基于單片機(jī)的多功能霧化器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于單片機(jī)的多功能霧化器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)Designandimplementationofmultifunctionalatomizerbasedonsinglechipmicrocomputer內(nèi)容摘要隨著空氣受到一定污染的環(huán)境下，空氣中的灰塵，雜質(zhì)，PM2.5會損壞人體的健康。并且人體的皮膚在干燥的環(huán)境下會感到干癢和不適。本設(shè)計(jì)是基于CMS89F6385B單片機(jī)的多功能智能霧化器，通過單片機(jī)控制超聲波裝置霧化片以2.4MHZ的頻率使水面產(chǎn)生霧化現(xiàn)象，并控制風(fēng)扇將霧化的水汽均勻的擴(kuò)散開來。單片機(jī)整體設(shè)計(jì)系統(tǒng)還包涵LED三色氛圍燈，暖白燈，藍(lán)牙模塊，獨(dú)立控制按鍵，LF0038KALE紅外接收，LED指示燈，蜂鳴器和工作過程中自我安全保護(hù)檢測等多功能設(shè)計(jì)。在使用單片機(jī)控制霧化片產(chǎn)生霧化增加空氣濕度的同時，還可以通過紅外遙控器或獨(dú)立按鍵來操控系統(tǒng)LED三色氛圍燈，使其發(fā)出不同顏色的燈光效果，還可以手機(jī)連接藍(lán)牙，連接上后系統(tǒng)內(nèi)置音響可以播放自己喜歡的音樂。從而達(dá)到在調(diào)節(jié)周圍空氣濕度的同時，還可以多功能選擇的調(diào)節(jié)燈光，音樂等周邊環(huán)境氛圍。測試研究表明效果顯著，具有一定的研發(fā)前景。關(guān)鍵詞：空氣污染單片機(jī)系統(tǒng)霧化現(xiàn)象空氣濕度多功能設(shè)計(jì)

AbstractAstheairispollutedtosomeextent,thedust,impuritiesandPM2.5intheairwilldamagehumanhealth.Andthehumanskininadryenvironmentwillfeeldryitchanddiscomfort.Thisdesignisbasedonthecms89f6385bsingle-chipmicrocomputermulti-functionalintelligentatomizer,throughthesingle-chipmicrocomputercontrolultrasonicdeviceatomizationsheetwiththefrequencyof2.4MHztoproducetheatomizationphenomenononthewatersurface,andcontrolthefantoevenlyspreadtheatomizedwatervapor.Thewholedesignsystemofsinglechipmicrocomputeralsoincludesmultifunctionaldesign,suchasLEDthree-coloratmospherelight,warmwhitelight,Bluetoothmodule,independentcontrolbutton,lf0038kaleinfraredreceiving,LEDindicatorlight,buzzerandself-protectiondetectioninworkingprocess.Whenthesinglechipmicrocomputerisusedtocontroltheatomizationpiecetoproduceatomizationandincreasetheairhumidity,thesystemledthree-coloratmospherelampcanalsobecontrolledbyinfraredremotecontrollerorindependentbuttontoproducedifferentcolorlightingeffects,andthemobilephonecanbeconnectedwithBluetooth,andthebuilt-insoundofthesystemcanplayyourfavoritemusicwhenconnected.Soastoadjustthesurroundingairhumidityandadjustthesurroundingenvironmentatmospheresuchaslighting,musicandsoon.Thetestresearchshowsthattheeffectisremarkableandhasacertainresearchanddevelopmentprospect.Keywords:AirpollutionMicrocomputersystemAtomizationAirhumidity

目錄第一章緒論 第一章緒論1.1研究背景與意義我國經(jīng)濟(jì)快速增長，是離不開重工業(yè)，制造業(yè)等的扶持。在這些企業(yè)的扶持下我國得到的是經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，但是俗話說“有得必有失”，我們失去的是好的生態(tài)環(huán)境。目前在許多城市都存在空氣質(zhì)量差，PM2.5濃度超標(biāo)等等空氣污染問題。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電子技術(shù)也迎來了高速發(fā)展得“春天”。特別在服務(wù)家庭生活得電子技術(shù)得技術(shù)越發(fā)成熟，市面上出現(xiàn)不少關(guān)于智能家居得單品，如小米得智能掃地機(jī)，多功能門鎖，智能窗簾等等智能家居單品。越來越多智能單品可以改變?nèi)嗣竦纳瞽h(huán)境和居住條件。多功能霧化器就可以解決當(dāng)前我國居住空氣環(huán)境差，空氣干燥等環(huán)境問題，智能霧化器以超聲波換能得方法由單片機(jī)控制產(chǎn)生高頻率震動，使純凈水得水面產(chǎn)生霧化現(xiàn)象，再由單片機(jī)控制得風(fēng)扇將霧化得水汽均勻得吹出到空氣中。在不斷的霧化過程里，智能霧化器周圍得空氣會保持這一定得濕度和減低空氣中的PM2.5。并且智能霧化器還帶有三色LED燈，藍(lán)牙，遙控紅外控制等等智能功能。LED三色燈可以調(diào)為氛圍燈狀態(tài)，使整個房間的燈光環(huán)境截然不同。在一定距離可以紅外遙控智能霧化器和手機(jī)連接藍(lán)牙播放喜歡的音樂調(diào)節(jié)整個空間的聲音氛圍。霧化現(xiàn)象使周圍環(huán)境保持一定的濕度，不僅可以在一定條件下還可以抑制環(huán)境中細(xì)菌和病菌的滋生，防止人體呼吸道受細(xì)菌和病菌感染出現(xiàn)不適，清潔空氣對人體有益得作用，還可以在一定濕度下，對家里的家居起到一定的保護(hù)作用。當(dāng)向智能霧化器純凈水中滴入特制的“清香精油”后，當(dāng)發(fā)生霧化現(xiàn)象時可以給一定范圍內(nèi)的空氣消毒。1.2研究內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要以CMS89F6385B芯片為系統(tǒng)控制核心，在控制超聲波裝置霧化片形成霧化現(xiàn)象為基礎(chǔ)功能的同時，加入了藍(lán)牙模塊，紅外接收模塊，獨(dú)立按鍵控制，LEC三色氛圍燈，自我安全檢測保護(hù)等等功能。通過硬件與軟件相結(jié)合達(dá)到設(shè)計(jì)的要求與目的。本文主要介紹基于單片機(jī)的多功能智能霧化器系統(tǒng)的工作原理，硬件設(shè)計(jì)思路，軟件架構(gòu)邏輯以及整體功能的展示與介紹。整體系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)技術(shù)，藍(lán)牙通信技術(shù)，紅外接收技術(shù)等對CMS89F6385B芯片，藍(lán)牙模塊，紅外接收模塊等等其他功能模塊的控制和編程驅(qū)動和最后的整體系統(tǒng)調(diào)試。1.3設(shè)計(jì)研究任務(wù)及要求本論文設(shè)計(jì)以增濕空氣，調(diào)節(jié)周邊環(huán)境氛圍為目標(biāo)，基于單片機(jī)整體控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)，預(yù)期此設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)以下幾個任務(wù)從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求：（1）通過控制，可以使風(fēng)扇工作和超聲波裝置霧化片在一定的頻率下工作，使水面產(chǎn)生霧化現(xiàn)象。從而達(dá)到在一定范圍內(nèi)的空氣中的水分比例得到提升，達(dá)到增濕的效果。（2）通過藍(lán)牙無線通訊的原理，可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙與手機(jī)/平板連接，設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)置揚(yáng)聲器可以播放音樂。（3）利用紅外接收原理實(shí)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)通過遙控器可以遠(yuǎn)程控制設(shè)備工作狀態(tài)。（4）利用芯片脈沖寬度調(diào)制PWM通道，控制三色RGB燈，顯示出不同燈的顏色，多種工作方式。從而達(dá)到調(diào)節(jié)周邊燈光環(huán)境的氛圍。（5）利用芯片運(yùn)算放大器和AD通道，時刻檢測著工作是否處在安全狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)工作狀態(tài)異常時，會自動響應(yīng)相關(guān)操作。從而確保設(shè)備不會損壞和設(shè)備一直處于安全的工作環(huán)境。1.4論文架構(gòu)安排 本論文第一章主要介紹改課題的研究背景和需要達(dá)到的要求，從第一章你可以了解到該課題的意義和想要達(dá)到的目的，并且可以初步對霧化器有一定的概念。 第二章主要是系統(tǒng)芯片的選型和整體設(shè)計(jì)方案，這一章節(jié)你可以初步宏觀的了解到該系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)思路，對本設(shè)計(jì)的需要實(shí)現(xiàn)的功能有一個初步的了解。 第三章和第四章建議看者按照功能模塊相互結(jié)合來看，第三章主要簡介硬件的設(shè)計(jì)和相關(guān)器件的作用，相對應(yīng)的第四章軟件的設(shè)計(jì)會與第三章硬件的設(shè)計(jì)有很大的關(guān)聯(lián)，需要結(jié)合來看才更加深入的了解軟件和硬件設(shè)計(jì)的意義。同時第三和第四章也為本論文的重中之重，不僅可以讓你了解到每個模塊功能是如何實(shí)現(xiàn)，還講解了設(shè)計(jì)硬件，軟件的整體過程。第五章是對整體功能設(shè)計(jì)的控制簡介，這一章節(jié)主要是向讀者從按鍵板出發(fā)，如何操控本設(shè)計(jì)的所有功能，同時也介紹到系統(tǒng)本身自行觸發(fā)的功能?？梢宰屪x者整體了解每個功能如何操作。1.5本章小結(jié) 本章介紹了本課題研究前景和研究方向，宏觀的介紹了一下智能家居之一的智能霧化器的應(yīng)用前景和市場情況。然后根據(jù)需求，提出本設(shè)計(jì)需要達(dá)到的目標(biāo)和設(shè)計(jì)的要求。并且介紹了本論文的架構(gòu)安排，讓讀者清楚如何更好的閱讀本論文。

第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與選擇芯片作為整個系統(tǒng)的“心臟”，芯片的選用尤其重要。本系統(tǒng)主要是以控制超聲波裝置霧化片來使水面產(chǎn)生霧化現(xiàn)象從而來對周圍空氣增濕為基礎(chǔ)功能，調(diào)節(jié)周圍聲光氛圍等為擴(kuò)展功能的多功能智能霧化器設(shè)備。所以芯片的選用需要考慮到方方面面的問題。方案一：89C51是作為電子信息工程專業(yè)接觸最多的一款傳統(tǒng)的芯片，在校期間也是也89C51為教學(xué)題材，進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)。所以用89C51來作為本系統(tǒng)的主控芯片不僅有大量資料可以提供我們參考，還有需要開源程序提供我們編寫。可以很快實(shí)現(xiàn)本次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。方案二：中微公司生產(chǎn)的CMS89F6385B芯片，是一款新型芯片，不單止在價(jià)格上便宜，封裝體積小，而且內(nèi)部有眾多集成模塊提供使用，如：比較器，串口，看門狗，脈沖寬度調(diào)制PWM輸出，高精度12為ADC，內(nèi)置64字節(jié)EEPROM可以重復(fù)擦寫100萬次。而且在霧化器方面已經(jīng)有許多廠家投入使用該芯片。綜合以上考慮，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)便攜和輕小，如果使用現(xiàn)有的51芯片封裝太大，如果重新購買在成本上也是一個問題，其次51單片機(jī)是一款比較老的芯片，在校期間也是學(xué)習(xí)該芯片，如果畢業(yè)設(shè)計(jì)依舊使用該芯片沒有很好的可以檢驗(yàn)自己本身對單片機(jī)設(shè)計(jì)的理解，從這兩個方面考慮就決定不使用89C51作為本次系統(tǒng)的核心控制芯片。然而中微公司的CMS89F6385B是一款新的芯片，工作原理和集成模塊與51單片機(jī)類似，卻又有不同，而且體積小，十分符合霧化器體積小，便攜的特點(diǎn)。綜上所述，我們將采用方案二，讓CMS89F6385B作為本次設(shè)計(jì)的核心控制芯片。2.2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案2.2.1系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)思路使用CMS89F6385B芯片作為主控芯片有許多的優(yōu)點(diǎn)，想要充分利用好該芯片每個部分就要先構(gòu)思基礎(chǔ)功能，然后擴(kuò)展功能，最后思考使用者的體驗(yàn)?；A(chǔ)功能上是利用超聲波裝置霧化片，在電感電容等等元器件的扶持下穩(wěn)定產(chǎn)生震動，并且控制其震動頻率。從而使水面產(chǎn)生霧化現(xiàn)象，改變周邊空氣的濕度。其次在改變濕度的同時，擴(kuò)展增加其可以改變周圍燈光環(huán)境，聲音環(huán)境的功能，所以添加了三色RGB氛圍燈，藍(lán)牙音箱等模塊，從而可以使用戶通過控制多功能霧化器的燈光和藍(lán)牙選擇自己喜歡的燈光顏色和播放自己喜歡的音樂的前提下，改變周圍燈光和聲音環(huán)境。最后功能再多，如果不梳理好，優(yōu)化好，用戶使用起來不僅有些功能沒有用到，而且還會給客戶一種使用起來繁瑣的感覺。所以從用戶使用角度出發(fā)，本設(shè)計(jì)不僅有三分獨(dú)立的按鍵，支持長按和短按，而且還有四個LED指示燈，可以體現(xiàn)現(xiàn)在設(shè)備狀態(tài)，最后還加入紅外遙控功能，這樣一來就大大提升了用戶的體驗(yàn)感。2.2.2系統(tǒng)總體架構(gòu)框圖圖2-1系統(tǒng)架構(gòu)框圖2.2.3系統(tǒng)的軟件開發(fā)環(huán)境本系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中主要用到兩個軟件。一個是硬件方面的AltiumDesigner軟件，AltiumDesigner對于不管是對于電子設(shè)計(jì)的工程師，還是初入電子專業(yè)的學(xué)生來說都是一款必修的軟件，該軟件設(shè)計(jì)電路，設(shè)計(jì)PCB方面的功能十分強(qiáng)大。基本可以滿足所有設(shè)計(jì)技術(shù)要求，并且操作簡單。所以本次設(shè)計(jì)在硬件方面基本都是使用AltiumDesigner軟件來設(shè)計(jì)。軟件方面，中微公司對于自身生產(chǎn)的芯片都有專門的編譯器和燒錄器，如下圖所示，CMS_IDE編譯軟件功能上結(jié)合了電子信息工程剛開始接觸C語音所學(xué)的Keil和C-Fee5軟件十分相似。功能上CMS_IDE可以編譯C和匯編兩種編程語音，在建立新工程文件時需要選擇編譯芯片和一些屬性。圖2-2CMS_IDE軟件界面CMS_IDE軟件和Keil軟件一樣也提供在線編程燒錄的CMSICE6仿真器硬件圖2-3所示，可以在編輯好程序后，如果程序員想直接進(jìn)行調(diào)試所編輯的程序在硬件運(yùn)行是否正常時，就可以直接在CMS_IDE軟件上使用仿真器來燒錄程序進(jìn)硬件進(jìn)行測試。圖2-3CMS_ICE6硬件外觀圖當(dāng)然CMS_IDE編譯完后會生成一個后綴為.CMS的燒錄文件。使用CMSWriter專門燒錄軟件（圖2-4）就可以實(shí)現(xiàn)文件燒錄，保護(hù)原程序。 以上所述，本次整體的軟件方面的相關(guān)設(shè)計(jì)主要用到CMS_IDE編譯軟件。圖2-4CMSWriter燒錄軟件2.3本章小結(jié) 本章從整體介紹了設(shè)計(jì)方案和每個模塊的硬件大概設(shè)計(jì)安排，介紹了本系統(tǒng)芯片選型方案。并且從需要達(dá)到的功能出發(fā)，設(shè)計(jì)本系統(tǒng)所需的硬件模塊有哪些。并且根據(jù)設(shè)計(jì)的模塊，畫了一個系統(tǒng)架構(gòu)框圖，從而讓讀者更加清晰本系統(tǒng)一共設(shè)計(jì)了多少個模塊。并且介紹了本系統(tǒng)軟件部分的選擇和應(yīng)用。

第三章硬件電路設(shè)計(jì)與介紹圖3-1硬件電路總設(shè)計(jì)圖多功能霧化器硬件總原理圖如上圖3-1。本章就會從每個模塊出發(fā)，按照功能實(shí)現(xiàn)的流程一一講解每個模塊硬件設(shè)計(jì)的意義和一些器件的使用。3.1霧化片電路設(shè)計(jì)圖3-2霧化片驅(qū)動電路圖霧化片工作原理就是利用電容三點(diǎn)式產(chǎn)生的振蕩電路，產(chǎn)生的振蕩電路與霧化片振蕩頻率一致的驅(qū)動電路，將驅(qū)動電路電壓接在霧化片上，霧化片會產(chǎn)生振蕩能量。并且通過單片機(jī)控制輸入電壓的大小，從而控制霧化片的振蕩幅度。根據(jù)工作原理，將霧化片接在一個電容三點(diǎn)式的震蕩電路上如上圖，芯片PE3(第一引腳)接同一基片上的兩只相同的三極管-MMDTX436DW三極管的一端，從而芯片通過利用引腳輸出脈沖寬度調(diào)制PWM信號來驅(qū)動霧化片的電容三點(diǎn)式電路。霧化片一端接24V電壓，另外一端接在電容三點(diǎn)式的震蕩電路上的BU406三極管的基級。當(dāng)芯片引腳輸出一個5V的高電平時經(jīng)過MMDTX436DW三極管后被放大到24V電壓，單片機(jī)通過控制引腳輸出脈沖寬度調(diào)制PWM的高低占空比從而來控制霧化片的震動強(qiáng)度。當(dāng)同一周期，單片機(jī)PE3腳輸出的高電平占空比越大，那么霧化片震動的幅度就越強(qiáng)，反之。在PCB板子的封裝上，霧化片的插座我選用白色的2P插座，這樣容易與風(fēng)扇，電源，藍(lán)牙揚(yáng)聲器插座混淆，方便我們快速辨認(rèn)那一部分是噴霧電路。3.2電源電路設(shè)計(jì)圖3-3電源電路作為整個設(shè)備的核心動力來源，電源電路輸出電壓是否穩(wěn)定是對于整個電路都有一個很大的影響。圖3-3的78L05是一個固定的電壓三端集成穩(wěn)壓器，78L05采用美國國家半導(dǎo)體微型SMD封裝技術(shù)，輸出電壓容差在整個溫度范圍內(nèi)的±5%，其內(nèi)部電流限制和熱關(guān)斷的特性可以很好的處理過載的情況。如內(nèi)置熱過載保護(hù)CUIT接管防止IC過熱，起到保護(hù)IC一定的作用。可以輸出電壓為5.0V,6.2V,12V等等?？墒褂门c很多應(yīng)用場合。3.3風(fēng)扇和蜂鳴器電路設(shè)計(jì)圖3-4風(fēng)扇與蜂鳴器電路本設(shè)計(jì)利用到的風(fēng)扇是由東莞市奇凌電子科技有限公司生產(chǎn)型號為BF5015L12S的風(fēng)扇，該風(fēng)扇的工作電壓為12V（8.0~14.0V），當(dāng)接在24V電路時，在風(fēng)扇的正極接了一個RF1大電阻來減低風(fēng)扇的電壓，使其工作電壓穩(wěn)定在12V。風(fēng)扇一端接在MMBTRC105SS三極管，該三極管內(nèi)置R1，R2兩個電阻，其中R1為串聯(lián)在基極上的電阻，主要作用為將輸入電壓轉(zhuǎn)換為電流，使晶體管工作更穩(wěn)定。R2為并聯(lián)在基極與發(fā)射極之間的電阻,主要用來吸收、降低從輸入端進(jìn)來的漏電流和噪聲等作用。三極管的基級接了單片機(jī)RC0腳（第十三引腳），單片機(jī)通過輸出高低電平從而來控制風(fēng)扇的開關(guān)，電路如上圖所示。蜂鳴器則采用工作頻率為4KHZ，單片機(jī)通過程序模擬脈沖寬度調(diào)制PWM輸出，當(dāng)單片機(jī)輸出周期為250us，高電平占為125us,低電平占為125us時，剛好模擬輸出頻率為4KHZ的信號來驅(qū)動蜂鳴器。3.4三色RGB和暖白燈電路設(shè)計(jì)圖3-5RGB與暖白燈電路暖白LED和RGB_LED兩則雖然都是LED但是體現(xiàn)出來的燈光效果截然不同，暖白LED與我們普遍燈光一樣，通電后LED發(fā)出亮白光。起到照明的作用，燈光與很多手電筒和臺燈大致相同。而RGB_LED燈顯示出來的燈光效果就豐富的多了。圖3-6RGB色譜如RGB色譜圖3-6所示，RGB燈是根據(jù)紅綠藍(lán)三色原理為工作原理，紅綠藍(lán)三種顏色的單色發(fā)光體集成在一個小面積的LED燈，三種顏色可以單獨(dú)控制，通過分別控制三種顏色的燈的關(guān)照強(qiáng)度，從而顯示出各種各樣的色彩。圖3-5電路圖中12個暖白燈一端接著24V的工作電壓，一端接著2N551三極管和單片機(jī)的RC4（第十四引腳），單片機(jī)通過輸出高低電平給三極管的基極，從而控制暖白燈的開關(guān)。而6個RGB_LED燈一端接著24V工作電壓，一端接著ULN2001DS。其中ULN2001DS是一個單片高電壓，高電流的達(dá)林頓晶體管整列集成電路。該晶體管由3組NPN達(dá)林頓管組成。它的高壓輸出特性和陰極鉗位二極管可以轉(zhuǎn)換感應(yīng)負(fù)載。單個達(dá)林頓對的集電極電力路為250mA，選用其原因是ULN2001D的特點(diǎn)為輸入和各種邏輯類型兼容，最高工作電壓可以達(dá)到50V，可以單個輸出250mA的額定集電極電流，廣泛用作于燈驅(qū)動器，邏輯驅(qū)動器，繼電器驅(qū)動器等等。3.5自我安全檢測電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作是否處于安全狀態(tài)尤為重要，智能霧化器系統(tǒng)平均工作時間可以達(dá)到4小時，6小時。如果保證不缺水的狀態(tài)下，可能工作時間會達(dá)到幾年直到機(jī)器各個部件老化。一般常用的是加水一次后，工作到無水。這個過程長達(dá)4個小時左右。如果系統(tǒng)沒有安全檢測，那么當(dāng)工作狀態(tài)出現(xiàn)異常時，沒有一個及時的反應(yīng)，那么整個系統(tǒng)損壞會特別嚴(yán)重。如缺水時，如果不及時關(guān)機(jī)，霧化片會很容易就損壞，所以一個系統(tǒng)能時刻檢測著自身工作狀態(tài)，有異常會自動響應(yīng)，這樣才是智能家居的出發(fā)點(diǎn)，如果人為關(guān)機(jī)，既不太現(xiàn)實(shí)，又與設(shè)計(jì)脫節(jié)。3.5.1檢水模塊電路圖3-7檢水模塊電路安全檢測之一的檢水模塊電路如上圖3-7所示。霧化片工作時，當(dāng)水箱的水已經(jīng)耗盡，系統(tǒng)會及時作出相關(guān)響應(yīng)。霧化片正常有水工作時電壓，檢水部分反饋到單片機(jī)的OPA0-(25引腳)電壓是大于0.5V，如下圖。圖3-8霧化片正常工作OPA0-引腳電壓圖然而當(dāng)霧化片缺水時，電壓的值會減低，有一部分周期8.2ms期間減低到0.5V以下。通過該硬件設(shè)計(jì)，利用檢水部分反饋回來給單片機(jī)的電壓，再利用單片機(jī)內(nèi)部的運(yùn)算放大器就可以區(qū)分當(dāng)前霧化片的工作環(huán)境是否缺水，缺水時OPA0-引腳電壓，如下圖。圖3-9霧化片缺水工作OPA0-引腳電壓圖3.5.2電流檢測模塊電路圖3-10電流采集電路檢測電流安全模塊電路圖如上；主要原理是單片機(jī)時刻檢測著霧化片的工作電流。當(dāng)RA1,RA2電阻阻值不變時，通過RA1和RA2電流越大，則電壓越大。單片機(jī)通過AN9通道接在RA1一端，通過檢測該點(diǎn)電壓從而通過單片機(jī)的內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換為一個12位的二進(jìn)制。并將該結(jié)果保存在ADC結(jié)果寄存器（ADRESL和ADRESH）中。通過上面第三章3.1的霧化片電路說到，利用單片機(jī)RE3（第一引腳）軟件模擬輸出脈沖寬度調(diào)制PWM來控制霧化片工作震動的強(qiáng)度，從而來控制整體電路電流，所以利用檢測到的電流的值，通過軟件從而來控制RE3（第一引腳）輸出的脈沖寬度調(diào)制的占空比。從而使霧化片可以在我們設(shè)定的范圍內(nèi)工作。通過這一原理可以達(dá)到控制霧化片的工作狀態(tài)，從而控制霧化現(xiàn)象，當(dāng)霧化片震動強(qiáng)度小，則霧化的水分就少反之。這樣就可以實(shí)現(xiàn)大霧檔，小霧檔，細(xì)微的調(diào)節(jié)霧化片產(chǎn)生的霧化量，從而可以根據(jù)個人情況和外部環(huán)境來定制功能。3.5.3溫度與開短路保護(hù)模塊電路過熱處理是一個系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重中之重，如果系統(tǒng)工作時出現(xiàn)異常，導(dǎo)致無法及時散熱，那么就會十分危險(xiǎn)，輕則整個設(shè)計(jì)電路板損壞，不能正常使用。嚴(yán)重的話還會發(fā)生火災(zāi)。所以一個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了散熱要處理好，是否有過熱保護(hù)也是十分重要。圖3-11溫度短路開路檢測電路整個系統(tǒng)方面，我們不僅給功率管轉(zhuǎn)上大的散熱片，在第三章3.3中講到的風(fēng)扇電路里，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的風(fēng)扇巧妙利用結(jié)構(gòu)，在吹出霧的同時，風(fēng)扇后還對著散熱片，這樣一來充分利用系統(tǒng)資源，而且大大的提升了散熱效果。圖3-12熱敏電阻曲線圖如圖3-11電路中過熱檢測主要采用NTC-OWC-503F-3950熱敏電阻，該電阻特性當(dāng)溫度越高，該阻值越低如圖3-12所示。通過單片機(jī)AN0(第二引腳)通道和上面3.5.2電流采集電路一樣，共用模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）來檢測電流，從而檢測工作環(huán)境下的功率管溫度。當(dāng)超過我們設(shè)定的溫度最大值，則系統(tǒng)馬上響應(yīng)，自動處理。保護(hù)系統(tǒng)的同時，及時解除安全隱患。開路和短路保護(hù)是進(jìn)一步加強(qiáng)確定系統(tǒng)過熱保護(hù)正常運(yùn)作，單片機(jī)AN0(第二引腳)通道檢測熱敏電阻是否正常，如果熱敏電阻處于開路，則輸入電壓24V直接接在單片機(jī)上，如果是短路該電壓為零。單片機(jī)就是通過檢測該通道下0V~X~24V這段工作電壓是否正常從而來保護(hù)系統(tǒng)工作時的安全。3.6藍(lán)牙電路設(shè)計(jì)圖3-13藍(lán)牙模塊電路本系統(tǒng)藍(lán)牙模塊選用的DYD-D-3864-A藍(lán)牙模塊，D-3864-A藍(lán)牙模塊為無線音頻數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)品，高效率的單聲道聲無線傳輸方案，模塊提供了高品質(zhì)的音質(zhì)和兼容性，整體性能更優(yōu)化。寬電壓輸入，可直接驅(qū)動喇叭輸出。只需要把模塊接入整體系統(tǒng)如上圖所示，就可以快捷地實(shí)現(xiàn)音樂的無線傳輸。圖3-14藍(lán)牙模塊PCB圖該藍(lán)牙模塊工作電壓為24V，工作電流≤150mA,最遠(yuǎn)無線傳輸范圍大于10米。揚(yáng)聲器輸出功率為3W，所以藍(lán)牙模塊接了一個24V動作電壓，音頻輸出端接了3W的揚(yáng)聲器，單片機(jī)的SCL（第二十二引腳）和SDA（第二十三引腳）分別連接藍(lán)牙模塊的I2C_CLK和I2C_DAT用作數(shù)據(jù)的讀寫。3.7按鍵板模塊3.7.1按鍵與指示燈模塊圖3-15按鍵與指示燈電路圖本系統(tǒng)在操作設(shè)計(jì)方面，提供了三個實(shí)體按鍵和四個LED指示燈。三個按鍵如圖3-15所示。按鍵邏輯分別是短按：開關(guān)定時，噴霧檔位，燈光效果；長按：切換下一首歌曲，開關(guān)藍(lán)牙，調(diào)節(jié)燈光亮度。還有四個LED指示燈，分別代表著當(dāng)前機(jī)器設(shè)定的工作時間：on，定時1小時，定時3小時，定時4小時，提示現(xiàn)在設(shè)備工作定時時間。按鍵一端接著地，一端與LED共用一個單片機(jī)引腳，當(dāng)按下按鍵時，改引腳作為輸入，其余時間引腳作為LED燈的輸出。由于按下按鍵時間很短基本是毫秒的關(guān)閉時間，利用人的眼睛看光有殘影的原理，所以按按鍵的一瞬間，LED細(xì)小的變化使用者是發(fā)覺不出來。所以LED與按鍵共用是不沖突的。3.7.2紅外接收器電路如下圖3-16電路中系統(tǒng)采用了LF0038KALE紅外接收頭，LF0038KALE內(nèi)含高速高靈敏度PIN光電二極管和低功耗、高增益前置放大IC,采用環(huán)氧樹脂塑封半球型封裝設(shè)計(jì)，工作電壓為2.7~5.5V，低功耗，長距離接收，而且抗干擾能力強(qiáng)，廣泛用于視聽器材，家庭電器等其他紅外線遙控產(chǎn)品。圖3-16紅外接收電路該LF0038KALE紅外接收頭電路一端接5V工作電壓，一端接地，輸出端接單片機(jī)的RE0(第八引腳)，紅外接收到的信號轉(zhuǎn)為電平信號輸出給單片機(jī)RE0腳，單片機(jī)接收到信號后再做相對應(yīng)的處理，從而達(dá)到在一定的距離里，通過紅外遙控器操控整個設(shè)備的功能。3.8本章小結(jié)第三章為本論文最為重要的部分之一，該章節(jié)從需要實(shí)現(xiàn)的功能出發(fā)，介紹了每個模塊的設(shè)計(jì)意義和相關(guān)器件的應(yīng)用與選型意義。本章包含了本設(shè)計(jì)的所有硬件設(shè)計(jì)原理，通過本章讀者可以很清晰了解到本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)每一個模塊是如何通過硬件而實(shí)現(xiàn)的。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)圖4-1軟件總設(shè)計(jì)函數(shù)圖本系統(tǒng)中軟件部分采用了模塊化的設(shè)計(jì)處理方法，把每個重要功能模塊分別處理，每個模塊處理的方式獨(dú)立，卻又相互關(guān)聯(lián)和相互輔助的關(guān)系。本系統(tǒng)有九大模塊如圖4-1所示，分別是主函數(shù)，初始化函數(shù)，中斷函數(shù)，時序函數(shù)，工作處理函數(shù)，ADC采集函數(shù)，按鍵函數(shù)，藍(lán)牙處理函數(shù)，紅外接收函數(shù)。每個模塊處理的函數(shù)，定義的數(shù)據(jù)都包含在一個GlobalHeadFiles.H文件上，每個模塊都包含另外模塊定義的函數(shù)可以隨時調(diào)用。本節(jié)將會與上面所需的硬件相對應(yīng)，來說明每個軟件模塊的用處和如何實(shí)現(xiàn)上面所需的功能。

4.1初始化與驅(qū)動硬件軟件模塊圖4-2初始化函數(shù)流程圖SysInit.C初始化函數(shù)流程如上圖所示，在Main函數(shù)進(jìn)入while(1)循環(huán)前就進(jìn)入初始化函數(shù)，首先將初始化芯片內(nèi)部寄存器和設(shè)置IO口，從而驅(qū)動各個部分的硬件，使其每個模塊正常工作。中斷控制寄存器INTCON(0BH)置零，禁止所有中斷的發(fā)生。設(shè)置振蕩器控制OSCCON寄存器，芯片有內(nèi)部RC振蕩和外部XT振蕩提供選用，本系統(tǒng)中選用的是內(nèi)部RC振蕩，所以將OSCCON寄存器置為0X71，設(shè)置振蕩為8MHZ。將預(yù)分頻器OPTION_REG置零，初始化預(yù)分頻器。調(diào)用GpioInit()函數(shù)：定義各個IO口的狀態(tài)，根據(jù)上面硬件電路的設(shè)計(jì)與要求功能設(shè)置IO口的輸入，輸出狀態(tài)。如將霧化片連接的RC0引腳設(shè)置為輸出，檢測電流RB3引腳設(shè)置為輸入。設(shè)置PORTA上拉電阻寄存器WPUA(18EH),每個PORTA引腳都有可單獨(dú)配置的內(nèi)部弱上拉?？刂莆籛PUA<7:0>使能或禁止每個弱上拉。當(dāng)將端口引腳配置為輸出時，其弱上拉會自動切斷。同理也設(shè)置PORTB上拉電阻寄存器WPUB(95H)。禁止LED使能LCD/LED功能的SEG口的設(shè)置等等其他IO口寄存器的初始化與設(shè)置。調(diào)用AdInit()函數(shù),初始化模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），將上面硬件介紹到的檢測原理，電流檢測（AN9）與溫度檢測（AN0）的初始AN通道選擇電流AN9通道。調(diào)用定義參數(shù)初始化RamInit()函數(shù)，初始化開機(jī)時燈的亮度參數(shù)，燈光閃爍參數(shù)，開機(jī)霧化檔位參數(shù)等等。調(diào)用Pwm10Init(),Pwm8Init()初始化函數(shù)，設(shè)置PWM模式相關(guān)寄存器，使PWM模式在CCPx引腳上產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號，PWM有自己獨(dú)立的周期計(jì)數(shù)器，通過設(shè)置寄存器確定占空比、周期和分辨率：在CCP1CON寄存器選擇PWM模塊。在PWMCON寄存器設(shè)置預(yù)分頻為4。設(shè)置周期數(shù)據(jù)寄存器的值為0Xfe。設(shè)置CYC1EN的PWM1的周期計(jì)數(shù)器使能位為1。通過設(shè)置由公式一，二可以計(jì)算出自己設(shè)置的脈寬調(diào)制PWM的周期和占空比。公式一：公式二：設(shè)置定時2，本系統(tǒng)主要利用到定時器2，所以設(shè)置定時器2可以得到我們最重要的一個中斷函數(shù)。我們將首先設(shè)置外設(shè)中斷允許寄存器PIE1(8CH)，允許TMR2定時器2與8位周期定時器PR2匹配中斷。TIMER2模塊的輸入時鐘是系統(tǒng)指令時鐘（8MHZ/4）。時鐘被輸入到TIMER2預(yù)分頻器,設(shè)置分頻比為：<1:1>。將8位周期定時器PR2設(shè)置為250，因?yàn)轭A(yù)分頻器的輸出隨后用于使TMR2寄存器遞增。TMR2將從00h開始遞增直至與PR2中的值250h匹配。當(dāng)匹配發(fā)生時，TMR2在下一遞增周期被復(fù)位為00h，TIMER2后分頻器遞增。則得到一個定時器2的中斷,由（8MHZ/4）=2MHZ=0.5us。定時器2計(jì)時一次，從00h到上面設(shè)置的PR2=250h一共計(jì)時250次將產(chǎn)生一次計(jì)時中斷則0.5us*250h=125us。其中TMR2IF為其中斷的標(biāo)志。使能中斷，允許所有未被屏蔽的外設(shè)中斷。4.2霧化片電路的驅(qū)動與軟件設(shè)計(jì)原理圖4-3霧化片輸出PWM流程圖由硬件介紹可知，當(dāng)霧化片引腳RE3一直輸出高電平時，霧化片振蕩的幅度會越大，這樣會導(dǎo)致霧化現(xiàn)象時，水面上的霧太多，風(fēng)扇不能均勻吹出，而且該引腳一直輸出高電平時電路的電流也會越大。所以軟件里要設(shè)置模擬脈寬調(diào)制PWM輸出，控制高電平的占空比，從而控制霧化現(xiàn)象的大小，從而達(dá)到可以控制霧化量。在軟件中如4-3流程圖所示，通過設(shè)置uiAtomizePwm為高電平的占空比，上面初始化所設(shè)置的定時器2中斷，控制每125us就uiAtomizePwmCnt++從而確定高電平的占空比和低電平的占空比。而AtomizePwmRate則可以控制一個周期的時間。通過軟件的模擬，只要我們設(shè)定好uiAtomizePwm參數(shù)的值就可以實(shí)現(xiàn)大霧檔，小霧檔的輸出，再加上定時器2的計(jì)時，可以實(shí)現(xiàn)間隙15s開噴霧，15s關(guān)噴霧和設(shè)備定時1h.3h.6h的功能。4.3風(fēng)扇與蜂鳴器的軟件設(shè)計(jì)原理4.3.1風(fēng)扇軟件設(shè)計(jì)圖4-4風(fēng)扇軟件流程圖通過上面的硬件設(shè)計(jì)，軟件控制邏輯如圖4-4所示，風(fēng)扇主要通過定義的#definePoFanRC0的PoFan標(biāo)記開控制三極管從而控制風(fēng)扇的開關(guān)，當(dāng)PoFan=1時則單片機(jī)RC0輸出高電平，風(fēng)扇轉(zhuǎn)動反之。然而在整個程序里由fgFan定義的參數(shù)標(biāo)記來判斷開關(guān)。4.3.2蜂鳴器軟件設(shè)計(jì)由于本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)用到的是4KHZ蜂鳴器，控制流程邏輯如下圖4-5所示將蜂鳴器#definePoBuzzRA1的PoBuzz放在上面所述的定時器2中斷函數(shù)里面，然后每125us不斷取反，則會產(chǎn)生周期T=250us，高電平125us,低電平125us的軟件模擬輸出脈沖寬度調(diào)制PWM來驅(qū)動蜂鳴器。換算可得剛好符合蜂鳴器的頻率f=1/T=1/250us=4KHZ。再加自定義的fgBuzzON參數(shù)來控制蜂鳴器的開關(guān)，當(dāng)fgBuzzON=1時蜂鳴器響。圖4-5蜂鳴器流程圖由于本設(shè)計(jì)利用到的蜂鳴器做聲音提示，所以蜂鳴器響的次數(shù)和響的時間都頻繁利用到。所以我們通過定義ucBuzzType來控制蜂鳴器響的次數(shù)，即當(dāng)ucBuzzType=2時，蜂鳴器響兩聲如此類推。還有蜂鳴器響超過兩次時的間隔時間，所以我們通過定義ucBuzzDYTime參數(shù)來控制時間。具體程序流程如上圖4-4所示。通過該軟件設(shè)計(jì)，我們可以通過直接設(shè)置ucBuzzType和ucBuzzDYTime來驅(qū)動蜂鳴器響的次數(shù)和間隔時間，大大提升了編寫軟件效率和程序移植效率。4.4暖白燈與RGB驅(qū)動與軟件設(shè)計(jì)原理本系統(tǒng)在控制燈光上利用的是單片機(jī)內(nèi)置的兩個脈寬調(diào)制PWM1，PWM2分別控制RGB燈的紅色和綠色兩個顏色，然而藍(lán)色是需要通過軟件模擬輸出脈寬調(diào)制，原理都是一樣，都是通過控制脈寬調(diào)制的占空比從而來控制三種顏色的亮度，從而來混合成各種各樣的顏色。其每個顏色的可調(diào)范圍[0,255],即三種顏色每個顏色可以有256種亮度可以調(diào)節(jié)，三種顏色結(jié)合起來256*256*256=167968768種顏色可以調(diào)節(jié)，只要設(shè)置設(shè)定程序的ucTagBlueLed，ucTagRedLed，ucTagGreenLed三個顏色標(biāo)記值來控制三個顏色的占空比，就可以調(diào)節(jié)各種各樣的顏色。圖4-6燈光效果轉(zhuǎn)換流程圖其中關(guān)于顏色之間的轉(zhuǎn)換邏輯通過圖4-6可以看出，我利用ucRgbType參數(shù)來標(biāo)記著當(dāng)前燈光顯示的模式，切換也是通過改變ucRgbType的值從而來確定下一個燈光模式的顯示。最為特點(diǎn)的是漸變模式和蠟燭燈模式，漸變模式和蠟燭燈模式是通過等比加減的辦法來顯示，將三種顏色按照已經(jīng)設(shè)定好的值的比例，在自動切換下一個過程中顏色時，也是按照設(shè)定好的比例，等比的變化，從而在顏色與顏色之間的切換不會顯的突兀，不自然。該辦法也使用于各種的燈光自動切換調(diào)節(jié)。燈光顯示效果可以在附錄一查看。4.5自我安全檢測軟件設(shè)計(jì)原理圖4-7AD檢測數(shù)據(jù)流程圖關(guān)于自我安全檢測方面，主要采用芯片內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC模塊，由上面硬件所訴，溫度檢測，開路，短路和電流檢測都是利用ADC模塊，只是AN通道不一樣。所以我采用分別采集的方法來切換的采集溫度和電流。如圖4-7利用在前面的初始化函數(shù)，將ADC模塊相關(guān)的寄存器和定義的參數(shù)和AN通道都做了一個初始化，當(dāng)需要采集時首先設(shè)置AD控制寄存器ADCON0，然后GODONE轉(zhuǎn)換狀態(tài)位需要一個“0”-“1”-“0”跳變，當(dāng)啟動后，通過跳變最后檢測GODONE狀態(tài)位是否為“0”，則可以確定是否AD采集已完成。完成后AD采集的值會在數(shù)據(jù)寄存器高位ADRESH/L兩個高低四位寄存器內(nèi)，最后將采集的數(shù)據(jù)分別對應(yīng)位置賦值給參數(shù)uiAdcBuf。則已經(jīng)完成了一次AD采集。4.5.1溫度開路短路采集安全保護(hù)圖4-8溫度開路短路程序流程圖在上面所述的AD采集函數(shù)return回來的uiAdcBuf在安全保護(hù)函數(shù)中，當(dāng)選好AN通道后利用uiTempAd來裝AD采集的返回值。所以我們只要處理uiTempAd的數(shù)值就可以確定當(dāng)前是否處于過熱，開路和短路狀態(tài)，邏輯如上圖所示。當(dāng)AD采集反饋回來的參數(shù)超過我設(shè)定的范圍ShortAd短路保護(hù)值，OpenAd開路保護(hù)值和OverTempAd溫度保護(hù)值時，則立即采取安全保護(hù)措施，自動關(guān)燈，關(guān)風(fēng)扇和霧化片，然后RGB燈閃紅色同時蜂鳴器一直響直到斷電為止。4.5.2檢水安全保護(hù)圖4-9檢水軟件流程圖檢測霧化片是否缺水上面硬件已經(jīng)說明當(dāng)霧化片正常工作和缺水工作時的電壓有明顯的差異，我利用單片機(jī)的運(yùn)算放大器OPA0來做比較器。首先使能OPA0運(yùn)算放大器，設(shè)置其工作方式和設(shè)置相關(guān)寄存器的值，使其工作在我設(shè)置的范圍。其次，將設(shè)置相關(guān)腳位，在這次運(yùn)算放大器中我設(shè)置正端輸入為1/10的VDD即0.5V。負(fù)端接地。當(dāng)OPA0-引腳反饋回來的電壓與0.5V做比較，當(dāng)?shù)陀?.5V時，輸出口OPA0（PiDryPrct）為高電平，反之。所以我只要記錄下高電平時的時間如上圖所示，如果高電平總時間超過8ms則表明霧化片已經(jīng)缺水，則馬上進(jìn)入相關(guān)處理函數(shù)，關(guān)機(jī)報(bào)警，從而保護(hù)霧化片和設(shè)備。4.6藍(lán)牙模塊軟件的設(shè)計(jì)與原理4.6.1藍(lán)牙模塊讀寫程序設(shè)計(jì)圖4-10藍(lán)牙寫程序流程圖藍(lán)牙的讀寫主要是靠藍(lán)牙模塊連接到芯片的SAD和SCL兩個引腳，本系統(tǒng)的藍(lán)牙軟件設(shè)計(jì)是采取了上圖所示的IIC協(xié)議，異步觸發(fā)?？臻e時間都為高電平，需要通訊時SCL為高電平期間，SCL出現(xiàn)下降沿則標(biāo)記著起始位，SCL為高電平期間SDA出現(xiàn)上升沿則為終止位。數(shù)據(jù)傳輸則SDA的數(shù)據(jù)在SCL高電平期間。圖4-11讀寫程序流程圖根據(jù)IIC協(xié)議，在進(jìn)行讀寫過程中設(shè)計(jì)了ucStatus代表著當(dāng)前的狀態(tài)位，當(dāng)ucStatus=1時為起始狀態(tài)，ucStatus=2時為數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，ucStatus=3時為終止?fàn)顟B(tài)。確定了狀態(tài)則發(fā)送或者接受相對應(yīng)的信號，從而達(dá)到與藍(lán)牙通訊正常。如圖4-11所示，當(dāng)想寫入數(shù)據(jù)給藍(lán)牙時，需要先發(fā)送起始位的信號，通過ucT2msCnt設(shè)置一個高電平或者一個低電平的時間，從而來確定周期為500us+500us=1ms。頻率為1KHZ。再通過uci2cStep來寫入高低電平的占空比，根據(jù)IIC協(xié)議起始位需要發(fā)送一個異步啟動，則第一個500us中uci2cStep將SCL和SDA都輸出高電平，第二個500us則給SDA輸出低電平，SCL保持高電平，則產(chǎn)生了當(dāng)SCL高電平時，SDA有一個下沿信號。同理，數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶懭牒徒K止位的寫入也是根據(jù)這個流程，將數(shù)據(jù)的每一位為逐一對應(yīng)寫入到藍(lán)牙模塊中。在數(shù)據(jù)傳輸中我將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)如：B11011101在傳輸中與DataTab[]數(shù)組做“&”比如：將B11011101中的第七位1寫入藍(lán)牙模塊，則通過B11011101&（DataTab[7]=B10000000）來判斷第七位是“1”還是“0”。如果結(jié)果為“1”則PoSda輸出高電平，反之。單片機(jī)的接收藍(lán)牙信號也是與寫入信號大同小異。4.6.2藍(lán)牙模塊運(yùn)用流程圖4-12藍(lán)牙模塊控制流程圖藍(lán)牙控制邏輯如上圖所示，在使用者想使用藍(lán)牙時，長按中間KEY2按鍵進(jìn)入藍(lán)牙喚醒函數(shù)，當(dāng)藍(lán)牙模塊喚醒后，可以正常與手機(jī)連接藍(lán)牙，此時單片機(jī)時刻接收藍(lán)牙模塊信號，如果接收到藍(lán)牙模塊返回的“0xE2”已連接成功信號，則可以播放手機(jī)音樂。使用者想切換下一首歌曲時長按最右按鍵或者遙控器左下角按鍵可以切換下一首歌曲。4.7按鍵板軟件設(shè)計(jì)原理4.7.1紅外軟件設(shè)計(jì)與原理圖4-13紅外接收軟件處理流程圖 圖4-13所示紅外接收軟件設(shè)計(jì)是通過紅外接收頭將紅外發(fā)射口發(fā)射出來的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)為高低電平。在紅外處理函數(shù)中，將記錄下一個周期高電平的占空比和低電平的占空比，根據(jù)紅外接收口的協(xié)議，來確定是否接收成功。當(dāng)接收成功后，將調(diào)用相關(guān)處理函數(shù)，執(zhí)行該命令。從而實(shí)現(xiàn)在一定的距離里可以通過紅外遙控器來操控設(shè)備。圖4-14紅外通訊協(xié)議圖 利用紅外接收器中，軟件接遵循上圖4-14的通訊協(xié)議，一個完整的紅外信號由引導(dǎo)碼，指令碼，校驗(yàn)碼構(gòu)成。通過檢測引導(dǎo)碼是否接收正常從而開始接收下面的數(shù)據(jù)，如果接收碼失敗則不再接收下面的數(shù)據(jù)。4.7.2按鍵LED指示燈軟件設(shè)計(jì)圖4-15按鍵處理流程圖按鍵是利用檢測IO口高低電平和計(jì)算按下的時間如上圖所示，從而來確定用戶按下的是哪個按鍵和是需要進(jìn)行長按操作還是短按操作。首先將按鍵IO口置高電平，然后設(shè)置相關(guān)IO口為輸入，當(dāng)用戶按下按鍵后，根據(jù)第三章3.7小節(jié)可知用戶按下的是KEY1,KEY2還是KEY3。當(dāng)按下時IO口輸入低電平，則將按下的按鍵的值賦給KEYData，通過retrun將檢測到的值反饋到按鍵處理函數(shù)如上圖。按鍵處理函數(shù)中，先判斷是按下哪個按鍵，然后當(dāng)用戶記錄下按鍵的時間，當(dāng)按鍵超過1.5S時，則uckeyok置零，不進(jìn)入短按模式。如圖4-11可知根據(jù)用戶按下的按鍵來進(jìn)入相關(guān)處理函數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能。圖4-16LED指示燈原程序圖 從第三章的3.7小節(jié)可知，軟件方面通過設(shè)置四個IO口的參數(shù)，來控制當(dāng)前狀態(tài)下，亮哪個指示燈。每個模塊可以直接定義ucTimeMode參數(shù)來確定燈亮的類型。也可以給一個循環(huán)。4.8本章小結(jié)本章主要簡介了結(jié)合硬件模塊，軟件是如何設(shè)計(jì)的。本章通過流程圖與文字說明的形式講解了每一個功能如何在硬件的基礎(chǔ)上，通過軟件的設(shè)計(jì)從而達(dá)到最終的功能實(shí)現(xiàn)。本章根據(jù)軟件設(shè)計(jì)原理，簡約畫成了程序流程圖，通過流程圖和文字的講解，讀者可以清晰的知道每一功能軟件是如何控制和設(shè)計(jì)。

第五章系統(tǒng)功能介紹 本系統(tǒng)控制方面主要通過按鍵和紅外遙控器來操控系統(tǒng)的燈光，霧檔，藍(lán)牙，定時開關(guān)等，本章將分別介紹按鍵和紅外遙控器主要控制系統(tǒng)的哪些方面的功能。從操作功能層面出發(fā)，充分了解本系統(tǒng)所有設(shè)計(jì)的功能。圖5-1按鍵板圖5.1按鍵控制功能(一)按鍵短按控制KEY1（短按）無定時關(guān)機(jī)，開機(jī)，亮RGB燈，進(jìn)入漸變模式，大霧檔模式（蜂鳴器響一聲）；定時1小時關(guān)機(jī)，燈光漸變模式；定時3小時關(guān)機(jī)，燈光漸變模式；定時6小時關(guān)機(jī)，燈光漸變模式；關(guān)機(jī)，關(guān)燈，關(guān)霧；KEY2（短按）開機(jī)狀態(tài)下才可以進(jìn)行操作：蜂鳴器響兩聲，進(jìn)入小霧檔模式；蜂鳴器響三聲，進(jìn)入間隙檔模式；蜂鳴器響一聲，進(jìn)入大霧檔模式；KEY3（短按）開燈，漸變燈模式；進(jìn)入定色模式：紅色-青色-綠色-淺藍(lán)色-深藍(lán)色-粉色-白色；進(jìn)入暖白燈模式；進(jìn)入蠟燭燈模式；關(guān)燈；(二)按鍵長按控制KEY1（長按）打開藍(lán)牙模塊才可以進(jìn)行：(1)切換下一首歌（如果藍(lán)牙沒有打開，蜂鳴器提示四聲）；KEY2（長按）(1)開關(guān)藍(lán)牙；KEY3（長按）當(dāng)前亮度調(diào)成50%；當(dāng)前亮度調(diào)成100%；5.2紅外遙控器控制功能圖5-2紅外遙控器圖KEY1總開關(guān)，開機(jī)，開燈；總開關(guān)，關(guān)機(jī)，關(guān)燈；KEY2開燈，漸變燈模式；進(jìn)入定色模式：紅色-青色-綠色-淺藍(lán)色-深藍(lán)色-粉色-白色；進(jìn)入暖白燈模式；進(jìn)入蠟燭燈模式；關(guān)燈；KEY3(1)切換下一首歌曲（如果藍(lán)牙沒有打開，蜂鳴器提示四聲）；KEY4開機(jī)狀態(tài)下才可以操作：蜂鳴器響兩聲，進(jìn)入小霧檔模式；蜂鳴器響三聲，進(jìn)入間隙檔模式；蜂鳴器響一聲，進(jìn)入大霧檔模式；5.3自動響應(yīng)功能(1)缺水保護(hù)：蜂鳴器報(bào)警發(fā)出報(bào)警，RGB燈閃爍紅燈提示,關(guān)機(jī)。(2)過熱保護(hù)：蜂鳴器一直報(bào)警，直到斷電，RGB閃爍紅燈提示，關(guān)機(jī)。(3)開路短路保護(hù)：熱敏電阻開路或者短路，蜂鳴器一直報(bào)警，直到斷電，RGB閃爍紅燈提示，關(guān)機(jī)。5.4本章小結(jié)本章從控制出發(fā)，講解了通過前面硬件與軟件的綜合設(shè)計(jì)，所實(shí)現(xiàn)的功能模塊是如何通過按鍵模塊來操作功能。通過本章讀者可以清楚本系統(tǒng)所有的功能是如何操作和具體有哪些功能。

結(jié)論 多功能霧化器可以從多方面改變?nèi)藗兊沫h(huán)境，給人提供一個濕度適宜，燈光舒適，聲音柔和的環(huán)境，在智能家居中占據(jù)一定的地位，十分適宜家庭環(huán)境的使用。用這個題目作為課題不僅充分利用到電子信息工程所學(xué)的知識，C語音，電路設(shè)計(jì)，藍(lán)牙，紅外通訊等等知識，