基于單片機(jī)的自來水供應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：基于單片機(jī)的自來水供應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)學(xué)院：物電學(xué)院班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師： 岳香梅職稱： 講師完成日期：2014 年 5 月15 日基于單片機(jī)的自來水供應(yīng)裝置畢業(yè)論文基于單片機(jī)控制的自來水供應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)通過STC89C5芯片，紅外遙控器，紅外 接收頭，數(shù)碼管以及蜂鳴器 等主要器件來實(shí)現(xiàn)中斷技術(shù)，發(fā)送接收密碼并配合數(shù)碼管顯示，以蜂鳴器提醒等操作 過程，實(shí)現(xiàn)自來水供應(yīng)基本功能的設(shè)計(jì)。 本裝置易于與手機(jī)卡，交通卡等社會(huì)福利體 系相結(jié)合，對(duì)城市水供應(yīng)以及社會(huì)水節(jié)約有著重要意義并且該裝置中紅外線應(yīng)用技術(shù) 成熟，成本低廉，其小型化易于與其他卡體系相結(jié)合，量產(chǎn)化方便進(jìn)行流水線

2、生產(chǎn)； 在水資源日益匱乏和社會(huì)福利要求日益增加的今天， 水資源供應(yīng)裝置不但在公司學(xué)校 等社會(huì)團(tuán)體中有著廣泛用途而且都對(duì)社會(huì)福利的配置完善有著不可替代的作用。關(guān)鍵詞：紅外遙控 紅外接收解碼 密碼基于單片機(jī)的自來水供應(yīng)裝置畢業(yè)論文目錄1前言 11.1課題選題的背景 目的和意義 11.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3本論文的具體安排 12硬件設(shè)計(jì) 22.1系統(tǒng)總框圖 22.2最小系統(tǒng) 22.3紅外遙控系統(tǒng)簡介 32.4蜂鳴器原理簡介 32.5基于單片機(jī)控制的LED數(shù)碼管 32.6自來水供應(yīng)裝置總接線設(shè)計(jì) 53軟件設(shè)計(jì) 63.1 紅外遙控程序設(shè)計(jì) 63.1.1 紅外線遙控發(fā)射電路 63.1.2 遙控接收解調(diào)

3、電路 63.3蜂鳴器驅(qū)動(dòng) 74軟硬件的調(diào)試 75總結(jié) 9參考文獻(xiàn) 10致謝 11基于單片機(jī)的自來水供應(yīng)裝置畢業(yè)論文1前言1.1課題選題的背景 目的和意義隨著社會(huì)化大發(fā)展開始，水資源的匱乏愈加嚴(yán)峻，雖然隨著國家南水北調(diào)等工程的實(shí) 施，部分困境得到緩解 但水資源的前景仍舊堪憂，管理的不慎重，無意的水資源浪 費(fèi)使得我們?cè)揪途o張的水資源更顯的緊缺，在這個(gè)資源緊張的時(shí)候，我們必須把節(jié)約用水，杜絕誰浪費(fèi)做為當(dāng)前工作的另一個(gè)重點(diǎn)。 所以我在基于大眾習(xí)慣基礎(chǔ)的情況 下，針對(duì)性的設(shè)計(jì)了用水管理系統(tǒng)，目的是在對(duì)社會(huì)發(fā)展管理化，專業(yè)化，快捷化的 要求上針對(duì)水資源進(jìn)行系統(tǒng)的配置， 這不僅是在響應(yīng)國家的要求，而且也可

4、以逐漸規(guī) 范人們的舉止向道德文明邁步。在社會(huì)管理中不但需要對(duì)大眾的用水量以及人流量進(jìn)行調(diào)查管理，還必須在大眾滿意和方便的基礎(chǔ)上杜絕惡意破壞惡意浪費(fèi)等方面的可能性，還要使得在管理上，有著雙向標(biāo)準(zhǔn)：一方面，盡量避免投入大量精力和造成管理機(jī)構(gòu)臃腫，另一方面，還需要讓 大眾接受習(xí)慣的引導(dǎo)不走向反彈的情緒化中。 本裝置通過與電子卡相結(jié)合在不必增加 大眾負(fù)擔(dān)的基礎(chǔ)上進(jìn)行水資源的配置且可以根據(jù)身份證等工具從全局上對(duì)個(gè)人用水 情況進(jìn)行管理監(jiān)督。從源頭上，杜絕水資源的浪費(fèi)，而且在引導(dǎo)的過程中，我們也傳 遞了助人為樂的美德，這是本設(shè)計(jì)最為閃亮的地方。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作為一種基于社會(huì)化資源配置的設(shè)計(jì)，自來水供應(yīng)

5、裝置目前一般出現(xiàn)在公司， 學(xué)校等各類社會(huì)團(tuán)體中，在社會(huì)公共產(chǎn)品中使用情況并不樂觀， 出現(xiàn)這種情況的原因一部分 是由于水資源地區(qū)分布的不平衡以及社會(huì)管理的不完善造成的，另一方面則是由于我們初建飲水體系，對(duì)具體操作不慎明了，貿(mào)然使用的結(jié)果。但是在目前實(shí)用的具體類型中，根據(jù)它們?cè)诟鞣N社會(huì)團(tuán)體中不同場合的不同作用，它與感應(yīng)卡技術(shù)，生物識(shí)別技術(shù)相結(jié)合衍生出了各種具有不同作用的開關(guān)裝置。該類裝置目前正呈普遍蔓延的勢(shì)態(tài)，產(chǎn)品效果非常樂觀，市場前景潛力巨大，國內(nèi)市場年年 再創(chuàng)新高。而且這種裝置將隨著國家社會(huì)工業(yè)化的提高而更具生命力，尤其在美國， 歐洲等這類工業(yè)化完成的國家里，在它們中由于有些國家水資源比較充沛

6、， 不但各種 社會(huì)團(tuán)體普及的情況下，該裝置也漸漸被應(yīng)用到社會(huì)公共物品配置中， 在滿足大眾公 共物品消費(fèi)的同時(shí)，也解決了一些社會(huì)歷來難以根除的頑疾，對(duì)社會(huì)進(jìn)步有明顯作用， 這些數(shù)據(jù)是我的論文預(yù)測的最大來源。1.3本論文的具體安排課題設(shè)計(jì)主要集中在硬件和軟件兩方面，針對(duì)大眾方便，快捷的最基本要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。需要解決：系統(tǒng)以傳送裝置和接收裝置組成，用戶可以通過固定身份密碼的形式對(duì)接 收裝置進(jìn)行控制若輸入密碼正確則可打開否則在數(shù)次提醒后再報(bào)警，紅外遙控系統(tǒng) 如何與卡體系相結(jié)合以方便大眾攜帶等問題。 硬件上面主要注意引腳與流程圖的準(zhǔn)確 接線，相應(yīng)器件的功能用途，指令參數(shù)的總體了解以及社會(huì)最新領(lǐng)域內(nèi)的結(jié)晶，

7、而相 對(duì)軟件來說則集中處理密碼混亂，攜帶輕便，以及紅外遙控與卡系統(tǒng)共運(yùn)行等問題上， 課題也涉及了一些相關(guān)器件的介紹和相關(guān)應(yīng)用方式。數(shù)碼管，蜂鳴器，最小系統(tǒng)等諸 多組成單元及其基本功能的應(yīng)用可以更深層次的理解本設(shè)計(jì)的基本原理和運(yùn)行規(guī)律， 以方便產(chǎn)品的售后維護(hù)和相關(guān)護(hù)理。在論文的開頭出大體簡介了一番本設(shè)計(jì)的具體用 途以及對(duì)社會(huì)的價(jià)值，希望可以對(duì)國家和社會(huì)有一些小小的貢獻(xiàn)而在論文的結(jié)尾中對(duì) 本此論文期間的具體情況進(jìn)行了大體上回顧，以及相應(yīng)參考文獻(xiàn)的出處，英文摘要和具體程序代碼的附錄，以表示對(duì)具體文獻(xiàn)作者的敬意和感謝。2硬件設(shè)計(jì) 2.1系統(tǒng)總框圖本課題設(shè)計(jì)的由單片機(jī)外核心所構(gòu)成的自來水供應(yīng)裝置系統(tǒng)其硬

8、件原理圖如圖2.1所示。紅 外 發(fā) 射 器2.2最小系統(tǒng)本課題的單片機(jī)所選用STC89S52系列的單片機(jī)。STC89C52是一個(gè)低功率，利用STC 單片機(jī)制作的高性能CMOS8 8K在系統(tǒng)可編程閃存。復(fù)位電路只要選取恰當(dāng)?shù)腞C的取值，系統(tǒng)復(fù)位時(shí)間得到可靠的保證。如圖2.3所示。 相應(yīng)的最小系統(tǒng)中晶振電路的工作原理圖.如圖2.4所示。XTAT2C110uf189 RSTR1 29PSEN10K3031ALEEA圖2.4晶振電路圖圖2.3復(fù)位電路接線圖2.3紅外遙控系統(tǒng)簡介紅外遙控器已廣泛應(yīng)用于各類家用電器，在電器的使用提供了很多方便。通常情況下， 自來水供應(yīng)裝置中其紅外遙控模塊，如圖2.7所示。

9、通常為了使信號(hào)能更好的被傳輸 發(fā)送端將基帶二進(jìn)制信號(hào)調(diào)制為脈沖串信號(hào)，通過紅外發(fā)射管發(fā)射。在電路發(fā)射中還有紅外調(diào)制模塊：脈寬調(diào)制（PWM和脈時(shí)調(diào)制（ppm，一般地，脈寬調(diào)制通過脈沖 寬度來實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制。發(fā)射和接收兩大模塊構(gòu)成了紅外遙控體系，而編碼器/解碼器ASIC核心控制運(yùn)行的應(yīng)用程序，如圖 2.6所示。電路原理：主控單元是一個(gè)單片機(jī)，紅外接收管端口中斷INT0 U1相接，脈沖接收紅外信號(hào)。解碼輸出顯示則由8個(gè)發(fā)光二極管來運(yùn)作，U3指的是電平轉(zhuǎn)換心片一般在 跟電腦串行口 RS232相連時(shí)使用，單片機(jī)的1、2腳通常是 串行接收和串行發(fā)送口 2.4蜂鳴器原理簡介如圖2.8的蜂鳴器電路原理圖，蜂鳴器

10、電流相對(duì)較大，因此需要用三極管驅(qū)動(dòng)，并 且加了一個(gè)100歐的電阻作為限流電阻。此外還加了一個(gè)D4二極管即續(xù)流二極管。 我們的蜂鳴器是感性器件，當(dāng)三極管導(dǎo)通給蜂鳴器供電時(shí)，就會(huì)有導(dǎo)通電流流過蜂鳴 器。電感的一個(gè)特點(diǎn)就是電流不能突變，導(dǎo)通時(shí)電流是逐漸加大的，當(dāng)關(guān)斷時(shí)，經(jīng)“電 源-三極管-蜂鳴器-地”回路就截?cái)嗔?，過不了任何電流了，儲(chǔ)存的電流就是經(jīng)過這 個(gè)D4和蜂鳴器自身的環(huán)路來消耗掉了，就避免了關(guān)斷時(shí)由于電感電流造成的反向沖2.5 LED數(shù) 碼管一般來說，在LED中把全部的陽極都連接到共同接點(diǎn) com如圖2.9左圖所示，即組 成了 LED數(shù)碼管的共陽極；與之相反即LED數(shù)碼管的共陰極。910u圖2

11、.5最小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)電路圖圖2.6通用紅外遙控系統(tǒng)的發(fā)射和接收?qǐng)D一體化紅外接收頭BUZZ R521K2.7 紅外線遙控系統(tǒng)框圖+59012R7 100D4 -41480bzNBuzzer圖2.8蜂鳴器電路原理圖圖2.9 數(shù)碼管的共陽和共陰2.6自來水供應(yīng)裝置總接線設(shè)計(jì)總接線連接即構(gòu)成了自來水供應(yīng)裝置系統(tǒng)總接線圖，如圖2.10所示:3軟件設(shè)計(jì)3.1紅外遙控程序設(shè)計(jì)3.1.1紅外線遙控發(fā)射電路在遙控發(fā)射電路中，如果只是一路電路直接發(fā)射38kHz紅外信號(hào)即可，但如果路數(shù)不 止一路但總體路數(shù)不多的情況下，必須采用頻分制的方法制作編碼器。在一個(gè)一路紅外遙控發(fā)射電路中如圖 3.1電路所示，從腳出相應(yīng)的載波后，

12、稍后就 可以實(shí)現(xiàn)信息的發(fā)送了。如圖3.3所示。3.1.2遙控接收解調(diào)電路圖3.2為紅外接收解調(diào)控制電路。其中ICI是紅外接收頭。如圖3.2所示：在解調(diào)從上面接收到的紅外線信號(hào)后，在我們發(fā)射與解調(diào)后同頻率的信號(hào)時(shí)，LM56774HC001 5C3645開始工作。如圖3.4所示。在電路導(dǎo)通后，從A點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)就可以間接控制不同電 路的運(yùn)行狀況。如圖3.5所示。R1 R2 C1 - C2圖3.1紅外遙控發(fā)射電路基于單片機(jī)的自來水供應(yīng)裝置畢業(yè)論文24R3C1R4ARP0型觸發(fā)鎖存器R5可控硅，繼電器等開關(guān)5V圖3.2遙控接收解調(diào)電路3.2數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路由74LS164驅(qū)動(dòng)構(gòu)成數(shù)碼管靜態(tài)顯示 ，如圖3.

13、6所示。3.3蜂鳴器驅(qū)動(dòng)PWM俞出口本身可以輸出一定的方波，通過對(duì)單片機(jī)的軟件設(shè)置設(shè)置占空比、周 期等，就可以利用這個(gè)波形就可以驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。3.4自來水供應(yīng)裝置主程序設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求和程序流程，我們進(jìn)行如圖 3.7所示主程序流程圖所示的總體設(shè)計(jì)。4軟硬件的調(diào)試本次設(shè)計(jì)通過調(diào)試基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)，自來水供應(yīng)裝置通過八位密碼的設(shè)計(jì)有效的 解決了自來水供應(yīng)的方便，快捷等問題；紅外遙控功能的輕捷方便特性得以充分體現(xiàn)， 紅外的發(fā)射和接收都清晰無誤的表現(xiàn)出來。但本次設(shè)計(jì)還是呈現(xiàn)出眾多問題：在調(diào)試 時(shí)，設(shè)置密碼后容易出現(xiàn)陰影，不但干擾密碼的輸入，而且容易造成數(shù)字之間的串聯(lián)， 有時(shí)看不清楚所輸入的數(shù)字，從教材

14、中找了好一會(huì)兒，才找到一個(gè)消影程序，燒錄過 后才去掉了數(shù)字的陰影；在蜂鳴器鳴叫時(shí)打算假如適當(dāng)?shù)脑捳Z提醒， 但當(dāng)程序燒錄后 與主程序共同運(yùn)行時(shí)，可能由于購買時(shí)蜂鳴器的參數(shù)系數(shù)考慮不足， 兩者不能一起運(yùn) 作；在數(shù)碼管顯示時(shí)，一度出現(xiàn)輸入密碼在數(shù)碼管跳位的現(xiàn)象， 不能順序出現(xiàn)的情況， 指導(dǎo)檢查數(shù)遍后，才發(fā)現(xiàn)不經(jīng)意間改動(dòng)了一個(gè)代碼， 才造成順序的脫節(jié)；當(dāng)密碼三次 過后進(jìn)行相應(yīng)的提醒時(shí)如何保證報(bào)警聲不發(fā)生混淆，本打算在取水的期間插入音樂功 能,但不知為何音樂程序在單獨(dú)存在燒錄侯的情況下可以運(yùn)行但在與其他程序并列運(yùn) 行時(shí)兩者相互干擾，在與同學(xué)商量后仍不得其解，只能期待有機(jī)會(huì)找老師幫助了011基于單片機(jī)的自

15、來水供應(yīng)裝置畢業(yè)論文開始初始化有鍵按下1按鍵號(hào)? 應(yīng)發(fā)射轉(zhuǎn)只相 f程序有信號(hào)到?安脈沖個(gè)數(shù)執(zhí)行相應(yīng)程序發(fā)射開始，裝之入相應(yīng)脈沖個(gè)數(shù)結(jié)束圖3.3紅外發(fā)射流程圖圖3.4紅外接收流程圖圖3.5紅外解碼流程圖基于單片機(jī)的自來水供應(yīng)裝置畢業(yè)論文圖3.7主程序流程圖Th.TfTiiiu m科pPtiFl JJJ*Mft； Ji.Stcph(洞xuuxuui£DD科 (LDim MUZ 皿J 仏仙M +imiR 7iUf B I Of) 1(U1P1 J (Ufl + b" ?UTverGHD (W斛J (IHlfJ 1 Ai/jfra?RHTb i nt(VT)r-BEMU fl VT

16、CA ET 底 c12圖3.6數(shù)碼管與單片機(jī)的串口連接除上面調(diào)試過程中出現(xiàn)的各種問題外，系統(tǒng)還是存在著一些其他方面的不足之處：像設(shè)計(jì)沒有過多的考慮外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響，比如惡意破壞惡意宣傳等對(duì)系統(tǒng)的影響，不能修改密碼等缺陷，以及報(bào)警和提示等功能的缺失，距離過遠(yuǎn)不能遙控等 等,也沒有考慮相應(yīng)內(nèi)部的程序漏洞， 像設(shè)計(jì)的被破解造成對(duì)系統(tǒng)的錯(cuò)誤記錄， 以及 程序的相應(yīng)升級(jí)完善工作等問題，這些因素有待進(jìn)一步改進(jìn)完善。5總結(jié)在這次自來水供應(yīng)裝置的設(shè)計(jì)中，我對(duì)大學(xué)四年生活有了清晰的認(rèn)識(shí)， 這次設(shè)計(jì)不但 從學(xué)業(yè)上對(duì)我自己有一個(gè)完整的交代，也是學(xué)習(xí)近 20年來一次全面的回顧，在邁步走進(jìn)社會(huì)前夕的這一刻，面對(duì)學(xué)生

17、生涯的最后任務(wù)我不禁悲感交集：從剛開始對(duì)論文各個(gè)步驟的朦朧心態(tài)，到后來的為了了解具體器件的各種功能參數(shù)，不得不大量查找書籍；從流程圖的設(shè)計(jì)到程序的編制，再到后面的調(diào)試，修改再調(diào)試；從為了了解密 碼鎖的市場前景調(diào)查，到縫隙各式數(shù)據(jù)都流下了心血和汗水，雖然僅僅是一篇論文但中間卻竄差著個(gè)中莫名的情緒。在學(xué)業(yè)生涯中，有一句話始終貫徹著整個(gè)過程：“心態(tài)決定成敗”，以前對(duì)這句話不甚了解，但在這次設(shè)計(jì)中我邊寫作邊回憶學(xué)業(yè)中的得 失，我自認(rèn)為收獲非常巨大，不但對(duì)以后的迷茫前途有了較明確的認(rèn)識(shí)而且對(duì)我自己 的人生價(jià)值觀有了更完善了解，我相信出生社會(huì)后我可以安穩(wěn)的駕馭自己的方向。相比于寫畢業(yè)論文以前，我對(duì)自己有一

18、個(gè)清晰的了解，不僅我的動(dòng)手能力有了顯著的提 高，而且我也對(duì)“心態(tài)決定成敗”這句至理名言有了一個(gè)深刻的理解，面對(duì)困難要勇 于敢于挑戰(zhàn)，做事要耐心等等。最后我希望我設(shè)計(jì)的器件能夠給人們帶來更多的便利， 因?yàn)檫@不僅僅是我學(xué)業(yè)完成的證明也是對(duì)我工作的肯定和欣賞。參考文獻(xiàn)1 林伸茂.8051單片機(jī)徹底研究基礎(chǔ)篇M.北京:人民郵電出版社，2003: 24-153.2 華成英，童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M北京：高等教育出版社，20063 張紅,于平,程文播.基于單片機(jī)控制的LCD顯示屏系統(tǒng)J.微計(jì)算機(jī)信息，2009:92-934 康華光等.電子技術(shù)基礎(chǔ)第2版M.北京:高等教育出版社，2004： 10-156.

19、 胡漢才.單片機(jī)原理及其接口技術(shù)M.北京：清華大學(xué)出版社，2006.6 馬鴻文.基于AT89C52單片機(jī)的自動(dòng)存取柜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)M.微計(jì)算機(jī)信息,2006:101-103.7 邱玉春,李文俊.單片機(jī)系統(tǒng)中的紅外通信接口 J.2000： 56-163.8 黃耀軍,周云,嚴(yán)國萍.計(jì)算機(jī)紅外無線互連的設(shè)計(jì)幾實(shí)現(xiàn)J.2000,2.9 麥山，皮佑國.基于單片機(jī)的協(xié)議紅外遙控系統(tǒng)J.1998,5.10 Jimemez Petal.lmproved PPM schemes for infrared wireless LAN J.EIectronics Lettrs,1996,10.11 Serial Inf

20、rared Link Access Protocol(lrLAP),Version 1.1. June 16,1996,IBM Corporation , Hewlett-Packard Company, Apple Computer, Inc.,Counterpoint Systems Foundry, Inc.首先，我要感謝我的指導(dǎo)老師岳香梅老師在這次設(shè)計(jì)中數(shù)次的幫助：從剛開始的選題開始對(duì)各類題目的分析解說，相關(guān)網(wǎng)站信息的提供和資料的整理進(jìn)行相應(yīng)的引 導(dǎo)；到后來的初稿的格式排版，內(nèi)容的增刪和相應(yīng)修改的途徑；以及改稿后的不懈幫 助和嚴(yán)格要求，都讓我的論文文稿有了質(zhì)的變化，再次對(duì)比初稿和成稿兩

21、張文稿，我 不禁對(duì)教導(dǎo)老師充滿了敬意：沒有您這樣的輔導(dǎo)，我的畢業(yè)論文不會(huì)這樣順利完成也 不會(huì)順利的通過學(xué)校的要求，在這里，像您表示我崇高的敬意，對(duì)您無私的奉獻(xiàn)表示 誠摯的感謝。接著，我要感謝在這次設(shè)計(jì)中同學(xué)給予的幫助表示感謝， 從我論文的開始與完成 貫穿了你們不歇的幫助，從資料的選取到后面程序的調(diào)試以及器件的燒錄等等這里面 都有你們的身影，是你們的幫助成就了我論文的成功。 一個(gè)好漢三個(gè)幫，沒有你們的 幫助，我不會(huì)也不可能這么快完成這次論文的設(shè)計(jì)。而且你們不僅僅在論文上對(duì)我有 著不可替代的作用，也在態(tài)度上對(duì)我有著明顯的啟發(fā)：當(dāng)我論文編輯中有了些許不順 利時(shí)是你們給了我繼續(xù)下去的勇氣， 正是有了你

22、們的堅(jiān)持和影響，我才有了繼續(xù)下去 的想法和動(dòng)力，如果沒有你們的存在，我不確定這篇論文是否有完成的希望。 借此機(jī) 會(huì)，真誠的謝謝你們，是你們讓我有了這次小小的收獲。最后，我還要感謝在這次論文中不經(jīng)意給我啟發(fā)的人們， 或許你們認(rèn)為你們的幫 助只是舉手之勞不值一提，但我還是要謝謝你們，是你們的隨口一說給了我完成論文 的契機(jī)，我的論文中包含了你們智慧的結(jié)晶，這是你們對(duì)我的信任，雖然你們可能看 不到這篇論文，但我還是會(huì)盡我所能讓我的論文對(duì)著社會(huì)有所貢獻(xiàn)， 也算是我對(duì)你們 的指點(diǎn)的回報(bào)，謝謝你們。Designed Microprocessor Controlled Water SupplySystem BasedAbstract： The design by STC89C52 chip, infrared remote control, infrared receiver, digital and buzzer interrupt technique to achieve the main device to send and receive a password with digit