基于单片机的模拟烘手器设计(编辑修改稿)

基于单片机的模拟烘手器设计(编辑修改稿)内容摘要：

学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 13 页 共 36 页 信号时，数码管显示“ 1111”。 因此，在 工作时， 当 接通电源或 K7按下即电路复位时，系统处于初始状态，数 码管 显示 “0 000” ； 当系统在无效工作状态，即热释检测电路和红外感应检测电路均没有检测到信号或者只有一个检测电路检测到信号时， 显示“0 000” ； 当烘手器有效工作时，即热释检测电路和红外感应检测电路同时检测到信号时，显示“ 1111”。 （即一通电，无信号和无热释，显示 0000；有信号和热释，显示 1111。 ）在有信号输入，数码管显示为 1111的情况下，由设置的按键状态从 P1口输入控制单片机，在从单片机输出信号控制 P2口、 P3口得到模拟烘手器所需要的工作状态。 具体输出工作状态如表 32所示。 表 32 模拟烘手器工 作状态表 烘手器工作状态 无 信 号 或 断 电 风速挡 热风 冷风 显示 D1 D2 无效 无效 无效 0000 不亮 不亮 有 信 号 或 复 位 有效 有效 有效 1111 不亮 不亮 一挡 —— 按下 L001 不亮 亮 闪烁比较快 （高速） 按下 —— H001 亮 亮 闪烁比较快 (高速 ) 二挡 —— 按下 L002 不亮 亮 闪烁快 （中速） 按下 —— H002 亮 亮 闪烁快 （中速） 三挡 —— 按下 L003 不亮 亮 闪烁慢 （低速） 按下 —— H003 亮 亮 闪烁慢 （低速） 通过以上的设计，将以上的各个硬件连接起来就能完成整个电路的工作原理。 此次采用单片机设计的模拟烘手器，具有风量大、灵敏度高、使用方便、反映迅速和安全等性能，另外具有可靠性高，可操作性强，扩展功能强，能够完全实现多功能化模拟烘手器的功能。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 14 页 共 36 页 第 4 章 软件设计 硬件平台结构一旦确定，大的功能框架即形成。 软件在硬件平台上构筑，完成各部分硬件的控制和协调。 系统功能是由软硬件共同实现的，由于软件的可伸缩性，最终实现的系统功能可强可弱，差别可能很大。 因此，软件是本系统的灵魂。 软件采用模块化设 计方法，不仅易于编程和调试，也可减小软件故障率和提高软件的可靠性。 同时，对软件进行全面测试也是检验错误排除故障的重要手段。 因此，在这里我们选用了移值性好、结构清晰、能进行复杂运算的 C语言来实现编程。 软件总体设计方案：当有人把手伸入到烘手器的出风口时，红外检测电路感应到红外线，开启开关，进行红外检测，风控开始工作 ，热释检测电路开始检测，进行热风加热和冷风的调节，达到吹出冷风、热风及风速快慢的功能。 整个软件由主程序和子服务程序构成。 设计程序包括：延时程序、按键检测程序、驱动程序、中断函数五个部分组成。 设计程 序框图如图 41所示。 图 41 设计程序框图 主函数流程图 主 函数 主 要完成各部分软件控制和相互之间的协调。 本系统主程序模块主要完对系统的初始化，主要包括：电机启动初始化、热释及红外检测初始化、定时器的启动以及根据所需的功能进行相应的操作。 主程序比较简单，初始化完成后，调用按键扫描程序，取得键值，并根据当前系统状态调用相应的子程序。 其流程图如图 42所示。 主函数 延时程序 中断函数 驱动程序 按键检测程序 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 15 页 共 36 页 图 42 主函数程序流程图 按键检测模块 键盘是人机进行交互的重要接口之一。 用户通过按键对单片机控制系统下达命令，单片机对按键译码获得相应的键值，并执行相应的命令程序。 键盘部分的软件实现主要是指对单片机进行编程，从而成功地读取键盘值，实现相应的功能。 单片机对键盘控制，将模拟烘手器处于不同的工作状态。 其流程图如图 43所示。 图 43 按键流程图 驱动模块 驱动模块主要完成主函数发出的命令，驱动所要运行的加热及风控功能。 其主要流开始 热风有效 冷风有效 一挡有效 二挡有效 三挡有效 确定有效 CPU 控制系统 K1=0 OK=0 K5=0 K4=0 K3=0 K2=0 开始 初始化 循环检测 有效工作状态下 显示 0000 显示 1111 启动电机 启动延时 无效工作状态下 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 16 页 共 36 页 程是经过检测信号，得到信号，驱动数码管显示 、加热丝加热、风控进行吹风，并根据按键模块的选择不同，进行驱动不同的冷风、热风及风速挡，开始运行冷风、热风，风速 3档的功能。 其驱动模块流程如图 44所示。 图 44 驱动模块工作流程图 中断模块 中断模块分为两个中断：定时器中断 T1和定时器中断 T0。 定时器中断主要完成定时器的初始化，程序间的切换。 定时器中断 T0 主要完成对 内部中断。 定时器中断 T1 是串行发送中断标志，主要完成对按钮开关进行中断的。 当达到一定的时间或者有其它异常时，产生中断。 其流程图如图 45所示。 开始 循环检测 L001=0? 关闭风控及加热 检测信号是否有。 打开加热及风控 H003=0? L002=0? L003=0? H001=0? H002=0? N Y N N N N Y Y Y Y Y Y N N 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 17 页 共 36 页 图 45 外部中断 1流程图 开始 循环检测 启动 K3=0? L001 L002 L003 H001 H002 H003 K1=0 K2=0 K5=0? K4=0? K3=0? K5=0? K4=0? Y N N Y Y Y Y Y N N N N 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 18 页 共 36 页 第 5 章 系统的仿真 模拟烘手器 Keil软件的仿真 keil 的介绍 KeilC51是美国 Keil Software公司出品的 51系列兼容单片机 C语言软件开发系统，与汇编 语言 相比， C 语言在功能上结构性、可读性、可维护性有明显的优势 ，因而易学易用。 KeilC51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全 Windows 界面。 另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到 KeilC51 生成的目标代码效率非常高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。 在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。 模拟烘手器的 Keil 仿真 运行程序，查找语法错误，按照错误提示修改程序，直到 0错误 0 警告为止 ， 程序语法调试成功，生成 HEX 文件。 其程序调试结果 如图 51所示。 图 51 程序调试 结果 模拟烘手器 protenus软件的仿真 protenus 的介绍 ProteusISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件。 它运行于Windows 操作系统上，可以仿真、分析 (SPICE)各种模拟器件和集成电路。 该软件的特点是： ① 实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。 具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、 RS232 动态仿真、 I2C 调试器、 SPI 调试器、键盘 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 19 页 共 36 页 和 LCD 系统仿真 的 功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。 ②支持主流单片机系统的仿真。 ③ 提供软件 调试功能。 在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境。 ④ 具有强大的原理图绘制功能。 总之，该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 模拟烘手器的 protenus 仿真 仿真步骤如下： Proteus 软件。 ponent（元件）按钮 ,然后单击 P，弹出元件选择对话框 (Pick Devices)。 ，直接在搜 索框中输入要查找的元件名称，可以不用输入全称，只需输入开头几个字母就可以筛选出所需的元件。 Pick Devices 对话框 内输入 AT89 再在里面查找选择 AT89C52，再点击 OK， AT89C52元件就放在 Pick Devices内，要用元件时直接点击 Pick Devices内的 AT89C52，再在 Proteus 界面上点击就会出现该元器件。 ，调整元器件位置再连线并完成仿真原理图。 仿真结果 把编写好的程序放入仿真软件中，结 合硬件电路进行调试与运行。 在仿真软件中按下开始按钮 ，数码管 显示当前 “ 0000” 初始化。 即当接通电源或复位时，模拟烘手器处于初始状态，或当模拟烘手器在无效工作状态时（无效工作状态即是红外检测电路和热释检测电路在均没有检测到信号时或者只有一个检测信号时），数码管显示“ 0000”，仿真图如图 52所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 20 页 共 36 页 d0d1d2d3d4d5d6d7d0d1d2d3d4d5d6d7d0d1d2d3d4d5d6d7ababc dcdX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 22 3 4 5 6 7 8 91R P 2RE S P A C K 8共阴数码管凉风 热风 风挡一 风挡二 风挡三 确认红外感应开关D1L E D Y E L L O WD2L E D Y E L L O W加热 风控热释感应R13 0 0R23 0 0C11uFC21nFC31nFR31 0 kX1CR Y S T A L 图 52 模拟烘手器无效无信号仿真图 当模拟烘手器在有效工作状态下，按照任务要求，依次调试，其工作状态如下： （ 1）当依次把 Lfeng 挡、 feng1 挡、 ok键按下时，数码管显示为 L001,灯泡 D1 不亮， D2闪 烁比较快。 （此处代替风控的风速为高速）仿真图如图 53所示。 d0d1d2d3d4d5d6d7d0d1d2d3d4d5d6d7d0d1d2d3d4d5d6d7ababc dcdX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .0 /T 21P 1 .1 /T 2 E X2P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1。