基于單片機(jī)控制的紅外烘手器畢業(yè)論文

1、畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)紅外線感應(yīng)烘手器的設(shè)計(jì)紅外線感應(yīng)烘手器的設(shè)計(jì)專業(yè)專業(yè)應(yīng)用電子技術(shù)（汽車電子）應(yīng)用電子技術(shù)（汽車電子）學(xué)生姓名學(xué)生姓名李昌李昌班級班級10 應(yīng)電應(yīng)電 33學(xué)號學(xué)號指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師張靜張靜完成日期完成日期2013 年年 4 月月 26 日日目目 錄錄摘要.前言.第一章 方案設(shè)計(jì).11.1 信號采集模塊的選擇.11.2 單片機(jī)控制模塊的選擇.11.3 電機(jī)驅(qū)動模塊的選擇.21.4 熱風(fēng)電路模塊的選擇.2第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).32.1 電源電路設(shè)計(jì).32.2 單片機(jī)最小系統(tǒng).42.3 顯示電路設(shè)計(jì).52.4 加熱電路設(shè)計(jì).52.5 紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì).62.6 紅外接收電路設(shè)計(jì).62.7

2、 電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì).72.8 按鍵電路設(shè)計(jì).82.9 硬件電路總電路圖.9第三章 軟件設(shè)計(jì).103.1 主程序流程圖.103.2 紅外檢測子程序.113.3 按鍵子程序.113.4 加熱子程序.123.5 電機(jī)控制子程序.133.6 顯示輸出子程序.14第四章 紅外線感應(yīng)烘手器調(diào)試結(jié)果.154.1 調(diào)試仿真結(jié)果.16第五章 總結(jié).23致謝.24參考文獻(xiàn).25111摘摘 要要本文設(shè)計(jì)了一種紅外線感應(yīng)烘手器，該烘手器由紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、單片機(jī)控制模塊、數(shù)碼管顯示模塊、按鍵模塊、電機(jī)驅(qū)動電路組成，采用紅外感應(yīng)技術(shù)采集信號，并將此信號送入單片機(jī)，通過單片機(jī)控制烘手器工作，基本工作原理是：當(dāng)有

3、人手伸過來時(shí)，紅外線開關(guān)將風(fēng)機(jī)自動打開，人離開時(shí)又自動將吹風(fēng)機(jī)關(guān)閉，需要速度調(diào)節(jié)的可以通過強(qiáng)風(fēng)與弱風(fēng)選擇風(fēng)速的快慢，還可以選擇加熱模式，產(chǎn)生熱風(fēng)。紅外線感應(yīng)烘手器將紅外線控制開關(guān)和電熱吹風(fēng)機(jī)作為一體，用一只普通的電熱吹風(fēng)機(jī)，加裝一個(gè)紅外控制開關(guān)，就可以組成一個(gè)紅外線感應(yīng)烘手器，其效果與成品烘手器是一樣的。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞: : 單片機(jī)；風(fēng)速電機(jī)；驅(qū)動芯片 L298；紅外感應(yīng)技術(shù)；前前 言言隨著電子工業(yè)的發(fā)展，我們的日常生活與電子信息工業(yè)息息相關(guān)。電子工業(yè)的發(fā)展帶動整個(gè)人類前進(jìn)的步伐。本課題設(shè)計(jì)的紅外線模擬烘手器的設(shè)計(jì)與制作，主要利用單片機(jī) AT89S52 實(shí)現(xiàn)電路的整體功能。紅外線因?yàn)槠浒l(fā)射接收裝

4、置簡單造價(jià)低廉因而被廣泛應(yīng)用生產(chǎn)、生活、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域。本文介紹的紅外線控制的模擬烘手器，非常適應(yīng)于公共洗手間衛(wèi)生等場所，使用方面、衛(wèi)生，而且制作、安裝極為簡單。單片機(jī)作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，其性能好壞對整個(gè)系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用。早期的單片機(jī) 8031，89c51 等，大多采用紫外線擦除或需要專用的燒錄器，在實(shí)驗(yàn)調(diào)試仿真時(shí)比較麻煩，且存儲容量低，做大型的控制程序時(shí)，需要外接擴(kuò)展存儲器，造價(jià)和電路設(shè)計(jì)上都不劃算，因此不宜使用。自動烘手器是一種高檔衛(wèi)生潔具，廣泛應(yīng)用于賓館酒店、機(jī)場車站、體育場館等公共場所的洗手間。其工作原理及要求;只是采用一種紅外線控制的電子開關(guān)，當(dāng)有人手伸過來時(shí)，紅外線開關(guān)

5、將電熱吹風(fēng)機(jī)自動打開，人離開時(shí)又自動將吹風(fēng)機(jī)關(guān)閉。成品的自動烘手器將紅外線控制開關(guān)和電熱吹風(fēng)機(jī)制作為一體，本設(shè)計(jì)根據(jù)這個(gè)基本原理，自制了自動烘手器，該紅外線自動烘手器電路由單片機(jī)，紅外線發(fā)射器、紅外線接收放大器和開關(guān)控制器組成。隨著自動烘手器廣泛推廣和自動控制應(yīng)用的普及，紅外線自動烘手器設(shè)計(jì)課題有著更深遠(yuǎn)的意義第一章第一章 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)1.11.1 信號采集模塊的選擇信號采集模塊的選擇方案一方案一：采用壓片薄膜式傳感器進(jìn)行信號采集。壓片薄膜式傳感器是指將其貼在車門邊沿上，當(dāng)有乘客被夾到時(shí)會產(chǎn)生微弱的電荷量的變化，經(jīng)放大濾波后再經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片機(jī)所識別的數(shù)字信號。方案二方案二：采

6、用超聲波技術(shù)進(jìn)行信號采集。超聲波是高于聽覺頻率閾值的機(jī)械波，其頻率在 104Hz1012Hz 之間。超聲波具有直線傳播特性，頻率越高，反射能力越強(qiáng)，而繞射能力越弱，表現(xiàn)出更強(qiáng)的方向性。利用超聲波的這種特性，采用時(shí)間差值檢測法(常稱渡越時(shí)間檢測法)進(jìn)行距離的測量。其工作原理是：聲波發(fā)射探頭向介質(zhì)發(fā)射超聲波，聲波遇到目標(biāo)后有反射回波作用到接收探頭，測量發(fā)射時(shí)刻與接收時(shí)刻的時(shí)間差 t，然后根據(jù)以下公式計(jì)算距離 s： s=ct/2 （1-1）其中c 為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度(m/s)。由于超聲波在空氣中傳播速度與溫度有關(guān)。如果環(huán)境溫度變化顯著，必須考慮溫度補(bǔ)償?shù)膯栴}?？諝庵械穆曀賑 與溫度T(單位：

7、C)的關(guān)系可以表示為：c331.45+0.607T （1-2）方案三方案三：采用紅外線技術(shù)進(jìn)行信號采集。紅外探測器是由收、發(fā)裝置兩部分組成。發(fā)射裝置向裝在幾米甚至于幾百米遠(yuǎn)的接收裝置輻射一束紅外線，當(dāng)被遮斷時(shí)，接收裝置即發(fā)出信號，因此，它也是阻擋式報(bào)警器，或稱對射式探測器。通常，發(fā)射裝置由多諧振蕩器、波形變換電路、紅外發(fā)光管及光學(xué)透鏡等組成。振蕩器產(chǎn)生脈沖信號，經(jīng)波形變換及放大后控制紅外發(fā)光管產(chǎn)生紅外脈沖光線，通過聚焦透鏡將紅外光變?yōu)檩^細(xì)的紅外光束，射向接收端。接收裝置由光學(xué)透鏡、紅外光電管、放大整形電路、功率驅(qū)動器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成。光電管將接收到的紅外光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，?jīng)整形放大后推動執(zhí)行

8、機(jī)構(gòu)啟動設(shè)備。主動式紅外報(bào)警器有較遠(yuǎn)的傳輸距離，因紅外線屬于非可見光源，入侵者難以發(fā)覺與躲避，防御界線非常明確。方案選擇方案選擇：方案一是利用傳感器技術(shù)采集信號，它具有采集信號穩(wěn)定性好，且安裝簡便價(jià)格便宜等，但是其檢測的靈敏度較差，且硬件電路較復(fù)雜，軟件設(shè)計(jì)較繁瑣，故舍棄方案一；方案二采用的是超生波技術(shù)進(jìn)行采集信號，但是由于其采集信號的穩(wěn)定性較差，且在具體應(yīng)用上的可操作性亦較差，故舍棄方案二；方案三采用的是紅外線技術(shù)，此技術(shù)采集信號較穩(wěn)定，且安裝方便，靈敏度高，故選用此種方案進(jìn)行信號采集。1.21.2 單片機(jī)控制模塊單片機(jī)控制模塊的選擇的選擇方案方案 1 1：采用 FPJA 作為控制器。FPG

9、A 可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的邏輯功能、規(guī)模大、密度高、體積小、穩(wěn)定性高、I/O 資源豐富、易于進(jìn)行功能擴(kuò)展。采用并行的輸入輸出方式，提高了系統(tǒng)的處理速度，適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心。方案方案 2 2：采用 AT89S52 作為控制器。AT89S52 單片機(jī)式是一種低功耗，高性能的 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。使用 Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè) 80S51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上的 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器11。在單芯片上擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 AT89S5

10、2 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。方案選擇：方案選擇：方案一適合作為大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的控制核心，而方案二則為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。比較之下，故而舍棄方案一。采用方案二。1.31.3 電機(jī)驅(qū)動模塊電機(jī)驅(qū)動模塊的選擇的選擇方案一方案一：采用繼電器對電動機(jī)的開或關(guān)進(jìn)行控制，通過開關(guān)的切換對小車的速度進(jìn)行調(diào)整。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是電路比較簡單，缺點(diǎn)是繼電器的響應(yīng)時(shí)間慢、機(jī)械結(jié)構(gòu)易損壞、壽命較短可靠性不高。 方案二方案二：采用功率管組成橋型電機(jī)驅(qū)動電路，并利用 PWM 波來實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的有效值大小和極性進(jìn)行控制。這種調(diào)速方式具有調(diào)速特性優(yōu)良、調(diào)整平滑、調(diào)速范

11、圍廣、過載能力大，能承受頻繁的負(fù)載沖擊，能耗小等優(yōu)點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)頻繁的無級快速啟動和反轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。方案三方案三：采用L298專用芯片進(jìn)行驅(qū)動，該芯片有二個(gè)TTL/CMOS兼平電容的輸入，具有良好的抗干擾能力，4個(gè)輸出端具有較大的電流驅(qū)動能力，可以方便的驅(qū)動二個(gè)直流電動機(jī)或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。方案選擇方案選擇：由于使用的是永磁式直流電機(jī)，因此只能對電樞電壓進(jìn)行控制來實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速和方向的控制，因此電機(jī)驅(qū)動模塊要能方便的實(shí)現(xiàn)對輸出電壓的大小和極性控制。L298 芯片的工作原理和方案二一致，但是其工作時(shí)較方案二穩(wěn)定，且編程較為簡單，便于調(diào)試。另外 L298 內(nèi)部集成了兩個(gè) H 橋，能同時(shí)驅(qū)動兩個(gè)電機(jī)，硬件

12、實(shí)現(xiàn)較方案二簡單?；谏鲜隼碚摲治?，擬定選擇方案三。1.41.4 熱風(fēng)電路熱風(fēng)電路模塊的選擇模塊的選擇方案方案 1 1：電吹風(fēng)的電動機(jī)用直流電源供電，電熱絲用交流電源供電。優(yōu)點(diǎn)是直流電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，便宜。 方案方案 2 2：電吹風(fēng)和電熱絲并聯(lián)應(yīng)用交流電源，優(yōu)點(diǎn)是電路簡單。將熱風(fēng)電阻用 220V 的交流電流直接驅(qū)動。熱風(fēng)電路主要有兩部分組成，即風(fēng)熱部分和吹風(fēng)部分。將兩部分并接到交流電源，在 220V 電壓下即可同時(shí)工作。缺點(diǎn)是不利于控制風(fēng)速。方案選擇：方案選擇：考慮到便于控制風(fēng)速及相關(guān)因素，故而采用方案一。第二章第二章 紅外線烘手器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)紅外線烘手器系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)紅外感應(yīng)烘手器以單片機(jī) AT

13、89S52 系列為核心，外圍電路包括電源電路、紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、按鍵電路、顯示電路、電機(jī)驅(qū)動電路等組成。其工作過程：紅外發(fā)射紅外接收啟動電機(jī)按鍵模式顯示模式。系統(tǒng)框圖如圖 2.1 示： AT89S52單 片 機(jī)電源電路反相器紅外線發(fā)射顯示電路按鍵電路風(fēng)扇電路紅 外 接 收加熱電路圖 2.1 紅外線烘手器硬件電路結(jié)構(gòu)框圖 采用 AT89S52 單片機(jī)，反相器 74LS14D 等芯片。其工作過程大概如下：當(dāng)人手接近紅外探頭時(shí)，則紅外線被認(rèn)為擋住而使接收電路無法接收到紅外線，此時(shí)當(dāng)檢測到光束被遮擋時(shí)，由單片機(jī)給驅(qū)動電路提供信號，啟動烘手器，默認(rèn)情況下是冷風(fēng)模式，但冷風(fēng)模式下還可以選擇強(qiáng)冷風(fēng)

14、還是弱冷風(fēng)，同時(shí)還可以選擇熱風(fēng)模式，在熱風(fēng)模式下也可以選擇強(qiáng)熱風(fēng)和弱熱風(fēng)，此外默認(rèn)情況下冷風(fēng)時(shí)，顯示 0001；強(qiáng)冷風(fēng)模式時(shí)，顯示 0002；弱冷風(fēng)模式時(shí)，顯示 0003；在熱風(fēng)模式時(shí)，顯示 0004；強(qiáng)熱風(fēng)模式時(shí)，顯示 0005；弱熱風(fēng)時(shí)模式時(shí)，顯示 0006；當(dāng)人手離開時(shí)，電路復(fù)原，電機(jī)停止工作，等待下一次的工作信號。2.12.1 電源電路設(shè)計(jì)電源電路設(shè)計(jì) 電源開關(guān) SW1 送入 220V 經(jīng)過保險(xiǎn)絲后送入變壓器，保險(xiǎn)絲起保護(hù)電路的作用。變壓器 TR1 將 220V 的交流電源經(jīng)磁場耦合轉(zhuǎn)換成 12V 的交流電源，四個(gè)全波整流二極管將 12V 交流源整流為直流 12V 電源提供給后面電路。

15、由電容組成的濾波電路將整流后的電源進(jìn)行紋波濾除，濾除頻率較高的干擾紋波。再經(jīng)一穩(wěn)壓芯片 L7805 即可轉(zhuǎn)換出 5V 電源為后端電路供電。如下圖 2.1 所示：圖 2.1 電源電路圖2.22.2 單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)連接電路中最基本的部分，它主要由電源電路、復(fù)位電路、時(shí)鐘震蕩電路三部分組成。其電路圖如圖 2.2 所示：圖2.2 最小系統(tǒng)整體電路圖1.1.電源電路電源電路 電源電路是單片機(jī)最小系統(tǒng)的重要組成部分，它的主要功能能給單片機(jī)電路持續(xù)供電。通過 LM7805穩(wěn)壓成+5V 來為單片機(jī)供電，LM7805是+5V 的集成穩(wěn)壓電源。2.2.復(fù)位電路復(fù)位電路為確保微機(jī)

16、系統(tǒng)中電路穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位電路的第一功能是上電復(fù)位。一般微機(jī)電路正常工作需要供電電源為5V5%，即 4.755.25V。由于微機(jī)電路是時(shí)序數(shù)字電路，它需要穩(wěn)定的時(shí)鐘信號，因此在電源上電時(shí)，只有當(dāng) VCC 超過 4.75V 低于 5.25V 以及晶體振蕩器 穩(wěn)定工作時(shí)，復(fù)位信號才被撤除，微機(jī)電路開始正常工作。3.3.時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路XTAL1 和 XTAL2 分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件，XTAL2 應(yīng)不接。因?yàn)橐粋€(gè)機(jī)器周期含有 6 個(gè)狀態(tài)周期，而每個(gè)狀態(tài)周期為 2 個(gè)振蕩周期，

17、所以一個(gè)機(jī)器周期共有 12 個(gè)振蕩周期，如果外接石英晶體振蕩器的振蕩頻率為 12MHZ，一個(gè)振蕩周期為 1/12us，故而一個(gè)機(jī)器周期為 1us5。2.32.3 顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)紅外線感應(yīng)烘手機(jī)默認(rèn)冷風(fēng)，共設(shè)有熱風(fēng)鍵，強(qiáng)風(fēng)鍵，弱風(fēng)鍵和開關(guān)鍵 4 個(gè)鍵，當(dāng)烘手機(jī)在無效工作狀態(tài)，即紅外感應(yīng)檢測電路沒有檢測到信號，顯示“0000” ； 當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，即紅外感應(yīng)檢測電路檢測到信號時(shí)，顯示“0001”如下圖 2.3 所示：圖 2.3 顯示電路圖2.42.4 加熱電路設(shè)計(jì)加熱電路設(shè)計(jì)繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動控制

18、電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關(guān)”。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用，繼電器在本設(shè)計(jì)中用于控制模擬加熱絲加熱，工作時(shí)燈亮。如圖 2.4 所示：圖 2.4 加熱電路圖2.52.5 紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì)紅外發(fā)射電路設(shè)計(jì) 紅外線發(fā)射電路主要由紅外線發(fā)射管組成。紅外發(fā)射管的負(fù)極接到單片機(jī)P1.4 口，當(dāng)電源接通時(shí)，單片機(jī)的 P1.4 口設(shè)為輸出狀態(tài)，當(dāng) P1.4 口輸出為“0”時(shí)，二極管均成導(dǎo)通狀態(tài)，發(fā)出紅外光，正常情況下沒有遮擋時(shí) P1.4 口輸出為 00H。紅外線發(fā)射二極管在使用時(shí)，須由電流驅(qū)動，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，最重要的是在 IF電流的控制，設(shè)計(jì)出的驅(qū)動電流

19、IF不能太大，若大于 IF(max)則元件有燒毀之慮，IF若太小，則其發(fā)射束就會變小。通過查閱資料可知IF(max)在 20mA 左右，通過計(jì)算可得限流電阻的最小值為 200 歐，本電路選取470 歐。如圖 2.5 所示：圖 2.5 紅外發(fā)射電路圖2.62.6 紅外接收電路設(shè)計(jì)紅外接收電路設(shè)計(jì)紅外線接收電路主要由紅外線接收二極管組成，主要功能是用來接收發(fā)射的紅外線，正常情況下能夠成功接收，如果有手伸入，中斷紅外線，將接受不到紅外線，此時(shí)判斷為應(yīng)當(dāng)有物體，由單片機(jī)控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)。具體電路連接如下圖，紅外線接收管的負(fù)極與反相器芯片 74LS14D 的 A1 腳，當(dāng)沒有遮擋時(shí)接收管正常接收到紅外線時(shí)并導(dǎo)

20、通，+5V 電源通過 D1 的正極加到反相器 74LS14D 的輸入端，進(jìn)行反相為低電平，輸出管腳接單片機(jī)的 P3.0，這時(shí)的 P3.0 口為低電平：而當(dāng)有人伸入使紅外線被遮擋時(shí)，接收管截止，反相器輸入端為低電平，反相后輸出高電平，這時(shí)的單片機(jī)的 P3.0 口為高電平。當(dāng)檢測到光束被遮擋時(shí)。此脈沖信號驅(qū)動電機(jī)電路及相關(guān)電路工作，直至當(dāng)人手離開為止，停止工作。如下圖 2.6 所示：圖 2.6 紅外接收電路圖2.72.7 電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動電路設(shè)計(jì) 該電路利用單片機(jī)的中斷技術(shù)和定時(shí)器技術(shù)可調(diào)占空比的PWM波，P1.1口接的是強(qiáng)風(fēng)按鍵，P1.2接口是弱風(fēng)按鍵，PWM脈沖調(diào)制量通過L298控制直

21、流電機(jī)的速度，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中VS的電壓比VCC的電壓高。否則會出現(xiàn)失控現(xiàn)象。L298的IN1驅(qū)動輸入引腳接單片機(jī)的P1.6口，IN2驅(qū)動輸入引腳接單片機(jī)的P1.7口，該芯片有二個(gè)TTL/CMOS兼平電容的輸入，具有良好的抗干擾能力，4個(gè)輸出端具有較大的電流驅(qū)動能力，可以方便的驅(qū)動二個(gè)直流電動機(jī)或一個(gè)兩相步進(jìn)電機(jī)。如下圖 2.7 所示：圖 2.7 電機(jī)驅(qū)動電路圖2.82.8 按鍵電路設(shè)計(jì)按鍵電路設(shè)計(jì) 可分為冷風(fēng)和熱風(fēng)兩部分：電源開關(guān) K0，模擬接收紅外開關(guān) K1，強(qiáng)風(fēng)開關(guān) K2，弱風(fēng)開關(guān) K3，加熱開關(guān) K4。冷風(fēng)：（1）當(dāng)烘手機(jī)無效工作時(shí)，顯示“0000” ，燈泡不亮，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)；繼電器斷開。（

22、2）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，顯示“0001” ，燈泡不亮，風(fēng)扇中速；繼電器斷開。（3）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下強(qiáng)風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0002” ，燈泡不亮，風(fēng)扇高速；繼電器斷開。 （4）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下弱風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0003” ，燈泡不亮，風(fēng)扇低速；繼電器斷開 熱風(fēng)：（5）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，顯示“0004” ，燈泡亮，風(fēng)扇中速；燈泡亮，繼電器吸合。 （6）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下強(qiáng)風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0005” ，燈泡亮，風(fēng)扇高速；繼電器吸合。（7）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下弱風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0006” ，燈泡亮，風(fēng)扇低速；繼電器吸合。如下圖 2.8 所示：圖 2.8 按鍵電路圖2.92.9 硬件電路

23、總電路圖硬件電路總電路圖紅外線感應(yīng)烘手機(jī)由電源電路、紅外線發(fā)射電路、紅外線接收電路、單片機(jī)控制部分電路、顯示電路、風(fēng)扇電路、加熱（用燈泡紅外線感應(yīng)電熱絲）電路等組成。電源開關(guān) K0，強(qiáng)風(fēng)開關(guān) K2，弱風(fēng)開關(guān) K3，加熱開關(guān) K4。如圖 2.9 所示：圖 2.9 紅外線感應(yīng)烘手器總電路圖第三章第三章 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)3.13.1 主程序流程圖主程序流程圖主程序模塊主要完成編程芯片的初始化及按需要調(diào)用各模塊（子程序） ，設(shè)計(jì)流程圖如圖 3.1 所示，其中電源開關(guān) K0，模擬接收紅外信號開關(guān) K1，強(qiáng)風(fēng)開關(guān) K2，弱風(fēng)開關(guān) K3，加熱開關(guān) K4。如圖 3.1 所示：圖 3.1 主程序流程圖開 始初始

24、化不加熱k0=0?k2=0?k3=0?k2.k4=0?加 熱冷 風(fēng)強(qiáng)冷風(fēng)弱冷風(fēng)顯示 0001k4=0?k3.k4=0?熱 風(fēng)顯示 0004強(qiáng) 熱 風(fēng)弱 熱 風(fēng)顯示 0005顯示 0006顯示 0002顯示 0003NNNNNNYYYYYYYNNY3.23.2 紅外檢測子程序紅外檢測子程序紅外檢測子程序主要是指當(dāng)手伸入時(shí)，紅外線采集信號系統(tǒng)開始工作，當(dāng)手離開時(shí)會將紅外線信號切斷，當(dāng)單片機(jī) P3.0 口為低電平時(shí)，單片機(jī)自動控制烘手器開始工作。否則當(dāng)單片機(jī) P3.0 口為高電平時(shí)，烘手器停止工作。如圖 3.2 所示：紅外線信號被切斷？P3.0=0烘手器工作 P3.0=1烘手器不工作 結(jié) 束NY初始

25、化圖 3.2 紅外檢測子程序 3.33.3 按鍵子程序按鍵子程序按鍵子程序主要選用了四個(gè)按鍵對烘手器進(jìn)行控制，電源開關(guān) K0，強(qiáng)風(fēng)開關(guān) K2，弱風(fēng)開關(guān) K3，加熱開關(guān) K4。通過按鍵對應(yīng)單片機(jī)口處電平的高低控制烘手器的運(yùn)行，主要是通過判斷是否需要加熱，然后在判斷熱風(fēng)中是否需要強(qiáng)熱風(fēng)還是弱熱風(fēng)，同時(shí)在冷風(fēng)當(dāng)中判斷是否需要強(qiáng)冷風(fēng)還是弱冷風(fēng)。具體流程圖如圖 3.3 所示：開始開始K1=0?k4=0?NYYK2 且 k4=0?K3 且 k4=0?K2=0?K3=0?強(qiáng) 熱 風(fēng)弱 熱 風(fēng)強(qiáng) 冷 風(fēng)弱 冷 風(fēng)熱 風(fēng)冷 風(fēng)YNNNYYYNN圖 3.3 按鍵子程序3.43.4 加熱子程序加熱子程序加熱子程序主

26、要是通過繼電器的吸合來控制模擬加熱絲加熱，工作時(shí)燈亮，主要是通過控制 P3.1 口的高低電平來驅(qū)動繼電器的吸合與關(guān)閉，從而控制熱絲的加熱與不加熱。若 P3.1=0，則繼電器不吸合，即熱絲不加熱，加熱燈絲不亮。若P3.1=1，則繼電器吸合，即加熱燈絲燈亮。3.53.5 電機(jī)控制子程序電機(jī)控制子程序電機(jī)控制子程序主要利用定時(shí)器 T0 產(chǎn)生一個(gè)周期為 4ms 占空比可調(diào)的PWM 波，用 P1.6 口和 P1.7 口，作為輸出口 PWM 波，強(qiáng)風(fēng)鍵實(shí)現(xiàn)占空比增加，接到 P1.1 口，弱風(fēng)鍵實(shí)現(xiàn)占空比降低，接到 P1.2 口，再將 P1.6 和 P1.7 口得到的 PWM 波送到 L298 的 IN1

27、和 IN2 引腳上可以驅(qū)動點(diǎn)擊的運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖 3.5 所示：圖 3.5 電機(jī)控制子程序 開 始初始化占空比加鍵按下？PWMH=PWM?PWMH+1=PWM?停止定時(shí)器PWMH=02H?占空比減鍵按下？PWMH=01H?PWMH-1=01H?PWMH-1=PWMH?停止定時(shí)器PWMH+1啟動定時(shí)器PWMH-1啟動定時(shí)器NNNNNNNYYYYYNYYY3.63.6 顯示輸出子程序顯示輸出子程序顯示輸出子程序主要選用了數(shù)碼管顯示對烘手器進(jìn)行顯示，通過按鍵對應(yīng)單片機(jī)口角處電平的高低控制烘手器的運(yùn)行來顯示相對應(yīng)的工作狀態(tài)。如圖 3.6所示:確認(rèn)顯示數(shù)字送段碼 數(shù)碼管初始化送位碼系統(tǒng)初始化 返回NY顯示完？

28、 圖 3.6 顯示輸出子程序第四章第四章 紅外線感應(yīng)烘手器調(diào)試結(jié)果紅外線感應(yīng)烘手器調(diào)試結(jié)果在對紅外線感應(yīng)烘手器進(jìn)行設(shè)計(jì)后，為了對各個(gè)功能模塊進(jìn)行驗(yàn)證，需要確保本設(shè)計(jì)能夠正確運(yùn)行，首先使用 Keil 軟件對部分電路進(jìn)行編程，根據(jù)提示的錯(cuò)誤進(jìn)行修改，直到程序能正常運(yùn)行，再將所編寫的程序?qū)胍抡娴碾娐罚_保工作電路能實(shí)現(xiàn)紅外線感應(yīng)烘手器所要求的功能。各部分電路的仿真圖如下：4.14.1 調(diào)試仿真結(jié)果調(diào)試仿真結(jié)果紅外線感應(yīng)烘手機(jī)可以根據(jù)情況，實(shí)現(xiàn)熱風(fēng)與涼風(fēng)，強(qiáng)風(fēng)與弱風(fēng)換擋?；竟ぷ髟硎牵杭t外發(fā)射紅外接收繼電器電熱絲L298 芯片驅(qū)動電吹風(fēng)五個(gè)過程,；電源開關(guān) K0，模擬接收紅外開關(guān) K1，強(qiáng)風(fēng)開關(guān)

29、 K2，弱風(fēng)開關(guān)K3，加熱開關(guān) K4, 冷風(fēng)：（1）當(dāng)烘手機(jī)無效工作時(shí)，顯示“0000” ，燈泡不亮，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)；繼電器斷開。（2）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，顯示“0001” ，燈泡不亮，風(fēng)扇中速；繼電器斷開。（3）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下強(qiáng)風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0002” ，燈泡不亮，風(fēng)扇高速；繼電器斷開。 （4）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下弱風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0003” ，燈泡不亮，風(fēng)扇低速；繼電器斷開 熱風(fēng)：（5）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，顯示“0004” ，燈泡亮，風(fēng)扇中速；燈泡亮，繼電器吸合。 （6）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下強(qiáng)風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0005” ，燈泡亮，風(fēng)扇高速；繼電器吸合。（7）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，按下

30、弱風(fēng)鍵時(shí)，顯示“0006” ，燈泡亮，風(fēng)扇低速；繼電器吸合。各功能其仿真圖如下所示:冷風(fēng)：（1）當(dāng)烘手機(jī)不工作時(shí),模擬接收紅外開關(guān) K1 關(guān)閉，顯示“0000” ，加熱燈泡不亮，風(fēng)扇不轉(zhuǎn)； 繼電器不吸合，轉(zhuǎn)速為 0，如下圖所示：不工作時(shí)仿真結(jié)果圖（2）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，模擬接收紅外開關(guān) K1 打開，顯示“0001” ，加熱燈泡不亮，風(fēng)扇中速；繼電器不吸合，轉(zhuǎn)速為 196， 如下圖所示：冷風(fēng)仿真結(jié)果圖（3）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，模擬接收紅外開關(guān) K1 打開，按下強(qiáng)風(fēng)開關(guān) K2時(shí)，顯示“0002” ，加熱燈泡不亮，繼電器不吸合，風(fēng)扇高速；轉(zhuǎn)速為 460， 如下圖所示：強(qiáng)冷風(fēng)仿真結(jié)果圖（4）當(dāng)烘手機(jī)

31、有效工作時(shí)，模擬接收紅外開關(guān) K1 打開，按下弱風(fēng)開關(guān) K3時(shí)，顯示“0003” ，加熱燈泡不亮，繼電器不吸合，風(fēng)扇低速；轉(zhuǎn)速為 122， 如下圖所示： 弱冷風(fēng)仿真結(jié)果圖熱風(fēng)：（5）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，模擬接收紅外開關(guān) K1 打開，按下加熱開關(guān) K4 時(shí)，顯示“0004” ，加熱燈泡亮，風(fēng)扇中速；繼電器吸合，轉(zhuǎn)速為192，如下圖所示： 熱風(fēng)仿真結(jié)果圖（6）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，模擬接收紅外開關(guān) K1 打開，按下強(qiáng)風(fēng)開關(guān) K2和加熱開關(guān) K4 時(shí)，顯示“0005” ，加熱燈泡亮，風(fēng)扇高速；繼電器吸合，轉(zhuǎn)速為 450，如下圖所示: 強(qiáng)熱風(fēng)仿真結(jié)果圖（7）當(dāng)烘手機(jī)有效工作時(shí)，模擬接收紅外開關(guān) K1 打

32、開，按下弱風(fēng)開關(guān) K3 和加熱開關(guān) K4 時(shí)，顯示“0006” ，加熱燈泡亮，繼電器吸合，風(fēng)扇低速；轉(zhuǎn)速為105，如下圖所示： 弱熱風(fēng)仿真結(jié)果圖第五章第五章 總總 結(jié)結(jié)在本次論文的設(shè)計(jì)過程中，參考了各方面的相關(guān)文獻(xiàn)資料，使本人對單片機(jī)以及紅外技術(shù)的使用和設(shè)計(jì)有了更深刻的認(rèn)識。本設(shè)計(jì)研究的是一種紅外感應(yīng)自動烘手器，基于單片機(jī)控制和紅外信號的采集與接收，按鍵功能的選擇及運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)碼顯示，從系統(tǒng)的基本原理、系統(tǒng)硬件的組成、系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)等對該烘手器系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。它是以AT89C52 單片機(jī)作為中心控制單元，通過紅外線信號的發(fā)射與接收來檢測信號的，還可以通過按鍵調(diào)整風(fēng)速的快慢，以及可以用數(shù)碼顯示器顯示當(dāng)時(shí)的工作狀態(tài)，采用四位數(shù)碼管可顯示數(shù)值，使人們做出相應(yīng)的操作，雖然實(shí)際操作中有點(diǎn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平穩(wěn)的誤差，但是能夠滿足烘手器系統(tǒng)的要求，本設(shè)計(jì)存在的問題在于檢測過程中，存在著很多盲區(qū)可能無法測量到，為了減少盲區(qū)，覆