微处理器输入DDS芯片的FSELECT弓I脚的数据读取信号与输入伺服控制模块120的周期信号和同步信号的频率相同；
[0033]该电源400与微处理器200和DDS芯片300连接，用于为微处理器200和DDS芯片300供电。
[0034]本实用新型工业烟尘除尘系统的工作原理是:该微处理器200向DDS芯片输入数据读取信号，DDS芯片输出时序控制信号，烟尘污染控制模块130收到时序控制信号后进行加料，然后通过鼓风机将粉尘吹入粉尘过滤网中以进行除尘处理。该烟尘量检测模块110在烟尘污染控制模块130除尘处理结束后，检测粉尘过滤网中残余粉尘的类型、含量、颗粒直径等信息，并输出残余粉尘检测信号。该伺服控制模块130收到烟尘量检测模块110输出的残余粉尘检测信号以及该微处理器200输出的周期信号和同步信号后，在周期信号的一个周期内，确定同步信号与残余粉尘检测信号之间的相位差(即作同步鉴相)，并将该相位差信号发送至微处理器200。微处理器200收到伺服控制模块130发送的相位差信号后，根据相位差信号信号中包含的相位差信息调整输入DDS芯片的FSELECT引脚的信号以及输入伺服控制模块120的周期信号和同步信号的频率，以确保在调整后的周期信号的一个周期内，烟尘污染控制模块的工作工序、烟尘量检测模块的烟尘量检测工序以及伺服控制模块的伺服控制工序处理完成。
[0035]进一步地，该工业烟尘除尘系统还包括低通滤波器500，DDS芯片300通过该低通滤波器500与烟尘系统100连接。这样，DDS芯片300的IOUT引脚输出的时序控制信号信号通过低通滤波器500滤波后，可以得到比较纯净的信号谱。
[0036]进一步地，外部时钟源333的频率高于IOUT引脚的输出信号的频率的4倍。这样，IOUT引脚的输出信号的相位噪声更好，例如IOUT引脚的输出信号的频率为5MHz，那么外部时钟源333的信号频率应该大于20MHz。
[0037]参见图2和图3a，微处理器200输入DDS芯片300的SCLK引脚的信号是使能信号。
[0038]参见图2和图3b，微处理器200输入DDS芯片300的FSYNC引脚的信号是写数据时钟信号。
[0039]参见图2和图3c，微处理器200输入DDS芯片300的SDATA引脚的信号是数据信号。该信号为32位数据信号。
[0040]这样，当FSYNC引脚为高电平时，SCLK引脚和SDATA引脚均为高阻状态，此时DDS芯片处于等待状态；当FSYNC引脚为低电平时，若SCLK引脚有一下降沿的脉冲，则SDATA引脚上传输的DATA值将写入DDS数据缓冲区，此时DDS芯片将处于通讯状态。一旦SDATA引脚上传输的32位数据全部被写入DDS数据缓冲区，则DDS数据缓冲区中的数据可以通过现有的赋值程序存储至DDS芯片内的2个32位频率控制寄存器中。
[0041]进一步地，参见图2和图4a，微处理器200输入DDS芯片300的FSELECT引脚的信号是占空比1:1的第一方波信号。FSELECT引脚有上升沿的脉冲或下降沿的脉冲时，IOUT引脚分别读取2个32位频率控制寄存器中的数据作为输出。如何读取2个32位频率控制寄存器中的数据由输入FSELECT弓丨脚的信号的高电平或低电平控制。例如，当输入FSELECT引脚的信号为高电平时，读取第一个32位频率控制寄存器中的数据，当输入FSELECT引脚的信号为低电平时，读取第二个32位频率控制寄存器中的数据，或者相反。读取的32位频率控制寄存器的数据决定了 DDS芯片IOUT引脚的输出信号的频率。在DDS与微处理器的串行通讯过程中，若IOUT引脚输出20MHz，则对应的32位频率控制寄存器的值全为I ;若IOUT引脚输出5MHz，则对应的32位频率控制寄存器的值为十进制值(5MHz/20MHz)X 232转化为二进制所得的值。
[0042]进一步地，参见图1和图4b，该同步信号是占空比为1:4的第二方波信号。进一步地，第二方波信号的频率与第一方波信号的频率相同，且第二方波信号与第一方波信号的相移为45度。
[0043]进一步地，参见图1和图4c，该周期信号是占空比是1:4的第三方波信号。第三方波信号的频率与第一方波信号的频率相同，且第三方波信号与第一方波信号的相移为225度。
[0044]进一步地，微处理器的机器周期为0.2ms。
[0045]进一步地，微处理器可以为飞思卡尔公司生产的MSP430系列单片机，DDS芯片可以为ADI公司生产的的AD9832直接数字合成芯片，电源可以为朝阳电源公司生产的4NIC-DC系列直流电源，外部时钟可以为压控晶振。
[0046]由上述技术方案可知，本实施例根据微处理器输出的同步信号与烟尘量检测模块输出的残余粉尘检测信号之间的相位差调整微处理器产生的数据读取信号(微处理器输入DDS芯片的FSELECT引脚的信号)、同步信号和周期信号的频率，DDS芯片在微处理器输出的数据读取信号的作用下，输出时序控制信号以控制烟尘污染控制模块的加料时机和工作时序，这种闭环控制方式不会受到人为因素的影响，且控制精确度很高，不会增加烟尘污染控制模块的加料次数，避免了材料的浪费
[0047]以上该仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于DDS芯片的工业烟尘除尘系统，包括烟尘污染控制模块、与所述烟尘污染控制模块连接的烟尘量检测模块以及与所述烟尘量检测模块连接的伺服控制模块，其特征在于，还包括为所述伺服控制模块提供周期信号和同步信号的微处理器、DDS芯片和电源，所述微处理器与所述伺服控制模块连接，所述电源与所述微处理器和所述DDS芯片连接，在所述DDS芯片中，MCLK弓丨脚连接外部时钟源，PSELO弓丨脚和PSELl弓丨脚接地，FSYNC引脚、SCLK引脚、SDATA引脚和FSELECT引脚均连接所述微处理器，IOUT引脚连接所述烟尘污染控制模块，所述微处理器输入所述DDS芯片的FSELECT引脚的信号与所述周期信号、所述同步信号的频率相同。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括低通滤波器，所述DDS芯片通过所述低通滤波器与所述工业烟尘除尘装置连接。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外部时钟源的频率高于所述IOUT引脚的输出信号的频率的4倍。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述微处理器输入所述DDS芯片的FSELECT引脚的信号为占空比是1:1的第一方波信号。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的系统，其特征在于，所述微处理器的机器周期为0.2mso
【文档编号】B01D46/00GK203483976SQ201320455682
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】雷海东 申请人:江汉大学