智能消毒柜设计与制作硬件设计.docx
《智能消毒柜设计与制作硬件设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能消毒柜设计与制作硬件设计.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
智能消毒柜设计与制作硬件设计
毕业设计
题目智能消毒柜设计与制作（硬件设计）
系别电子与信息工程系
年级专业08级电子信息工程技术（智能家电）
学生姓名
指导教师
专业负责人
答辩日期2011年？
月？
日
又顺又德职业技术学院毕业论文任务书
电子与信息工程系电子信息工程技术（智能家电）08智能家电1班
姓名：
正义榤
一、毕业论文课题
智能消毒柜设计与制作
二、毕业论文内容和目标
针对广东地区天气：
常年高温多雨，细菌容易滋生，为了保证人们的健康。
便设计出一个为餐具消毒的电器。
对市面上原有产品的功能、结构加以分析，并结合简单的物理原理，使其更加完善，并且实现多功能和智能化。
灵感源于生活，应用服务于生活。
实用为主，为使其应用简单方便，操作尽量简化，简单易懂。
三、参考资料
大全豆浆机原理图
《电路设计与制版》
《综合项目设计指导手册》
《家用电器产品与电路剖析》
《家用电器通用电气测试实训教程》
《单片机技术初步实践》
《家电控制器开发与制作》
《电子产品制作工艺》
四、毕业论文课题时间：
2010年？
？
月？
？
日至2011年？
？
月？
？
日
五、进度安排：
周次
工作内容
预定目标及检查方式
1～2
资料收集学习相关的知识
确定方向，收集相关资料。
3～4
硬件电路的设计
元件选用并画出电路原理图及PCB图。
5
制版焊接调试
焊接控制器，测试
6~7
软件的调试
力求在有限的时间内发现全部错误
7~8
软硬件的完善
对不完善的地方进行适当的修改。
8~9
论文撰写
按照论统一的要求撰写论文。
六、备注：
1、本任务书一式三份，系、指导教师和学生各执一份；
2、学生须将此任务书按装订要求进行装订。
指导老师：
英俊妞系主任：
摘要
这是一款基于HT66F50单片机的消毒柜，它集成了紫外线+臭氧消毒+低温烘干、红外线高温消毒以及全自动模式。
是每个家庭必不可少的家用电器。
第一章绪论
1.1个人职务
本人在这次毕业设计项目中，主要负责硬件方面，即包括原理图的设计，PCB板的编排，元器件的选用等。
并结合组长的软件设计方案，合理挣了了元器件的布局，确定可执行的功能，并反复检查控制器的操作性，以力求这次毕业设计的完美。
1.2设计来源
众所周知，又顺又德附近地区气候高温潮湿，以至于细菌容易滋生和繁殖，即使人们把餐具彻底地清洗干净，如果没有给予足够的杀菌处理的话，也会影响到人们是身体健康，因此，我们便设计出一个可以为餐具消毒的电器，以保卫我们的生命安全。
1.3市面产品
1.3.1安装方式大致有3种
镶嵌式
图1.3.1A
立式
图1.3.1B
壁挂式
图1.3.1C
1.3.2照消毒方式大约有4种
红外线：
用石英管通电产生的高温来消灭细菌。
紫外线：
紫外线的对细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。
高温蒸汽：
原来类似于蒸炉，前提要在消毒前加上足够的水，用于不太耐高温的餐具。
臭氧：
由于臭氧有强氧化性，可以用来消灭细菌病毒。
不过因为大多数消毒柜都包含2种或以上的消毒方式，这里就不一一发图了。
第二章：
硬件设计
2.1硬件设计和使用
本消毒柜是立式设计，红外线、臭氧+紫外线的消毒柜，带有时间控制、AD检测等智能功能。
2.2整体结构：
本消毒柜有几个重要的部件，它们分别是
①发热管：
两盏
②臭氧发生器
③紫外线灯
④LED灯
⑤LED显示屏
⑥蜂鸣器
2.3主体电路设计
2.3.1电源板
这是整个消毒柜的电源板，是消毒柜的电源提供和控制强信号的部分。
图2.3.1
2.3.2电源部分
是整个消毒柜的供电部分，由熔断器、压敏电阻、变压器、整流桥、稳压器和各种电容组成。
为整个消毒柜提供安全、可靠、稳定的电源。
图2.3.2
从市电220V出来，先经过熔断器和压敏电阻保护电路，然后再通过变压器降压，接着经过电容滤去高频和低频的信号，用7812输出稳定的+12V直流电，再经过再次的滤波，通过7805输出+5V的直流电。
2.3.3继电器组：
用单片机输出的弱信号控制电源的强信号
图2.3.3
这些继电器是单片驱动的，用来控制红外线灯、臭氧发生器、紫外线灯等强电流驱动的信号，其中，在“臭氧+紫外线消毒”层里还特意加个门应开关，当用户打开门该层的门的时候，臭氧发生器的电源就会断开，避免臭氧泄露，影响健康。
2.3.4蜂鸣器：
告诉用户消毒柜的工作状态和在必要时发出警告。
图2.3.4
这是一款无源蜂鸣器，因为本身没有LCR振荡器，所以要单片机给予震荡信号才能鸣叫，它的内部需要高电平才能驱动。
2.3.5七针插线座：
用于电源板和控制板的信息交流
图2.3.5
2.4.1控制板：
消毒柜的核心部位，用于控制消毒柜的工作。
图2.4.1
2.4.2AD检测：
检测高温消毒时候的工作温度。
图2.4.2
2.4.3LCD显示：
用户通过它了解消毒柜的工作状态。
图2.4.3
这是12832汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字、128个字符、及32*128点阵RAM。
主要技术参数和显示特性：
电源：
VDD3.3V~+5V（内置升压电路，无需负压）
显示内容：
128列*32行
显示颜色：
蓝底白字
LCD类型：
STN
于MCU接口：
3位串行配置LED背光
多种软件功能：
光标显示、自定义字符、睡眠模式等。
2.4.4工作指示灯：
告诉用户了解消毒柜的那个部位在工作
图2.4.4
2.4.5按键：
输入信号，提供单片机工作的信息
图2.4.5
第三章：
主要工作模块说明
3.1.1系统组成框图：
图3.1.1
3.1.2单片机原理图：
消毒柜的核心部位，用于控制消毒柜的工作。
图3.1.2
3.2液晶显示
3.2.1模块参数：
12832汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16*16点阵）、128个字符（8*16）点阵及32*128点阵显示RAM（GDRAM）。
主要技术参数和显示特征：
电源：
VDD3.3V~5V（内置升压电路，无需负压）
显示内容：
128列*32行
显示颜色：
蓝底白字
显示角度：
6:
00钟直视
LCD类型：
STN
与MUC接口：
3位串行
配置LED背光
多种软件功能：
光标显示、画面移位、之定义字符、睡眠模式等
3.2.2串口接口管脚信号：
管脚号
名称
LEBER
功能
1
VSS
OV
电源地
2
VSS
OV
电源地
3
VDD
+5V
电源正（3.0V5.5V）
4
CS
H/L
模组片选端，高电平有效
5
SID
H/L
串行数据输入端
6
SCLK
H/L
串行同步时钟：
上升沿时读取SID数据
7
BL+
VDD
背光源电压+4.2V---+5V
8
BL+
VDD
背光源电压+4.2V---+5V
表3.2.2
第四章：
硬件制作
4.1安装上述原理图画PCB板
最终电路原理图定下了，然后就是画出PCB图，采用的软件是Protel99SE。
在PCB图基本画好的时候，由于刻板机的精度问题，观察了几组刻出来的板都存在同样问题：
如果用线线宽小，就会刻断，而且线间距刻出来后会偏大。
所以，在画板时要注意不要把线排得太密，而且在软件设置方面要把线间距最设为0.3MM左右，线宽方面最小要达到1MM，焊盘直径也要大，因为很多小钻头已经损坏。
我的设置时线距0.3MM，最小线宽1.5MM，焊盘最小直径为2.1MM。
根据经验，在画板时铺铜越多，刻板机效率越快。
根据以往画图经验，强弱电分开，而本电路分界点就是继电器。
所以先要处理好继电器处的强弱电分隔（12V和220V），如果按照原理图的连线直接摆放继电器，会出现线交叉。
特别是针对发热体控制的强电电路，需要一个半功率控制，在画图中发现难以满足半功率控制电路，由于发热体的功率不少，几百到一千瓦以上。
所以一定要有一定线宽，线距也要增大。
4.1.1电源板PCB图
图4.1.1
4.1.2控制板PCB图
图4.1.2
4.2电路板制作与焊接
PCB图画好，也为适应刻板机作了小部分修改，之后就到刻板。
经过之前其他班同学的通宵作业，刻板机的精度明显下降，底盘也有点不平整，下刀深度要小许加大，刻出来的板还好，在合理范围之内，线宽有的变为1MM，线距普遍达到0.7MM，因为画板时作了预计，板没有作废，更重要的是资源短缺！
钻孔方面，实验室残存的钻头太大，钻头是自备的，钻孔方面没有破坏到焊盘。
最后就到电路板的焊接，在指导下，芯片的空脚要接地，但这设计中空的脚只有一个，而且是外中断脚，在画图是后是进行了接地，但我们以往没有外中断脚接地的经验，所以我在焊接时把那脚电路刮开，焊上两脚接线柱加上跳线作为调试用，以防对程序有影响。
为方便程序调试，使现象更容易观察，我先分开变压器与强电部分，使变压器另接电源线，在板上强电部分通上12V电源，加串一个电阻，在继电器对应的硬件接线座上接上发光二极管，这样就可以直观地知道那个继电器工作。
4.3功能实现
4.3.1按键说明
①、“自动”键：
用于控制红外线高温消毒模式和臭氧+紫外线消毒+低温烘干同步工作。
蜂鸣器响一声，进入工作状态。
②、“红外线高温消毒模式”键：
按下按键1，LED1亮，进入工作状态。
当温度到120度，恒温15min。
停止工作，LED灭。
③、“臭氧+紫外线消毒+低温烘干”键：
按下臭氧加紫外线消毒工作模式按键，LED2亮，进入臭氧加紫外线消毒工作状态，工作30min，停止臭氧消毒器消毒。
进入低温烘干状态。
工作15min，停止工作，LED灭。
④、“照明”键：
柜内的照明灯亮，延时20s。
4.3.2模式说明
自动模式：
用于控制臭氧和紫外线发生器和石英管同步工作。
红外线高温消毒模式：
控制石英管进行工作
臭氧+紫外线消毒+低温烘干模式：
控制臭氧和紫外线发生器工作，并且由一条低温加热管为餐具烘干
照明功能：
控制消毒柜内照明灯的工作状态
4.3.3其他控制
①．开门的感应：
为了避免臭氧泄漏而影响健康，故在臭氧加紫外线消毒的门打开时控制臭氧发生器，使之在开门的瞬间关闭。
②、开机时：
长鸣2s
③、模式撤换：
1短声
④、工作完成时：
1短声
4.3.4保护措施：
制热过热保护：
电机温度超过120℃时，消毒柜自动关机。
4.3.5LCD显示
①工作时候显示工作的时间和工作模式
②不工作时候只显示时间
4.4功能测试
4.4.1通电测试
接通电源后，蜂鸣器响一下，各个LED灯闪烁，LCD屏显示欢迎信息。
4.4.2功能按键测试
各个按键都可使实现所需功能
4.4.3工作工程测试
在工作状态下都实现理想，基本无发现错误。
4.4.4显示测试
各个LED灯的亮与灭都与理想时候实现。
4.4.5AD检测
温度的百分位总是显示为1，经过查找，发现是I/O口设置问题，经改正已经恢复到正常状态。
心得体会
在这次由牛老师辅导的毕业设计当中，让我深深地感悟到了，原来每件家用电器的设计和制作都是不简单的，特别在我们所做的控制板方面，就更加考验我们的专业能力和做人做事的态度。
就举些例子来说吧，控制板的原理图的设计，就涉及了许多的专业知识，我们必须要查阅很多的资料才能设计出来。
升级会员 