单片机自动风淋室模型设计与制作.docx

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毕业设计（论文）说明书

题 目：

风淋室模型设计与制作 系 别：

专 业：

学生姓名：

学 号：

指导教师：

职 称：

题目类型：

理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究√软件开发

2010年 月日

摘 要

本风淋室系统模型研究的为无尘生产车间的技术设备，通过数字电路、模拟电路、电力拖动、红外感应、单片机等电子技术的配合，实现全自动化吹风系统。

该系统广泛应用于科技发展对无尘要求比较高的生产车间之中。

该系统实现的功能是当按下一个按钮，风淋室前门自动打开，当人进去后，系统自动关门，系统提示人站在感应区内，然后进行吹风和倒计时，当倒计时完成停止吹风，同时后门打开，系统提示人从后门出去。

通过该系统的研究，了解了风淋室的构成，同时了解到本专业知识在科技发展领域中的一些应用；要通过学习、实践来强化自己的专业知识，同时提高自己的动手能力，要在不断地实践中服务社会，使自己得到更大的锻炼和提高，能够更好的服务于

科技发展。

关键词：

风淋室;单片机;电力拖动；红外感应

Abstract

Thewindinthesystemmodeltoanalysetheworldproductionoftheworkshopoftechnicalequipment,adigitalcircuitorcircuit,waselectricdragandinfraredsensorsormonolithicintegratedcircuits,electronicstechniqueandtherealizationoffullautomationasystem.thesystemwaswidelyusedinscienceandtechnologydevelopmentofworlddemandahighproductionoftheworkshop.

Thesystemtofunctionasabuttonispressed,thewindinthefrontdooropenautomatically.whenpeoplein,andthesystemautomaticallyclose,andpromptedinductionintheregion,andbeingcounteddown,andacompletestopusingthebackdooropen,andpromptedfromthebackdoor.

Throughthesystemofstudyandunderstandthewindintheroom,atthesametimethatthisexpertiseintechnologydevelopmentinthefieldofapplication；throughstudy,practiceshouldstrengthentheirprofessionalknowledgeandimprovetheirabilitytobeinconstantpractice,theservicesocietytogetmoreexerciseandtobetterservethetechnologicaldevelopment.

Keywords:

Inthewind;amonolithicintegratedcircuits.electricdrag；infraredsensors

;

目 录

引言 1

1风淋室产生的意义 2

2风淋室研究的前提 2

2.1研究的技术基础 2

2.2制作任务及要求 2

2.3制作内容 2

3风淋室系统模型方案选择 3

3.1系统方案的整体设计 3

3.1.1硬件部分 3

3.1.2软件部分 3

3.2系统方案论证与比较 3

3.2.1单片机的选择 3

3.2.2电机的选择 3

3.2.3电源的选择 4

3.2.4显示的选择 4

3.2.5语音系统的选择 4

4系统硬件的设计与制作 4

4.1单片机最小系统及其主要芯片 4

4.1.1单片机最小系统的应用 4

4.1.2AT89S52主要特

性 5

4.1.3外部特性 5

4.2数码管显示 6

4.2.1产品分类 6

4.2.2驱动方式 6

4.2.3主要参数 7

4.2.4常见问题 7

4.3步进电机 9

4.3.1步进电机概述及工作原理 9

4.3.2步进电机的分

类 10

4.3.3步进电机基原

理 10

4.3.4步进电机的一些基本参

数 10

4.3.5步进电机特

点 11

4.3.6步进电机的特

征 11

4.3.7驱动控制系统组

成 12

4.3.8步进电机的应

用 13

4.3.9UCN5804B芯片 14

4.3.10保护电路的设计 15

4.4语音系统 15

4.4.1特点 15

4.4.2电特性 15

4.4.3独立按键工作模式 16

4.4.4管脚功能说明 17

4.4.5ISD1720的典型电路 19

4.4.6系统原理图 19

4.5传感器的设计 20

5系统软件设计 20

6系统的整体调试 22

6.1硬件调试 22

6.2软件调试 22

7 结论 24

谢辞 25

参考文献 26

附录 27

引言

随着社会的不断发展，推动社会进步的工业对无尘也有了较大的提高，风淋室应运而生。

风淋室,英文名为Air shower,又称风淋房,风淋门,风淋机,风淋设备等,因各地用户的习惯,叫法不一,但原理却是相同的. 风淋室是操作人员进入洁净室时使用的人身净化装置。

它利用高速洁净气流吹淋除掉进入室内人员身上的污物。

其喷嘴可调节，以便有效除去人身上的灰尘，并阻止外界污染进入洁净区域。

它也可应用于大件货物的吹淋。

风淋室是洁净厨房和装配式洁净室的洁净设备,用于吹除进入净化厂房的人体和携带物品表面的尘埃,同时风淋室又起到气闸缓冲的作用,防止未经净化的空气进入洁净区域,是进行人体净化和阻止外空气污染洁净区的有效设备。

风淋室功能的实现是全自动化的，自动化技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高薪技术。

随着智能技术的不断发展，检测系统的技术融合了造型技术、机械、电子、计算机软件、硬件和人工智能等众多先进技术，充分地体现了当代信息技术多个领域的先进技术，是信息技术的重要内容，更是人为智能技术的结晶。

1风淋室产生的意义

风淋室的产生，满足了现在工业生产对无尘的要求。

为了研究风淋室，使专业知识更好的服务于现代生产，特制作该风淋室系统模型，整个系统模型包括硬件部分

（其中包括电路板的制作和机构部分的制作）、软件部分两大部分，从经济型、兼容型、方便型、专业型、实用型等着手设计软硬件部分，使其能够完整配合工作，尽可能提

高其性价比，使其在这日益竞争激烈的社会中也有广阔的市场和发展前景，以及较强的生命力。

随着电子科技的飞速发展，自动控制领域均得到了空前的发展。

通过对机电系统进行系统设计，有利于学生掌握控制电路原理设计，机械结构创新设计等方法，同时也能通过实际制作掌握机电系统的整体设计开发过程。

2风淋室研究的前提

2.1研究的技术基础

利用本专业机械设计制造及其自动化（机电一体化方向）所学专业知识实现各个模块的功能，其中用到单片机系统，电力拖动与控制，传感器原理及应用，语音系统，数码显示系统。

根据系统模型的要求和结合最高性价比选择相应的方案和材料；同时硬件设施齐全，具有电脑，网路，调试用的万用表，电烙铁，腐蚀等做板相应的器材和设施，可以充分发挥自己的主观能动性来实现风淋室系统的实现。

2.2制作目的及要求

1、具体认识日常生活中的各种产品、设备，了解产品的各种功能；

2、查找相关文献资料，了解前沿科技动态，善于发现并培养创新意识；

3、制定课题大致方向，明确作品应达到的效果、功能及指标，制定有计划制作流

程；

4、熟练应用机械设计自动化软件，通过仿真等软件设计出合理的机械机构；

5、熟练掌握并能灵活应用KEIL程序调试及PROTEL电路设计等软件；

6、掌握数字电路基本设计方法，逻辑门的合理组合，最简式连接；数字电路抗干扰电路设计，多余输入端的处理方法，数字电路响应速度对系统所产生的影响等。

7、系统整体设计应遵循电子产品设计规范及相关指标要求，如操控灵活性、人机界面友好性、功能完善性、绿色节能指标、系统安全稳定可靠性、整机性价比特性等；

8、掌握编写自动控制相关的电子产品设计方案、论证报告等。

2.3制作内容

风淋室系统模型设计及要求：

利用不锈钢焊接一房间模型，当按下一按键时，房间前门自动打开，3秒钟后房间自动关闭，当红外感应不到人存在时，语音提示人站在感应区呢，当红外感应到人存在时，风扇开始吹风，同时数码管进行倒计时，当倒计时结束时，风扇停止吹风，后面打开，3秒钟后房间自动关闭，语音提示从后门出去。

整个过程有单片机控制，全自动化的实现。

扩展：

1、加入语音系统

2、将配合精度尽可能提高，即误差小于1s

3风淋室系统模型方案选择

3.1系统方案的整体设计

3.1.1硬件部分：

l机构设置

采用不锈钢焊接房间模型，在房间内部焊接电风扇、功放及红外感应装置，在房间的前后门焊接两个步进电机，实现前后的门的控制。

通过各个模块的配合，实现自动化吹风的全过程。

l电路板的制作

采用AT89S52单片机作为主控制系统，前后门采用相同的步进电机驱动模块，房间内部配有语音模块、红外感应模块、吹风模块。

3.1.2软件部分：

本系统各个模块通过学习相关资料，结合自己所学实际情况均采用C语言进行编程，通过KEIL软件和PROGISP软件进行程序调试。

3.2系统方案论证与比较

3.2.1单片机的选择

方案一：

采用传统的89S52作为风淋室系统模型的控制核心。

52具有价格低廉使用简单等特点，其运算速率已满足要求，对风淋室系统模型的控制已经做够用了。

方案二：

采用AVR单片机作为风淋室系统模型的控制核心。

AVR单片机具有丰富的

资源，指令周期短，工作速度快、耗能低，低电压，内部有A/D转换和PWM控制输出功能，易于调试等优点，配置较高，对于风淋室系统模型的控制和信息处理有些资源浪费。

基于上述分析，拟选方案一。

3.2.2电机的选择

方案一：

采用步进电机对风淋室系统模型进行控制，步进电机具有快速的启动能力，如果负荷不超过步进电机所提供的转矩，就能够立即使步进电机启动或反转；另一个显著特点就是转换精度高，转速度容易控制，正反转控制灵活。

步进电机运动精确，控制方便，很适合风淋室系统模型。

方案二：

采用直流电机直接实现对风淋室系统前后门的运动进行控制，直流电机具有过载能力强、无级调速度等一些优良特性。

但是不能精确控制转速，控制精度不高，较难把握，正反转控制不灵活。

不适合本次的风淋室模型系统。

基于上述分析，拟选方案一。

3.2.3电源的选择

方案一：

双电源供电。

用两个电源分别给控制系统和电机供电，将两个