在冷凍式壓縮空氣干燥器（簡稱冷干機）系統(tǒng)中，通常用分離和過濾器對壓縮空氣中的油、水、塵進行有效去除和過濾，再通過排水器自動排出。而這種排水器是靠“浮球”的沉浮來打開和關(guān)閉排水器，由于水和各種油污垢的混合，使排水器不能正常工作，造成壓縮空氣中污物不能及時排出，降低空氣凈化效果，使整個系統(tǒng)無法正常工作。由AT89C2051單片機構(gòu)成的自動排水控制器，經(jīng)過不同用戶的長期使用證明，其功能較強、操作方便、工作可靠、效果良好。
  1.排水控制器的構(gòu)成和性能指標
  1.1排水控制器構(gòu)成框圖

(圖1控制器構(gòu)成框圖)
  由單片機(AT89C2051)及接口電路(E2PROM、Led顯示器、功能鍵)、時鐘電路、輸出執(zhí)行機構(gòu)、看門狗電路(Watch dog)等部分組成。
  AT89C2051單片機通過鍵盤、串行E2PROM設(shè)置和保存控制器“運行周期”和“排水時間”等參數(shù)，并由Led數(shù)碼顯示器以倒計時方式加以顯示，通過執(zhí)行機構(gòu)打開或關(guān)斷電磁閥，達到定時自動排污的目的。
  1.2控制器主要性能指標
  運行周期:0-99min(可自行設(shè)定)
  排水時間:0-99min(可自行設(shè)定)
  掉電后系統(tǒng)參數(shù)自動保留時間:>7年
  控制器電磁閥輸出容量:220V(交流)/6A
  整機功耗:<3W
  2.控制器硬件電路設(shè)計
  2.1 AT89C2051單片機性能特點
  AT89C2051單片機是美國ATMEL公司推出的AT89系列單片機一種。該器件采用8031單片機內(nèi)核，與MCS-51系列單片機完全兼容。同時片內(nèi)集成有2K字節(jié)的閃爍存儲器陣列，可擦除重復編程1000次。AT89C2051是AT89CX系列中結(jié)構(gòu)*緊湊，體積*小的一種單片機，為20腳封裝，管裝封裝如圖2所示。與40腳MCS-51系列單片機相比，去掉了PO口和P2口，對外只有巧條I/口線，其活動狀態(tài)電源電流值僅為25mA/5.5mA(時鐘12MHz,VCC=6V/3V)。

(圖2管腳圖)
  2.1鍵盤顯示和燈光指示電路
  圖3為電路原理圖。鍵盤采用中斷方式的獨立式按鍵電路。S1、S2按鍵用來設(shè)置運行周期或排水時間。S1按鍵為工作/設(shè)置雙功能鍵。Nz, N3是一片74LS164,擴展2位LED數(shù)碼顯示器，以分秒倒計時方式顯示運行時間或排污時間。L1, Lz是2個發(fā)光二極管，L1燈亮時，系統(tǒng)處于運行狀態(tài);L2燈亮時，系統(tǒng)處于排水狀態(tài);L1,、L2閃亮時，系統(tǒng)處于處理設(shè)置狀態(tài)。

(圖3)
  2.3串行EZPROM與單片機AT89C2051的連接
  在冷干機排水控制器中，根據(jù)實際情況，常常需要通過人機界面設(shè)置和修改運行時間或排水時間，而且對于己設(shè)定好的參數(shù)又需要掉電保護。對此我們借助于非易失性存儲器E2PROM來解決。
  圖4為接口電路圖。N4采用的ATMEL公司生產(chǎn)的典型串行E2PROM(AT24C01)。該芯片為8腳DIP封裝。Ao、A1、A3為芯片地址線。串行數(shù)據(jù)線SDA與時鐘線SCL構(gòu)成了I2總線，系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)和指令全由這兩條總線傳輸。

(圖4)