2017畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-智能消毒柜設(shè)計(jì)與制作（硬件設(shè)計(jì)）

1、.又順又德職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 智能消毒柜設(shè)計(jì)與制作（硬件設(shè)計(jì)） 系 別 電子與信息工程系 年級(jí)專業(yè) 08級(jí)電子信息工程技術(shù)（智能家電） 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 專業(yè)負(fù)責(zé)人 ？ 答辯日期 2011年？月？日 :又順又德職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文任務(wù)書電子與信息工程系 電子信息工程技術(shù)（智能家電） 08智能家電 1班 姓名：正義榤一、畢業(yè)論文課題智能消毒柜設(shè)計(jì)與制作二、畢業(yè)論文內(nèi)容和目標(biāo) 針對(duì)廣東地區(qū)天氣：常年高溫多雨，細(xì)菌容易滋生，為了保證人們的健康。便設(shè)計(jì)出一個(gè)為餐具消毒的電器。 對(duì)市面上原有產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)加以分析，并結(jié)合簡(jiǎn)單的物理原理，使其更加完善，并且實(shí)現(xiàn)多功能和智能化。靈感源于生活

2、，應(yīng)用服務(wù)于生活。實(shí)用為主，為使其應(yīng)用簡(jiǎn)單方便，操作盡量簡(jiǎn)化，簡(jiǎn)單易懂。三、參考資料 大全豆?jié){機(jī)原理圖電路設(shè)計(jì)與制版 綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè) 家用電器產(chǎn)品與電路剖析 家用電器通用電氣測(cè)試實(shí)訓(xùn)教程 單片機(jī)技術(shù)初步實(shí)踐 家電控制器開發(fā)與制作 電子產(chǎn)品制作工藝四、畢業(yè)論文課題時(shí)間： 2010年 ？月 ？日至 2011年 ？月 ？ 日五、進(jìn)度安排：周 次工作內(nèi)容預(yù)定目標(biāo)及檢查方式12資料收集學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)確定方向，收集相關(guān)資料。34硬件電路的設(shè)計(jì)元件選用并畫出電路原理圖及PCB圖。5制版焊接調(diào)試焊接控制器，測(cè)試67軟件的調(diào)試力求在有限的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)全部錯(cuò)誤78軟硬件的完善對(duì)不完善的地方進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?9

3、論文撰寫按照論統(tǒng)一的要求撰寫論文。六、 備注：1、 本任務(wù)書一式三份，系、指導(dǎo)教師和學(xué)生各執(zhí)一份；2、 學(xué)生須將此任務(wù)書按裝訂要求進(jìn)行裝訂。指導(dǎo)老師：英俊妞 系主任： 目錄摘要第一章 緒論1.1 個(gè)人職務(wù)1.2 設(shè)計(jì)的靈感來(lái)源1.3 市面產(chǎn)品第二章 硬件設(shè)計(jì)及選用2.1 硬件設(shè)計(jì)與使用2.2 整體結(jié)構(gòu)2.3 主體電路設(shè)計(jì)第三章 主要工作模塊說(shuō)明3.1.1 系統(tǒng)組成框圖3.1.2 單片機(jī)原理圖3.2液晶顯示功能實(shí)現(xiàn)第四章 硬件制作4.1電源板4.2控制板心得體會(huì)參考資料摘要這是一款基于HT66F50單片機(jī)的消毒柜，它集成了紫外線+臭氧消毒+低溫烘干、紅外線高溫消毒以及全自動(dòng)模式。是每個(gè)家庭必不可

4、少的家用電器。第一章 緒論1.1個(gè)人職務(wù)本人在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，主要負(fù)責(zé)硬件方面，即包括原理圖的設(shè)計(jì)，PCB板的編排，元器件的選用等。并結(jié)合組長(zhǎng)的軟件設(shè)計(jì)方案，合理掙了了元器件的布局，確定可執(zhí)行的功能，并反復(fù)檢查控制器的操作性，以力求這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的完美。1.2設(shè)計(jì)來(lái)源眾所周知，又順又德附近地區(qū)氣候高溫潮濕，以至于細(xì)菌容易滋生和繁殖，即使人們把餐具徹底地清洗干凈，如果沒(méi)有給予足夠的殺菌處理的話，也會(huì)影響到人們是身體健康，因此，我們便設(shè)計(jì)出一個(gè)可以為餐具消毒的電器，以保衛(wèi)我們的生命安全。1.3市面產(chǎn)品1.3.1安裝方式大致有3種鑲嵌式圖1.3.1A立式 圖1.3.1B壁掛式 圖1.3.1C1.3

5、.2照消毒方式大約有4種紅外線：用石英管通電產(chǎn)生的高溫來(lái)消滅細(xì)菌。紫外線：紫外線的對(duì)細(xì)菌、病毒的細(xì)胞膜，給核酸（DNA）以損傷，使細(xì)胞失去繁殖能力，達(dá)到快速殺菌的效果。 高溫蒸汽：原來(lái)類似于蒸爐，前提要在消毒前加上足夠的水，用于不太耐高溫的餐具。臭氧：由于臭氧有強(qiáng)氧化性，可以用來(lái)消滅細(xì)菌病毒。不過(guò)因?yàn)榇蠖鄶?shù)消毒柜都包含2種或以上的消毒方式，這里就不一一發(fā)圖了。第二章：硬件設(shè)計(jì)2.1硬件設(shè)計(jì)和使用本消毒柜是立式設(shè)計(jì)，紅外線、臭氧+紫外線的消毒柜，帶有時(shí)間控制、AD檢測(cè)等智能功能。2.2整體結(jié)構(gòu)：本消毒柜有幾個(gè)重要的部件，它們分別是發(fā)熱管：兩盞 臭氧發(fā)生器 紫外線燈 LED燈 LED顯示屏蜂鳴器2

6、.3主體電路設(shè)計(jì)2.3.1電源板這是整個(gè)消毒柜的電源板，是消毒柜的電源提供和控制強(qiáng)信號(hào)的部分。圖2.3.12.3.2電源部分是整個(gè)消毒柜的供電部分，由熔斷器、壓敏電阻、變壓器、整流橋、穩(wěn)壓器和各種電容組成。為整個(gè)消毒柜提供安全、可靠、穩(wěn)定的電源。圖2.3.2從市電220V出來(lái)，先經(jīng)過(guò)熔斷器和壓敏電阻保護(hù)電路，然后再通過(guò)變壓器降壓，接著經(jīng)過(guò)電容濾去高頻和低頻的信號(hào)，用7812輸出穩(wěn)定的+12V直流電，再經(jīng)過(guò)再次的濾波，通過(guò)7805輸出+5V的直流電。2.3.3繼電器組：用單片機(jī)輸出的弱信號(hào)控制電源的強(qiáng)信號(hào)圖2.3.3這些繼電器是單片驅(qū)動(dòng)的，用來(lái)控制紅外線燈、臭氧發(fā)生器、紫外線燈等強(qiáng)電流驅(qū)動(dòng)的信號(hào)

7、，其中，在“臭氧+紫外線消毒”層里還特意加個(gè)門應(yīng)開關(guān)，當(dāng)用戶打開門該層的門的時(shí)候，臭氧發(fā)生器的電源就會(huì)斷開，避免臭氧泄露，影響健康。2.3.4蜂鳴器：告訴用戶消毒柜的工作狀態(tài)和在必要時(shí)發(fā)出警告。圖2.3.4這是一款無(wú)源蜂鳴器，因?yàn)楸旧頉](méi)有LCR振蕩器，所以要單片機(jī)給予震蕩信號(hào)才能鳴叫，它的內(nèi)部需要高電平才能驅(qū)動(dòng)。2.3.5七針插線座：用于電源板和控制板的信息交流圖2.3.52.4.1控制板：消毒柜的核心部位，用于控制消毒柜的工作。圖2.4.12.4.2AD檢測(cè)：檢測(cè)高溫消毒時(shí)候的工作溫度。圖2.4.22.4.3LCD顯示：用戶通過(guò)它了解消毒柜的工作狀態(tài)。圖2.4.3這是12832漢字圖形點(diǎn)陣液

8、晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字、128個(gè)字符、及32*128點(diǎn)陣RAM。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特性：電源：VDD3.3V+5V(內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓)顯示內(nèi)容：128列*32行顯示顏色：藍(lán)底白字LCD類型：STN于MCU接口：3位串行配置LED背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、自定義字符、睡眠模式等。2.4.4工作指示燈：告訴用戶了解消毒柜的那個(gè)部位在工作圖2.4.42.4.5按鍵：輸入信號(hào)，提供單片機(jī)工作的信息圖2.4.5第三章：主要工作模塊說(shuō)明 3.1.1系統(tǒng)組成框圖：圖3.1.1 3.1.2單片機(jī)原理圖：消毒柜的核心部位，用于控制消毒柜的工作。圖3.1.23.2液晶顯示3.

9、2.1模塊參數(shù)：12832漢字圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內(nèi)置8192個(gè)中文漢字（16*16點(diǎn)陣）、128個(gè)字符（8*16）點(diǎn)陣及32*128點(diǎn)陣顯示RAM（GDRAM）。主要技術(shù)參數(shù)和顯示特征：電源：VDD3.3V5V（內(nèi)置升壓電路，無(wú)需負(fù)壓）顯示內(nèi)容：128列*32行顯示顏色：藍(lán)底白字顯示角度：6:00鐘直視LCD類型：STN與MUC接口：3位串行配置LED背光多種軟件功能：光標(biāo)顯示、畫面移位、之定義字符、睡眠模式等3.2.2串口接口管腳信號(hào)：管腳號(hào)名稱LEBER功能1VSSOV電源地2VSSOV電源地3VDD+5V電源正（3.0V 5.5V）4CSH/L模組片選端，高電平有效

10、5SIDH/L串行數(shù)據(jù)輸入端6SCLKH/L串行同步時(shí)鐘：上升沿時(shí)讀取SID數(shù)據(jù)7BL+VDD背光源電壓+4.2V-+5V8BL+VDD背光源電壓+4.2V-+5V表3.2.2第四章：硬件制作4.1安裝上述原理圖畫PCB板最終電路原理圖定下了，然后就是畫出PCB圖，采用的軟件是Protel 99 SE。在PCB圖基本畫好的時(shí)候，由于刻板機(jī)的精度問(wèn)題，觀察了幾組刻出來(lái)的板都存在同樣問(wèn)題：如果用線線寬小，就會(huì)刻斷，而且線間距刻出來(lái)后會(huì)偏大。所以，在畫板時(shí)要注意不要把線排得太密，而且在軟件設(shè)置方面要把線間距最設(shè)為0.3MM左右，線寬方面最小要達(dá)到1MM，焊盤直徑也要大，因?yàn)楹芏嘈°@頭已經(jīng)損壞。我的設(shè)

11、置時(shí)線距0.3MM，最小線寬1.5MM，焊盤最小直徑為2.1MM。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在畫板時(shí)鋪銅越多，刻板機(jī)效率越快。根據(jù)以往畫圖經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)弱電分開，而本電路分界點(diǎn)就是繼電器。所以先要處理好繼電器處的強(qiáng)弱電分隔（12V和220V），如果按照原理圖的連線直接擺放繼電器，會(huì)出現(xiàn)線交叉。特別是針對(duì)發(fā)熱體控制的強(qiáng)電電路，需要一個(gè)半功率控制，在畫圖中發(fā)現(xiàn)難以滿足半功率控制電路，由于發(fā)熱體的功率不少，幾百到一千瓦以上。所以一定要有一定線寬，線距也要增大。4.1.1電源板PCB圖圖4.1.14.1.2控制板PCB圖圖4.1.24.2電路板制作與焊接PCB圖畫好，也為適應(yīng)刻板機(jī)作了小部分修改，之后就到刻板。經(jīng)過(guò)之前其他

12、班同學(xué)的通宵作業(yè)，刻板機(jī)的精度明顯下降，底盤也有點(diǎn)不平整，下刀深度要小許加大，刻出來(lái)的板還好，在合理范圍之內(nèi)，線寬有的變?yōu)?MM，線距普遍達(dá)到0.7MM，因?yàn)楫嫲鍟r(shí)作了預(yù)計(jì)，板沒(méi)有作廢，更重要的是資源短缺！鉆孔方面，實(shí)驗(yàn)室殘存的鉆頭太大，鉆頭是自備的，鉆孔方面沒(méi)有破壞到焊盤。 最后就到電路板的焊接，在指導(dǎo)下，芯片的空腳要接地，但這設(shè)計(jì)中空的腳只有一個(gè)，而且是外中斷腳，在畫圖是后是進(jìn)行了接地，但我們以往沒(méi)有外中斷腳接地的經(jīng)驗(yàn)，所以我在焊接時(shí)把那腳電路刮開，焊上兩腳接線柱加上跳線作為調(diào)試用，以防對(duì)程序有影響。為方便程序調(diào)試，使現(xiàn)象更容易觀察，我先分開變壓器與強(qiáng)電部分，使變壓器另接電源線，在板上強(qiáng)電

13、部分通上12V電源，加串一個(gè)電阻，在繼電器對(duì)應(yīng)的硬件接線座上接上發(fā)光二極管，這樣就可以直觀地知道那個(gè)繼電器工作。4.3功能實(shí)現(xiàn)4.3.1按鍵說(shuō)明、“自動(dòng)”鍵：用于控制紅外線高溫消毒模式和臭氧+紫外線消毒+低溫烘干同步工作。蜂鳴器響一聲，進(jìn)入工作狀態(tài)。、“紅外線高溫消毒模式”鍵：按下按鍵1，LED1亮，進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)溫度到120 度，恒溫15min。停止工作，LED滅。、“臭氧+紫外線消毒+低溫烘干”鍵 ：按下臭氧加紫外線消毒工作模式按鍵，LED2亮，進(jìn)入臭氧加紫外線消毒工作狀態(tài)，工作30min，停止臭氧消毒器消毒。進(jìn)入低溫烘干狀態(tài)。工作15min，停止工作 ，LED滅。、“照明”鍵：柜內(nèi)的照

14、明燈亮，延時(shí)20s。4.3.2模式說(shuō)明自動(dòng)模式： 用于控制臭氧和紫外線發(fā)生器和石英管同步工作。紅外線高溫消毒模式： 控制石英管進(jìn)行工作臭氧+紫外線消毒+低溫烘干模式： 控制臭氧和紫外線發(fā)生器工作，并且由一條低溫加熱管為餐具烘干照明功能： 控制消毒柜內(nèi)照明燈的工作狀態(tài)4.3.3其他控制開門的感應(yīng)： 為了避免臭氧泄漏而影響健康，故在臭氧加紫外線消毒的門打開時(shí)控制臭氧發(fā)生器，使之在開門的瞬間關(guān)閉。 、開機(jī)時(shí)：長(zhǎng)鳴2s、模式撤換：1短聲、工作完成時(shí)：1短聲4.3.4保護(hù)措施：制熱過(guò)熱保護(hù)：電機(jī)溫度超過(guò)120時(shí)，消毒柜自動(dòng)關(guān)機(jī)。4.3.5LCD顯示工作時(shí)候顯示工作的時(shí)間和工作模式不工作時(shí)候只顯示時(shí)間4.

15、4功能測(cè)試4.4.1通電測(cè)試 接通電源后，蜂鳴器響一下，各個(gè)LED燈閃爍，LCD屏顯示歡迎信息。4.4.2功能按鍵測(cè)試 各個(gè)按鍵都可使實(shí)現(xiàn)所需功能4.4.3工作工程測(cè)試 在工作狀態(tài)下都實(shí)現(xiàn)理想，基本無(wú)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。4.4.4顯示測(cè)試 各個(gè)LED燈的亮與滅都與理想時(shí)候?qū)崿F(xiàn)。4.4.5AD檢測(cè)溫度的百分位總是顯示為1，經(jīng)過(guò)查找，發(fā)現(xiàn)是I/O口設(shè)置問(wèn)題，經(jīng)改正已經(jīng)恢復(fù)到正常狀態(tài)。心得體會(huì)在這次由牛老師輔導(dǎo)的畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，讓我深深地感悟到了，原來(lái)每件家用電器的設(shè)計(jì)和制作都是不簡(jiǎn)單的，特別在我們所做的控制板方面，就更加考驗(yàn)我們的專業(yè)能力和做人做事的態(tài)度。就舉些例子來(lái)說(shuō)吧，控制板的原理圖的設(shè)計(jì)，就涉及了許多的

16、專業(yè)知識(shí)，我們必須要查閱很多的資料才能設(shè)計(jì)出來(lái)。在設(shè)計(jì)PCB版方面，要考慮的事情就更多了，首先，我們所用的感光板只有一塊，所以我們?yōu)榱艘?jié)約資源，必須要在保證功能實(shí)現(xiàn)和封裝夠位置放下的前提之下，把我們的PCB版要設(shè)計(jì)的盡可能小；在封裝的擺放方面，我們又要精確了解每個(gè)封裝的大小以及管腳的位置和距離，才能開始畫板;另外，在畫板的過(guò)程當(dāng)中，我們不僅要考慮電氣間隙和強(qiáng)弱電的分離外，還要考慮到感光板的腐蝕的有效寬度等方面，只有這樣才能保證我們以后能做出合適的板和保證PCB板能夠正常工作。上述的工作已經(jīng)夠多了，但以后麻煩的事還多著呢。當(dāng)我們確認(rèn)好PCB板已經(jīng)畫好以后，就要把它在半透明的紙上打印，然后就要在感光板上曝光，接著把它浸在顯像液里顯像，最后把它放在腐蝕液里腐蝕。這些過(guò)程十分重要，而且操作也要十分謹(jǐn)慎，只要稍微有點(diǎn)小差錯(cuò)整個(gè)板就要重做了。在這里的確很考驗(yàn)我們的耐心和仔細(xì)心。當(dāng)腐蝕好板以后，就是元器件的焊接了，這里就需要操作電烙鐵，這也是已經(jīng)心靈手巧的活。最后，由組長(zhǎng)編寫程序并燒寫到芯片上，我們的控制板就基本上完成了。我很享受整個(gè)制作過(guò)程，因?yàn)樵诖酥凶寣W(xué)習(xí)到了在書本里學(xué)習(xí)不到的知識(shí)，也鍛煉了我自主開發(fā)能力和工作態(tài)度。我真是感謝