畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-單片機(jī)紅外線控制自動(dòng)水龍頭.doc

紅外自動(dòng)水龍頭1河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院HenanPolytechnicInstitute畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：紅外線自動(dòng)水龍頭班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：紅外自動(dòng)水龍頭2設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目紅外線控制自動(dòng)水龍頭二、設(shè)計(jì)的目的1）掌握光電傳感器的原理及使用方法。2）掌握用51單片機(jī)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的流程及方法。三、設(shè)計(jì)要求紅外線控制水龍頭在生活中應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用光電傳感器對(duì)水龍頭的開(kāi)關(guān)進(jìn)行自動(dòng)控制。其設(shè)計(jì)要求如下：1)采用光電傳感器采集數(shù)據(jù)；2)用51系列單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；3)用電磁閥控制水龍頭的開(kāi)關(guān)；4)當(dāng)水龍頭長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟，進(jìn)行聲音報(bào)警；5)根據(jù)需要控制水流的大小。四、設(shè)計(jì)任務(wù)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量：說(shuō)明詳細(xì)，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。1)撰寫(xiě)總體設(shè)計(jì)方案（設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，15000以上）；2)電路原理圖設(shè)計(jì)、繪制；3)元器件的選型依據(jù)及計(jì)算；4)元器件明細(xì)表；5）撰寫(xiě)程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6）編寫(xiě)程序五、參考文獻(xiàn)紅外自動(dòng)水龍頭3紅外線控制自動(dòng)水龍頭摘要水龍頭是室內(nèi)水源的開(kāi)關(guān),負(fù)責(zé)控制和調(diào)節(jié)水的流量大小,是每個(gè)家庭必備的材料。本文所介紹的是一種新型紅外線控制自動(dòng)水龍頭,紅外式自動(dòng)水龍頭由紅外發(fā)射電路、紅外接收放大電路、控制電路，電磁閥，電源組成。用51系列單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，電路簡(jiǎn)單，既防止了其它光源的干擾，又簡(jiǎn)化電路，降低成本，使用和安裝都很方便。成本低，體積小，安裝簡(jiǎn)單。自動(dòng)水龍頭接通電源，當(dāng)手伸到水龍頭下時(shí)，使水龍頭放自來(lái)水，根據(jù)需要調(diào)節(jié)水流大小，手離開(kāi)水龍頭后，停止放水。關(guān)鍵詞：紅外線控制，自動(dòng)水龍頭，51系列，電磁閥紅外自動(dòng)水龍頭4ABSTRACTTapwaterisusedindoorandresponsiblefortheswitchcontrolandjusttheflowofwater,isrequiredmaterialsineachfamily.Thispaperintroducesanewkindofinfraredcontrolwhichisautomaticinfraredautomaticfaucet.Thesystemismadeupofinfraredtransmissioncircuit,faucetinfraredreceivingamplifiercircuit,controlcircuit,solenoidvalvesandpowersupply.Withsimplecircuitof51seriesmicrocontroller,whichpreventtheotherlightinterference.Thecircuitissimplify,cheapandveryconvenientandiseasyforinstallation.Lowcost,smallvolume,simpleinstallation.Automaticfaucetswitchonthepower,whenthehand,maketotapwaterfaucets,needadjustmentaccordingtoputhandsoffthetapwater,water,stop.Keywords:infraredcontrol,automaticfaucet,51series,solenoidvalves紅外自動(dòng)水龍頭5目錄第一章緒論.11.1設(shè)計(jì)目的及意義.11.2單片機(jī)概述與應(yīng)用.2第二章設(shè)計(jì)方案.52.1設(shè)計(jì)方案選擇與論證.52.2單片機(jī)控制方案.7第三章硬件設(shè)計(jì).93.1控制電路設(shè)計(jì).93.2輸入電路設(shè)計(jì).163.3輸出電路設(shè)計(jì).23第四章軟件設(shè)計(jì).274.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和流程圖.274.2編寫(xiě)程序.294.4測(cè)試軟件.30結(jié)束語(yǔ).32參考文獻(xiàn).35附錄.36致謝.41紅外自動(dòng)水龍頭6一、緒論1.1設(shè)計(jì)的目的與意義水龍頭，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活要求越來(lái)越高，追求自動(dòng)化，智能化。怎樣讓其更好的服務(wù)人民，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型水龍頭。作為本設(shè)計(jì)核心元件的單片機(jī)自20世紀(jì)70年代問(wèn)世以來(lái)，以其極高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開(kāi)發(fā)較為容易。由于具有以上優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，單片機(jī)已廣泛的應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面，而51單片機(jī)是各單片機(jī)中較為典型和具有代表性的一種。隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展其應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，它的作用也越來(lái)越重要，家電智能化是人類日常生活必然趨勢(shì)。節(jié)能環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的主題，而健康舒適的生活一直是人孜孜不倦的追求。不管是在廚房里取水，還是衛(wèi)生間里的洗手，水龍頭上的細(xì)菌與病毒在所難免都要接觸到，尤其是公共場(chǎng)所中的水龍頭最為讓人頭痛。怎樣能避免某些傳染疾病通過(guò)水龍頭交叉感染，就是現(xiàn)在不得不考慮的一個(gè)問(wèn)題。此外，傳統(tǒng)水龍頭的流量變化因取決于水龍頭的開(kāi)口大小，而人為調(diào)節(jié)一直是困擾水龍頭發(fā)展的一個(gè)難題。本設(shè)計(jì)從日常生活中常見(jiàn)的事物入手通過(guò)對(duì)水龍頭的設(shè)計(jì)，使我們認(rèn)識(shí)到單片機(jī)已經(jīng)深入到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。該設(shè)計(jì)不僅可以鍛煉我們的動(dòng)手能力，而且可以加深我們對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)和激發(fā)我們對(duì)未知科學(xué)領(lǐng)域的探索，使得我們?cè)究菰锏膶W(xué)習(xí)變得更有趣味和更加形象。紅外自動(dòng)水龍頭71.2單片機(jī)的概述與應(yīng)用1.2.1.單片機(jī)的概述單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來(lái)。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。早期的單片機(jī)都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機(jī)系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開(kāi)始出現(xiàn)了16位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。90年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。隨著INTELi960系列特別是后來(lái)的ARM系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。而傳統(tǒng)的8位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至1美元，最高端的型號(hào)也只有10美元。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開(kāi)發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Wind