模拟烘手机毕业设计.docx

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模拟烘手机毕业设计

武威职业学院电信系10级应用电子专业

毕业设计（论文）

课题名称:

模拟烘手机

院（系）：

武威职业学院电信系

专业：

应用电子技术

班级：

10级应用电子技术大专班

姓名：

***

指导教师：

***

完成日期：

模拟烘手机控制系统设计

摘要:

基于单片机控制的自动烘手机在人们的生活中已被广泛的运用,它具有体积小、功能强、成本低、应用灵活方便等优点。

可以说，一台烘手机就是一个小型的完整的自动控制系统，而这种小型的智能控制与自动控制的核心控制的最佳选择是单片机。

本系统采用单片机进行控制，由电源电路、热释检测电路、红外感应检测电路、单片机控制部分、显示电路、风扇电路、加热电路、加热电路、充电电路等组成。

有温度传感器、红外传感器及热释传感器进行数据采集，采用普通按键开关进行风类（冷、热）和风挡选择，单片机进行数据处理和控制输出，编程实现PWM方式控制电机，以及采用增量型PID进行反馈调节，以保持温度的稳定性。

其中单片机采用AT89S52作为控制核心，温度传感器为数字温度传感器DS18B20.

关键字：

单片机，传感器、PID、PWM

HandDryerssingle-chipmicrocomputercontrolsystemdesign

Author:

LuoLikun

utor:

GuDeying

Basedonsinglechipmicrocomputercontrolautomatichanddryershasbeenwidelyusedinpeople’slives,ithasasmallsize,powerful,lowcost,flexibleandconvenienttouseandsoon.Itcanbesaidthatadryersisasmall,completesetofautomaticcontrolsystem,andthissmallcoreofintelligentcontrolandautomaticconvenientisundoubtedlythebestchoiceofsingle-chipcomputer.Thissystemusesasingle-chipmicrocomputercontrol,bythepowersupplycircuit,heatreleasesensordetectioncircuit,infraredsensordetectioncircuit,controlledbysinglechipmicrocomputerinpart,displaycircuit,fancircuit,heatingcircuits,chargingcircuitandothercomponents.Temperaturesensors,infraredsensorsandtheHeatreleasesensordataacquisition,usingordinarypresstoswitchthewindclassandwindshieldselectionsingle-chipmicrocomputerfordataprocessingandcontroloutput,programmingrealizationofPWMcontrolmotor,andtheuseofincrementallowPIDfeedbackcontroltomaintaintemperaturestability,whichisoneofthebiggesthighlightofthesystem.UsingAT89S52asonesingchipcontrolcoretemperaturesensorDS18B20digitaltemperaturesensors.

KEYWords:

SCM,sensor,PID,PWM

第一章．绪论

1.1研究背景及意义

1.2行业动态

1.3系统框图

1.4主要方案

1.5论文主要工作

第二章．硬件电路设计

2.1单片机最小系统设计

2.1.1AT89S52单片机

2.1.2复位电路设计

2.1.3晶振电路设计

2.2数字温度传感器DS18B20

2.2.1DS18B20高速

2.2.2DS18B20使用中注意事项

2.3热释传感器和红外传感器

2.4直流电动机电路设计

2.4.1系统结构

2.4.2直流电动的速度控制

2.5按键电路设计

2.6显示电路设计

2.7整体电路设计

第三章软件设计

3.1子程序模块

3.1.1温度采集子程序

3.1.2PWM子程序

3.1.3PID算法子程序

3.2主程序

第四章．系统仿真与调试

4.1仿真系统简介

4.2仿真调试及问题分析

第五章．结束语

结论

致谢

参考文献

附录

....................................................................................

第1章绪论

1.1研究背景及意义

随着中国经济快速发展，“十二五”时期我国的城镇化水平将进一步提高，这将为家电工业的发展提供良好地机遇。

2010年，我国城镇化率为46.6%,预计“十二五“期末，将达到52%.保守地估计“十二五“时期我国将新增加4500多万城镇人口，新增1000多万户城镇家庭。

这将平均每年为我国增加数百万各类电子产品的需要。

随着居民生活水平的不断提高，人们的卫生意识也在不断的提高，对环境卫生的标准提出了更高的要求。

及卫生健康方面的电子的需求也将迅速增长。

自动烘手机是人们日常生活中长剑的一种家电产品，已经成为人们生活中不可少的家用电器。

特别是在公共卫生场所的应用更是十分的广泛。

但是传统非智能烘手机已经不能满足人们对烘手机自动化程度的要求了。

烘手机要更好的满足人们的需求。

就必须借助与自动化技术的快速发展。

而随着以单片机为核心的智能控制技术的快速发展，各种智能传感设备的不断完善，家电的智能控制得到了很好的解决，自动获得飞速发展使得烘手机由初始的半自动式发展到现在的全自动式，又在智能化发展的道路上更进一步。

1.2行业动态

随着家电行业的快速发展,以及人们节能减排意识的进一步提高,第一代功效率高,能耗大,电器内部工作温度高,电子器件和线路容易老化,使用烘手机已经被市场淘汰.更加环保节能的第二代自动烘手机正在迅速占领市场.第二代自动烘手机采用了高速专用电机,风速大,热功率低,不仅能耗低,而且使用长,故障率低.第二代自动烘手机不仅在硬件上进行了更想你换代,在软件上更是采用了以PID反馈调节、PWM、脉宽带=调制为代表的典型智能控制方式，从而极大地保持了系统的稳定性以及提高了节能的效果。

1.3系统框图

整体硬件电路的设计是整个系统最核心的部分之一，它关乎这接下来的所有工作，只有把整体硬件电路设计好了,之后的所有工作才能围绕着它进行。

本系统硬件电路注意包括电源电路、复位电路、晶振电路、按键电路、传感器电路、显示电路、风控电路和加热电路。

系统框图如图1.1所示。

图1.1系统框图

1.4主要方案

自动烘手机可以根据人体接近及红外感应情况，实现热风、冷风换挡；用PWM方式变换风速，实现PID反馈调节等功能。

自动烘手机由电源、热释（人体接近）检测电路、红外感应检测电路、单片机控制部分、显示电路、风扇电路、加热（用灯泡模拟电热丝）电路、充电电路等组成。

自动烘手机共设计有凉风、热风、风速档1、风速档2、风速档3、确认和复位等7个键。

当接通电源或K7（复位按钮）按下时电路复位，模拟烘手机处于初始状态，显示“0000“；

当烘手机在无效工作状态，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“0000“；

当烘手机在无效工作状态，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“，此时，烘手机状态有以下按键确定：

（1）依次按下COOL1（P1.0）、SPEED1（P1.2）、SURE（确认），当烘手机有效工作时，显示“L001“，灯泡不亮，风扇低速（风速档1）；

（2）依次按下COOL1（P1.0）、SPEED1（P1.3）、SURE（确认），当烘手机有效工作时，显示“L002“，灯泡不亮，风扇中速（风速档2）；

（3）依次按下COOL1（P1.0）、SPEED1（P1.4）、SURE（确认），当烘手机有效工作时，显示“L001“，灯泡不亮，风扇高速（风速档3）；

（4）依次按下COOL1（P1.0）、SPEED1（P1.2）、SURE（确认），当烘手机有效工作时，显示“H001“，灯泡亮，风扇低速（风速档1）；

（5）依次按下COOL1（P1.0）、SPEED1（P1.2）、SURE（确认），当烘手机有效工作时，显示“H001“，灯泡亮，风扇中速（风速档2）；

（6）依次按下COOL1（P1.0）、SPEED1（P1.2）、SURE（确认），当烘手机有效工作时，显示“001“，灯泡亮，风扇高速（风速档3）。

1.5论文主要工作

一台自动烘手机就是一个小型的控制系统，它包括硬件和软件两部分。

在研究这个系统的同时，不仅要考虑到硬件选择的可行性，在软件上更需要选择合适的算法，灵活的程序。

以下为本系统主要完成的工作：

1）以单片机为核心吧硬件电路布局好，实现烘手机所需的各种功能。

2）热释传感器和红外传感器的协调工作，防止对信号的误报。

3）DS18B20温度传感器的基本功能，工作方式。

重点研究DS18B20数字传感器的初始化，读取温度的控制过程。

4）PID控制的原理和算法，并结合相关资料对PID控制设计的关键内容——PID控制器参数的整定及软件实现方法进行了重点分析，给出切实可行的参数整定的方法。

5）PWM脉宽调制的实现方式，以及结合反馈回来的温度进行占空比的中心设定，并实现对直流电机的调速控制。

6）正确处理传感器还给单片机的动态扫描的数据，防止程序进入无效的死循环。

第二章硬件电路设计

2.1单片机最小系统设计

单片机最小系统或者称为最小应用系统，就是用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，对AT89S52单片机来说，最小系统一般应该包括：

复位电路、晶振电路、电源电路，如图2.1所示。

由于在Proteus中电源电路。

图2.1单片机最小系统

2.1.1AT89S52单片机

AT89S52是一种底功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash。

使用Atmel公司高密度非易失行器在系统可编程，常规编程器。

在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和系统可编程Flash，使得AT89S52为众多切入式控制应用系统提高灵活、超有效的解决方案。

引脚如图2.2所示。

图2.2单片机引脚图

第6章结束语

AT89S52单片机的运算能力强大，外设接口丰富，结合硬件和软件算法，能够出色的完成自动烘手机的各种控制任务。

本系统采用AT89S52单片机作为控制核心，用热释传感器进行有效工作信号的采集，用DS18B20数字温度传感器进行温度采集，并将采集道德温度信号作为负反馈传给PID程序，通过PID运算后控制PWM输出，以此实现直流电机闭环反馈调速，大大提高了温度调节的精确性和稳定度。

虽然用单片机来实现对电机调速又有多种途径，但相对于其他用硬件与软件相结合的方法实现对电机进行调整，显然采用PWM软件方法来实现的调速过程具有更大的灵活性和更低的成本，他能够充分发挥单片机的效能，对于简易速度控制系统的实现提供了一种有效的途径。

本系统通过Proteus仿真测试，各项性能够都正常实现，达到了项目的设计要求。

。

致谢

首先，我要感谢我的指导老师郭睿涵老师在毕业设计和写论文的过程中对我给予的指导和严格要求，从选题到查阅资料，开题报告的书写，中期答辩，后期论文的书写以及格式调整等各个环节都给予了我悉心的指导和帮助，这几个月以来，郭老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想给我以无微不至的关怀，在此谨向王老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

同时我还要感谢和我一起做毕业设计的同学，在毕业设计的短短几个月里，你们给我提出了许多宝贵的意见，给了我不少的帮助和支持。

还有我的宿舍同学和身边的朋友，正是在这样一个团结友爱，相互促进的环境中，在和你们的相互帮助和启发中，我才能够顺利的完成毕业设计和学业。

最后我要深深的感谢我的家人，正是他们含辛茹苦的把我养育成人，在成活和学习上给予我无尽的爱、理解和支持，才使我时刻充满信心和勇气，克服成长路上的种种困难，顺利的完成大学学习。

参考文献

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