畢業(yè)設計（論文）-單片機紅外線控制自動水龍頭.doc

紅外自動水龍頭1河南工業(yè)職業(yè)技術學院HenanPolytechnicInstitute畢業(yè)設計（論文）題目：紅外線自動水龍頭班級：姓名：指導教師：紅外自動水龍頭2設計任務書一、設計題目紅外線控制自動水龍頭二、設計的目的1）掌握光電傳感器的原理及使用方法。2）掌握用51單片機開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的流程及方法。三、設計要求紅外線控制水龍頭在生活中應用廣泛，主要應用光電傳感器對水龍頭的開關進行自動控制。其設計要求如下：1)采用光電傳感器采集數(shù)據(jù)；2)用51系列單片機進行數(shù)據(jù)處理；3)用電磁閥控制水龍頭的開關；4)當水龍頭長時間開啟，進行聲音報警；5)根據(jù)需要控制水流的大小。四、設計任務要求在規(guī)定時間內(nèi)獨立完成下列工作量：說明詳細，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號標準，線條均勻。1)撰寫總體設計方案（設計說明書，15000以上）；2)電路原理圖設計、繪制；3)元器件的選型依據(jù)及計算；4)元器件明細表；5）撰寫程序設計說明書6）編寫程序五、參考文獻紅外自動水龍頭3紅外線控制自動水龍頭摘要水龍頭是室內(nèi)水源的開關,負責控制和調(diào)節(jié)水的流量大小,是每個家庭必備的材料。本文所介紹的是一種新型紅外線控制自動水龍頭,紅外式自動水龍頭由紅外發(fā)射電路、紅外接收放大電路、控制電路，電磁閥，電源組成。用51系列單片機進行數(shù)據(jù)處理，電路簡單，既防止了其它光源的干擾，又簡化電路，降低成本，使用和安裝都很方便。成本低，體積小，安裝簡單。自動水龍頭接通電源，當手伸到水龍頭下時，使水龍頭放自來水，根據(jù)需要調(diào)節(jié)水流大小，手離開水龍頭后，停止放水。關鍵詞：紅外線控制，自動水龍頭，51系列，電磁閥紅外自動水龍頭4ABSTRACTTapwaterisusedindoorandresponsiblefortheswitchcontrolandjusttheflowofwater,isrequiredmaterialsineachfamily.Thispaperintroducesanewkindofinfraredcontrolwhichisautomaticinfraredautomaticfaucet.Thesystemismadeupofinfraredtransmissioncircuit,faucetinfraredreceivingamplifiercircuit,controlcircuit,solenoidvalvesandpowersupply.Withsimplecircuitof51seriesmicrocontroller,whichpreventtheotherlightinterference.Thecircuitissimplify,cheapandveryconvenientandiseasyforinstallation.Lowcost,smallvolume,simpleinstallation.Automaticfaucetswitchonthepower,whenthehand,maketotapwaterfaucets,needadjustmentaccordingtoputhandsoffthetapwater,water,stop.Keywords:infraredcontrol,automaticfaucet,51series,solenoidvalves紅外自動水龍頭5目錄第一章緒論.11.1設計目的及意義.11.2單片機概述與應用.2第二章設計方案.52.1設計方案選擇與論證.52.2單片機控制方案.7第三章硬件設計.93.1控制電路設計.93.2輸入電路設計.163.3輸出電路設計.23第四章軟件設計.274.1系統(tǒng)設計思想和流程圖.274.2編寫程序.294.4測試軟件.30結束語.32參考文獻.35附錄.36致謝.41紅外自動水龍頭6一、緒論1.1設計的目的與意義水龍頭，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時間的推移，科學技術的不斷發(fā)展，人們對生活要求越來越高，追求自動化，智能化。怎樣讓其更好的服務人民，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設計出新型水龍頭。作為本設計核心元件的單片機自20世紀70年代問世以來，以其極高的性能價格比，受到人們的重視和關注，應用很廣、發(fā)展很快。單片機體積小、重量輕、抗干擾能力強、環(huán)境要求不高、價格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。由于具有以上優(yōu)點，在我國，單片機已廣泛的應用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機電一體化設備等各個方面，而51單片機是各單片機中較為典型和具有代表性的一種。隨著單片機的不斷發(fā)展其應用的不斷擴展，它的作用也越來越重要，家電智能化是人類日常生活必然趨勢。節(jié)能環(huán)保是當今世界發(fā)展的主題，而健康舒適的生活一直是人孜孜不倦的追求。不管是在廚房里取水，還是衛(wèi)生間里的洗手，水龍頭上的細菌與病毒在所難免都要接觸到，尤其是公共場所中的水龍頭最為讓人頭痛。怎樣能避免某些傳染疾病通過水龍頭交叉感染，就是現(xiàn)在不得不考慮的一個問題。此外，傳統(tǒng)水龍頭的流量變化因取決于水龍頭的開口大小，而人為調(diào)節(jié)一直是困擾水龍頭發(fā)展的一個難題。本設計從日常生活中常見的事物入手通過對水龍頭的設計，使我們認識到單片機已經(jīng)深入到我們生活的各個領域。該設計不僅可以鍛煉我們的動手能力，而且可以加深我們對單片機的認識和激發(fā)我們對未知科學領域的探索，使得我們原本枯燥的學習變得更有趣味和更加形象。紅外自動水龍頭71.2單片機的概述與應用1.2.1.單片機的概述單片機也被稱為微控制器（Microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領域。單片機由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統(tǒng)更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設計出的處理器，從此以后，單片機和專用處理器的發(fā)展便分道揚鑣。早期的單片機都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因為簡單可靠而性能不錯獲得了很大的好評。此后在8031上發(fā)展出了MCS51系列單片機系統(tǒng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。隨著工業(yè)控制領域要求的提高，開始出現(xiàn)了16位單片機，但因為性價比不理想并未得到很廣泛的應用。90年代后隨著消費電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機技術得到了巨大的提高。隨著INTELi960系列特別是后來的ARM系列的廣泛應用，32位單片機迅速取代16位單片機的高端地位，并且進入主流市場。而傳統(tǒng)的8位單片機的性能也得到了飛速提高，處理能力比起80年代提高了數(shù)百倍。目前，高端的32位單片機主頻已經(jīng)超過300MHz，性能直追90年代中期的專用處理器，而普通的型號出廠價格跌落至1美元，最高端的型號也只有10美元。當代單片機系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應用在全系列的單片機上。而在作為掌上電腦和手機核心處理的高端單片機甚至可以直接使用專用的Wind