2017畢業(yè)設計（論文）-智能消毒柜設計與制作（硬件設計）

1、.又順又德職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計題 目 智能消毒柜設計與制作（硬件設計） 系 別 電子與信息工程系 年級專業(yè) 08級電子信息工程技術（智能家電） 學生姓名 指導教師 專業(yè)負責人 ？ 答辯日期 2011年？月？日 :又順又德職業(yè)技術學院畢業(yè)論文任務書電子與信息工程系 電子信息工程技術（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計與制作二、畢業(yè)論文內容和目標 針對廣東地區(qū)天氣：常年高溫多雨，細菌容易滋生，為了保證人們的健康。便設計出一個為餐具消毒的電器。 對市面上原有產品的功能、結構加以分析，并結合簡單的物理原理，使其更加完善，并且實現多功能和智能化。靈感源于生活

2、，應用服務于生活。實用為主，為使其應用簡單方便，操作盡量簡化，簡單易懂。三、參考資料 大全豆?jié){機原理圖電路設計與制版 綜合項目設計指導手冊 家用電器產品與電路剖析 家用電器通用電氣測試實訓教程 單片機技術初步實踐 家電控制器開發(fā)與制作 電子產品制作工藝四、畢業(yè)論文課題時間： 2010年 ？月 ？日至 2011年 ？月 ？ 日五、進度安排：周 次工作內容預定目標及檢查方式12資料收集學習相關的知識確定方向，收集相關資料。34硬件電路的設計元件選用并畫出電路原理圖及PCB圖。5制版焊接調試焊接控制器，測試67軟件的調試力求在有限的時間內發(fā)現全部錯誤78軟硬件的完善對不完善的地方進行適當的修改。89

3、論文撰寫按照論統(tǒng)一的要求撰寫論文。六、 備注：1、 本任務書一式三份，系、指導教師和學生各執(zhí)一份；2、 學生須將此任務書按裝訂要求進行裝訂。指導老師：英俊妞 系主任： 目錄摘要第一章 緒論1.1 個人職務1.2 設計的靈感來源1.3 市面產品第二章 硬件設計及選用2.1 硬件設計與使用2.2 整體結構2.3 主體電路設計第三章 主要工作模塊說明3.1.1 系統(tǒng)組成框圖3.1.2 單片機原理圖3.2液晶顯示功能實現第四章 硬件制作4.1電源板4.2控制板心得體會參考資料摘要這是一款基于HT66F50單片機的消毒柜，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模式。是每個家庭必不可

4、少的家用電器。第一章 緒論1.1個人職務本人在這次畢業(yè)設計項目中，主要負責硬件方面，即包括原理圖的設計，PCB板的編排，元器件的選用等。并結合組長的軟件設計方案，合理掙了了元器件的布局，確定可執(zhí)行的功能，并反復檢查控制器的操作性，以力求這次畢業(yè)設計的完美。1.2設計來源眾所周知，又順又德附近地區(qū)氣候高溫潮濕，以至于細菌容易滋生和繁殖，即使人們把餐具徹底地清洗干凈，如果沒有給予足夠的殺菌處理的話，也會影響到人們是身體健康，因此，我們便設計出一個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：用石英管通電產生的高溫來消滅細菌。紫外線：紫外線的對細菌、病毒的細胞膜，給核酸（DNA）以損傷，使細胞失去繁殖能力，達到快速殺菌的效果。 高溫蒸汽：原來類似于蒸爐，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：由于臭氧有強氧化性，可以用來消滅細菌病毒。不過因為大多數消毒柜都包含2種或以上的消毒方式，這里就不一一發(fā)圖了。第二章：硬件設計2.1硬件設計和使用本消毒柜是立式設計，紅外線、臭氧+紫外線的消毒柜，帶有時間控制、AD檢測等智能功能。2.2整體結構：本消毒柜有幾個重要的部件，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主體電路設計2.3.1電源板這是整個消毒柜的電源板，是消毒柜的電源提供和控制強信號的部分。圖2.3.12.3.2電源部分是整個消毒柜的供電部分，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，先經過熔斷器和壓敏電阻保護電路，然后再通過變壓器降壓，接著經過電容濾去高頻和低頻的信號，用7812輸出穩(wěn)定的+12V直流電，再經過再次的濾波，通過7805輸出+5V的直流電。2.3.3繼電器組：用單片機輸出的弱信號控制電源的強信號圖2.3.3這些繼電器是單片驅動的，用來控制紅外線燈、臭氧發(fā)生器、紫外線燈等強電流驅動的信號

7、，其中，在“臭氧+紫外線消毒”層里還特意加個門應開關，當用戶打開門該層的門的時候，臭氧發(fā)生器的電源就會斷開，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)和在必要時發(fā)出警告。圖2.3.4這是一款無源蜂鳴器，因為本身沒有LCR振蕩器，所以要單片機給予震蕩信號才能鳴叫，它的內部需要高電平才能驅動。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：檢測高溫消毒時候的工作溫度。圖2.4.22.4.3LCD顯示：用戶通過它了解消毒柜的工作狀態(tài)。圖2.4.3這是12832漢字圖形點陣液

8、晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內置8192個中文漢字、128個字符、及32*128點陣RAM。主要技術參數和顯示特性：電源：VDD3.3V+5V(內置升壓電路，無需負壓)顯示內容：128列*32行顯示顏色：藍底白字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部位在工作圖2.4.42.4.5按鍵：輸入信號，提供單片機工作的信息圖2.4.5第三章：主要工作模塊說明 3.1.1系統(tǒng)組成框圖：圖3.1.1 3.1.2單片機原理圖：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：12832漢字圖形點陣液晶顯示模塊，可顯示漢字及圖形，內置8192個中文漢字（16*16點陣）、128個字符（8*16）點陣及32*128點陣顯示RAM（GDRAM）。主要技術參數和顯示特征：電源：VDD3.3V5V（內置升壓電路，無需負壓）顯示內容：128列*32行顯示顏色：藍底白字顯示角度：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：管腳號名稱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串行數據輸入端6SCLKH/L串行同步時鐘：上升沿時讀取SID數據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圖基本畫好的時候，由于刻板機的精度問題，觀察了幾組刻出來的板都存在同樣問題：如果用線線寬小，就會刻斷，而且線間距刻出來后會偏大。所以，在畫板時要注意不要把線排得太密，而且在軟件設置方面要把線間距最設為0.3MM左右，線寬方面最小要達到1MM，焊盤直徑也要大，因為很多小鉆頭已經損壞。我的設

11、置時線距0.3MM，最小線寬1.5MM，焊盤最小直徑為2.1MM。根據經驗，在畫板時鋪銅越多，刻板機效率越快。根據以往畫圖經驗，強弱電分開，而本電路分界點就是繼電器。所以先要處理好繼電器處的強弱電分隔（12V和220V），如果按照原理圖的連線直接擺放繼電器，會出現線交叉。特別是針對發(fā)熱體控制的強電電路，需要一個半功率控制，在畫圖中發(fā)現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，也為適應刻板機作了小部分修改，之后就到刻板。經過之前其他

12、班同學的通宵作業(yè)，刻板機的精度明顯下降，底盤也有點不平整，下刀深度要小許加大，刻出來的板還好，在合理范圍之內，線寬有的變?yōu)?MM，線距普遍達到0.7MM，因為畫板時作了預計，板沒有作廢，更重要的是資源短缺！鉆孔方面，實驗室殘存的鉆頭太大，鉆頭是自備的，鉆孔方面沒有破壞到焊盤。 最后就到電路板的焊接，在指導下，芯片的空腳要接地，但這設計中空的腳只有一個，而且是外中斷腳，在畫圖是后是進行了接地，但我們以往沒有外中斷腳接地的經驗，所以我在焊接時把那腳電路刮開，焊上兩腳接線柱加上跳線作為調試用，以防對程序有影響。為方便程序調試，使現象更容易觀察，我先分開變壓器與強電部分，使變壓器另接電源線，在板上強電

13、部分通上12V電源，加串一個電阻，在繼電器對應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繼電器工作。4.3功能實現4.3.1按鍵說明、“自動”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，進入工作狀態(tài)。、“紅外線高溫消毒模式”鍵：按下按鍵1，LED1亮，進入工作狀態(tài)。當溫度到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。進入低溫烘干狀態(tài)。工作15min，停止工作 ，LED滅。、“照明”鍵：柜內的照

14、明燈亮，延時20s。4.3.2模式說明自動模式： 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： 控制消毒柜內照明燈的工作狀態(tài)4.3.3其他控制開門的感應： 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控制臭氧發(fā)生器，使之在開門的瞬間關閉。 、開機時：長鳴2s、模式撤換：1短聲、工作完成時：1短聲4.3.4保護措施：制熱過熱保護：電機溫度超過120時，消毒柜自動關機。4.3.5LCD顯示工作時候顯示工作的時間和工作模式不工作時候只顯示時間4.

15、4功能測試4.4.1通電測試 接通電源后，蜂鳴器響一下，各個LED燈閃爍，LCD屏顯示歡迎信息。4.4.2功能按鍵測試 各個按鍵都可使實現所需功能4.4.3工作工程測試 在工作狀態(tài)下都實現理想，基本無發(fā)現錯誤。4.4.4顯示測試 各個LED燈的亮與滅都與理想時候實現。4.4.5AD檢測溫度的百分位總是顯示為1，經過查找，發(fā)現是I/O口設置問題，經改正已經恢復到正常狀態(tài)。心得體會在這次由牛老師輔導的畢業(yè)設計當中，讓我深深地感悟到了，原來每件家用電器的設計和制作都是不簡單的，特別在我們所做的控制板方面，就更加考驗我們的專業(yè)能力和做人做事的態(tài)度。就舉些例子來說吧，控制板的原理圖的設計，就涉及了許多的

16、專業(yè)知識，我們必須要查閱很多的資料才能設計出來。在設計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現和封裝夠位置放下的前提之下，把我們的PCB版要設計的盡可能小；在封裝的擺放方面，我們又要精確了解每個封裝的大小以及管腳的位置和距離，才能開始畫板;另外，在畫板的過程當中，我們不僅要考慮電氣間隙和強弱電的分離外，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。上述的工作已經夠多了，但以后麻煩的事還多著呢。當我們確認好PCB板已經畫好以后，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。這些過程十分重要，而且操作也要十分謹慎，只要稍微有點小差錯整個板就要重做了。在這里的確很考驗我們的耐心和仔細心。當腐蝕好板以后，就是元器件的焊接了，這里就需要操作電烙鐵，這也是已經心靈手巧的活。最后，由組長編寫程序并燒寫到芯片上，我們的控制板就基本上完成了。我很享受整個制作過程，因為在此之中讓學習到了在書本里學習不到的知識，也鍛煉了我自主開發(fā)能力和工作態(tài)度。我真是感謝