基于单片机控制的红外烘手器毕业论文教学内容.doc
《基于单片机控制的红外烘手器毕业论文教学内容.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于单片机控制的红外烘手器毕业论文教学内容.doc(39页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、Good is good, but better carries it.精益求精,善益求善。基于单片机控制的红外烘手器毕业论文-毕业设计红外线感应烘手器的设计专业应用电子技术(汽车电子)学生姓名李昌班级10应电33学号1001083319指导教师张静完成日期2013年4月26日目录1摘要11前言第一章方案设计11.1信号采集模块的选择.11.2单片机控制模块的选择11.3电机驱动模块的选择.21.4热风电路模块的选择.2第二章系统硬件设计32.1电源电路设计.32.2单片机最小系统42.3显示电路设计52.4加热电路设计52.5红外发射电路设计62.6红外接收电路设计62.7电机驱动电路设计7
2、2.8按键电路设计82.9硬件电路总电路图.9第三章软件设计.103.1主程序流程图.103.2红外检测子程序113.3按键子程序113.4加热子程序123.5电机控制子程序133.6显示输出子程序14第四章红外线感应烘手器调试结果154.1调试仿真结果16第五章总结23致谢24参考文献25-摘要本文设计了一种红外线感应烘手器,该烘手器由红外发射模块、红外接收模块、单片机控制模块、数码管显示模块、按键模块、电机驱动电路组成,采用红外感应技术采集信号,并将此信号送入单片机,通过单片机控制烘手器工作,基本工作原理是:当有人手伸过来时,红外线开关将风机自动打开,人离开时又自动将吹风机关闭,需要速度调
3、节的可以通过强风与弱风选择风速的快慢,还可以选择加热模式,产生热风。红外线感应烘手器将红外线控制开关和电热吹风机作为一体,用一只普通的电热吹风机,加装一个红外控制开关,就可以组成一个红外线感应烘手器,其效果与成品烘手器是一样的。关键词:单片机;风速电机;驱动芯片L298;红外感应技术;前言随着电子工业的发展,我们的日常生活与电子信息工业息息相关。电子工业的发展带动整个人类前进的步伐。本课题设计的红外线模拟烘手器的设计与制作,主要利用单片机AT89S52实现电路的整体功能。红外线因为其发射接收装置简单造价低廉因而被广泛应用生产、生活、医疗、军事等领域。本文介绍的红外线控制的模拟烘手器,非常适应于
4、公共洗手间卫生等场所,使用方面、卫生,而且制作、安装极为简单。单片机作为整个控制系统的核心,其性能好坏对整个系统起着至关重要的作用。早期的单片机8031,89c51等,大多采用紫外线擦除或需要专用的烧录器,在实验调试仿真时比较麻烦,且存储容量低,做大型的控制程序时,需要外接扩展存储器,造价和电路设计上都不划算,因此不宜使用。自动烘手器是一种高档卫生洁具,广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间。其工作原理及要求;只是采用一种红外线控制的电子开关,当有人手伸过来时,红外线开关将电热吹风机自动打开,人离开时又自动将吹风机关闭。成品的自动烘手器将红外线控制开关和电热吹风机制作为一体,
5、本设计根据这个基本原理,自制了自动烘手器,该红外线自动烘手器电路由单片机,红外线发射器、红外线接收放大器和开关控制器组成。随着自动烘手器广泛推广和自动控制应用的普及,红外线自动烘手器设计课题有着更深远的意义第一章方案设计1.1信号采集模块的选择方案一:采用压片薄膜式传感器进行信号采集。压片薄膜式传感器是指将其贴在车门边沿上,当有乘客被夹到时会产生微弱的电荷量的变化,经放大滤波后再经A/D转换器转换成单片机所识别的数字信号。方案二:采用超声波技术进行信号采集。超声波是高于听觉频率阈值的机械波,其频率在104Hz1012Hz之间。超声波具有直线传播特性,频率越高,反射能力越强,而绕射能力越弱,表现
6、出更强的方向性。利用超声波的这种特性,采用时间差值检测法(常称渡越时间检测法)进行距离的测量。其工作原理是:声波发射探头向介质发射超声波,声波遇到目标后有反射回波作用到接收探头,测量发射时刻与接收时刻的时间差t,然后根据以下公式计算距离s:s=ct/2(1-1)其中c为超声波在介质中的传播速度(m/s)。由于超声波在空气中传播速度与温度有关。如果环境温度变化显著,必须考虑温度补偿的问题。空气中的声速c与温度T(单位:C)的关系可以表示为:c331.45+0.607T(1-2)方案三:采用红外线技术进行信号采集。红外探测器是由收、发装置两部分组成。发射装置向装在几米甚至于几百米远的接收装置辐射一
7、束红外线,当被遮断时,接收装置即发出信号,因此,它也是阻挡式报警器,或称对射式探测器。通常,发射装置由多谐振荡器、波形变换电路、红外发光管及光学透镜等组成。振荡器产生脉冲信号,经波形变换及放大后控制红外发光管产生红外脉冲光线,通过聚焦透镜将红外光变为较细的红外光束,射向接收端。接收装置由光学透镜、红外光电管、放大整形电路、功率驱动器及执行机构等组成。光电管将接收到的红外光信号转变为电信号,经整形放大后推动执行机构启动设备。主动式红外报警器有较远的传输距离,因红外线属于非可见光源,入侵者难以发觉与躲避,防御界线非常明确。方案选择:方案一是利用传感器技术采集信号,它具有采集信号稳定性好,且安装简便
8、价格便宜等,但是其检测的灵敏度较差,且硬件电路较复杂,软件设计较繁琐,故舍弃方案一;方案二采用的是超生波技术进行采集信号,但是由于其采集信号的稳定性较差,且在具体应用上的可操作性亦较差,故舍弃方案二;方案三采用的是红外线技术,此技术采集信号较稳定,且安装方便,灵敏度高,故选用此种方案进行信号采集。1.2单片机控制模块的选择方案1:采用FPJA作为控制器。FPGA可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式,提高了系统的处理速度,适合作为大规模控制系统的控制核心。方案2:采用AT89S52作为控制器。AT89S52单片机式
9、是一种低功耗,高性能的CMOS8位微控制器,具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80S51产品指令和引脚完全兼容。片上的Flash允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器11。在单芯片上拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。方案选择:方案一适合作为大规模控制系统的控制核心,而方案二则为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。比较之下,故而舍弃方案一。采用方案二。1.3电机驱动模块的选择方案一:采用继电器对电动机的开或关进行控制,通过开关的切换对小车
10、的速度进行调整。这个方案的优点是电路比较简单,缺点是继电器的响应时间慢、机械结构易损坏、寿命较短可靠性不高。方案二:采用功率管组成桥型电机驱动电路,并利用PWM波来实现对输出电压的有效值大小和极性进行控制。这种调速方式具有调速特性优良、调整平滑、调速范围广、过载能力大,能承受频繁的负载冲击,能耗小等优点,还可以实现频繁的无级快速启动和反转等优点。方案三:采用L298专用芯片进行驱动,该芯片有二个TTL/CMOS兼平电容的输入,具有良好的抗干扰能力,4个输出端具有较大的电流驱动能力,可以方便的驱动二个直流电动机或一个两相步进电机。方案选择:由于使用的是永磁式直流电机,因此只能对电枢电压进行控制来
11、实现电机转速和方向的控制,因此电机驱动模块要能方便的实现对输出电压的大小和极性控制。L298芯片的工作原理和方案二一致,但是其工作时较方案二稳定,且编程较为简单,便于调试。另外L298内部集成了两个H桥,能同时驱动两个电机,硬件实现较方案二简单。基于上述理论分析,拟定选择方案三。1.4热风电路模块的选择方案1:电吹风的电动机用直流电源供电,电热丝用交流电源供电。优点是直流电动机运转平稳,便宜。方案2:电吹风和电热丝并联应用交流电源,优点是电路简单。将热风电阻用220V的交流电流直接驱动。热风电路主要有两部分组成,即风热部分和吹风部分。将两部分并接到交流电源,在220V电压下即可同时工作。缺点是
12、不利于控制风速。方案选择:考虑到便于控制风速及相关因素,故而采用方案一。第二章红外线烘手器系统硬件设计红外感应烘手器以单片机AT89S52系列为核心,外围电路包括电源电路、红外发射电路、红外接收电路、按键电路、显示电路、电机驱动电路等组成。其工作过程:红外发射红外接收启动电机按键模式显示模式。系统框图如图2.1示:AT89S52单片机电源电路反相器红外线发射显示电路按键电路风扇电路红外接收加热电路图2.1红外线烘手器硬件电路结构框图采用AT89S52单片机,反相器74LS14D等芯片。其工作过程大概如下:当人手接近红外探头时,则红外线被认为挡住而使接收电路无法接收到红外线,此时当检测到光束被遮
13、挡时,由单片机给驱动电路提供信号,启动烘手器,默认情况下是冷风模式,但冷风模式下还可以选择强冷风还是弱冷风,同时还可以选择热风模式,在热风模式下也可以选择强热风和弱热风,此外默认情况下冷风时,显示0001;强冷风模式时,显示0002;弱冷风模式时,显示0003;在热风模式时,显示0004;强热风模式时,显示0005;弱热风时模式时,显示0006;当人手离开时,电路复原,电机停止工作,等待下一次的工作信号。2.1电源电路设计电源开关SW1送入220V经过保险丝后送入变压器,保险丝起保护电路的作用。变压器TR1将220V的交流电源经磁场耦合转换成12V的交流电源,四个全波整流二极管将12V交流源整
14、流为直流12V电源提供给后面电路。由电容组成的滤波电路将整流后的电源进行纹波滤除,滤除频率较高的干扰纹波。再经一稳压芯片L7805即可转换出5V电源为后端电路供电。如下图2.1所示:图2.1电源电路图2.2单片机最小系统单片机最小系统是单片机连接电路中最基本的部分,它主要由电源电路、复位电路、时钟震荡电路三部分组成。其电路图如图2.2所示:图2.2最小系统整体电路图1.电源电路电源电路是单片机最小系统的重要组成部分,它的主要功能能给单片机电路持续供电。通过LM7805稳压成+5V来为单片机供电,LM7805是+5V的集成稳压电源。2.复位电路为确保微机系统中电路稳定可靠工作,复位电路是必不可少
15、的一部分,复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V5%,即4.755.25V。由于微机电路是时序数字电路,它需要稳定的时钟信号,因此在电源上电时,只有当VCC超过4.75V低于5.25V以及晶体振荡器稳定工作时,复位信号才被撤除,微机电路开始正常工作。3.时钟电路XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期,而每个状态周期为2个振荡周期,所以一个机器周期共有12个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ,一个
16、振荡周期为1/12us,故而一个机器周期为1us5。2.3显示电路设计本设计红外线感应烘手机默认冷风,共设有热风键,强风键,弱风键和开关键4个键,当烘手机在无效工作状态,即红外感应检测电路没有检测到信号,显示“0000”;当烘手机有效工作时,即红外感应检测电路检测到信号时,显示“0001”如下图2.3所示:图2.3显示电路图2.4加热电路设计继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用,继电器在本设计中用于控制模拟加热丝加热
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 单片机 控制 红外 烘手器 毕业论文 教学内容
限制150内