消毒柜自控開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)

第1章緒論1.1課題背景隨著全世界電子技術(shù)的日益發(fā)展，智能控制開(kāi)關(guān)技術(shù)也已經(jīng)在我國(guó)的電子技術(shù)也有了很大影響和發(fā)展。智能自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)也是近年來(lái)人們正在熱議和研究的熱門(mén)技術(shù)。許多公司甚至家庭已經(jīng)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)非常重視了。例如：窗簾可以自動(dòng)拉上或者打開(kāi)，家里的燈可以進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，消毒柜也可以進(jìn)行自動(dòng)控制進(jìn)行消毒。這些在我們生活中起到了很大的作用，目前甚至已經(jīng)成為了必不可少的環(huán)節(jié)。此次課題我們就要研究消毒柜的自控開(kāi)關(guān)與制作。我國(guó)的電子技術(shù)也有了很大發(fā)展。自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)也是近年來(lái)人們正在研究的熱門(mén)技術(shù)。例如：窗簾可以自動(dòng)拉上或者打開(kāi)，家里的燈可以進(jìn)行定時(shí)自動(dòng)開(kāi)關(guān)，消毒柜也可以進(jìn)行自動(dòng)控制進(jìn)行消毒。此次課題我們就要研究消毒柜的自控開(kāi)關(guān)與制作。自動(dòng)開(kāi)關(guān)控制消毒柜消毒時(shí)間的研究和生產(chǎn)，消毒柜消毒時(shí)間可以在系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)間參數(shù)自動(dòng)一致，也可以由用戶設(shè)置，用戶通過(guò)鍵盤(pán)輸入?yún)?shù)的時(shí)間。在正確的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)餐具和其他物品的消毒。上述三種消毒柜中，紫外線消毒柜內(nèi)消毒效果好，消毒速度快，時(shí)間短，殺滅細(xì)菌更徹底。單次消毒的時(shí)間一般不會(huì)超過(guò)20分鐘。并且，在消毒過(guò)程中不用擔(dān)心消毒原料泄露對(duì)人體造成傷害，所以容易被用戶接受。紫外線消毒柜適用于普通餐具、茶具、不銹鋼、陶瓷、鋁、玻璃制品，也適用于消毒漆、木、竹制品、塑料、合金，選購(gòu)的時(shí)候不用考慮餐具材料問(wèn)題。普通使用者家中紫外線消毒柜耗電功率多在600-700瓦之間，每次消毒耗電相對(duì)其他大型家用電器少一些。

溫度消毒柜消毒時(shí)間較長(zhǎng)，一旦消毒時(shí)間約需25分鐘完成，如果門(mén)封不好，將有少量的熱量散出。并且消毒時(shí)有材料限制，對(duì)塑料制成的奶嘴、奶瓶、竹制茶具和餐具都無(wú)法進(jìn)行消毒。

縱觀國(guó)所有的消毒柜產(chǎn)品，其發(fā)展方向就是系統(tǒng)采用微電腦控制，VFD動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前系統(tǒng)工作情況和其他參數(shù)，同時(shí)采用數(shù)碼控制定時(shí)開(kāi)關(guān)、自動(dòng)除臭等，采用高新納米磁性門(mén)封材料、排氣孔特別設(shè)有防蟲(chóng)網(wǎng)，有效杜絕二次污染的消毒柜等。1.2選題的目的和意義現(xiàn)如今隨著人類生活水平的日益提高，衛(wèi)生安全越來(lái)越受到現(xiàn)代人的關(guān)注。而人類每天都在使用的餐具衛(wèi)生情況并不被人們所重視，多人重復(fù)利用同一餐具很有可能造成交叉感染，對(duì)人體危害極大。本次課題研究的目的就是幫助人們消毒日常生活中使用的餐具，這樣人們就不用因?yàn)槎嗳酥貜?fù)使用同一餐具而對(duì)人體造成傷害。只有良好的消毒設(shè)備才能保證人們攝入身體的食物是健康衛(wèi)生的。消毒柜作為現(xiàn)代廚房中重要的電器之一，在未來(lái)幾年，將呈現(xiàn)持續(xù)平穩(wěn)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，消毒柜行業(yè)也日趨發(fā)展成熟。消毒柜，中國(guó)人自己研究出來(lái)的產(chǎn)品，未來(lái)將沿著怎樣的發(fā)展軌跡前進(jìn)？在市面上，時(shí)間控制器技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，種類齊全，時(shí)間控制器被廣泛應(yīng)用于各類電器中，通過(guò)對(duì)時(shí)間的控制是人們的生活更加簡(jiǎn)單化、智能化。在智能插座的領(lǐng)域卻還處于剛剛發(fā)展的階段，智能插座也僅僅限制于旋鈕定時(shí)器，或者計(jì)數(shù)器芯片設(shè)計(jì)的體積較大的時(shí)控插座。這種插座定時(shí)時(shí)間單一，功能單一，定時(shí)準(zhǔn)確性低，很難真正滿足我們?nèi)粘Ｉ畹男枨蟆，F(xiàn)在急需將一種功能強(qiáng)大的時(shí)控插座來(lái)滿足市場(chǎng)需求，改善我們的生活。隨著現(xiàn)代電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，由于單片機(jī)具有優(yōu)異的性價(jià)比、集成度高、體積小、可靠性高、控制功能強(qiáng)、低電壓、低功耗等特點(diǎn)，成品價(jià)格下降，越來(lái)越被廣泛應(yīng)用。這種新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，勢(shì)必在日常生活中產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。由單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)插座的定時(shí)控制正符合這一發(fā)展規(guī)律。以單片機(jī)為核心的時(shí)控插座具有一下特點(diǎn)：1、定時(shí)功能。2、具有鬧鈴提示功能，可以用于提醒定時(shí)時(shí)間結(jié)束。隨著科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，時(shí)間的控制不再滿足人民的需要。例如，家用設(shè)備的集中管理；照明開(kāi)關(guān)；燈光強(qiáng)度；窗簾控制；可以為模型、娛樂(lè)模式、睡眠模式設(shè)計(jì)回家。這些要素的交流促進(jìn)了我們的生活。智能的住房是一個(gè)居住環(huán)境，即具有智能住宅系統(tǒng)的住宅環(huán)境。由于智能家庭使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議不同，大多數(shù)智能電氣系統(tǒng)使用的是電線，但由于智能家庭使用的協(xié)議和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，因此，大多數(shù)智能家庭使用的是技術(shù)控制系統(tǒng)、音頻控制系統(tǒng)、音頻自動(dòng)控制系統(tǒng)、音頻控制系統(tǒng)、音頻設(shè)備、與家居相關(guān)的設(shè)備、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議的不同之處，因此，許多智能電力系統(tǒng)都不能使用-。在任何情況下，都有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)來(lái)完成信號(hào)傳輸任務(wù)。技術(shù)上，預(yù)防性安全技術(shù)對(duì)智能住宅系統(tǒng)至關(guān)重要，而且廣泛應(yīng)用于社區(qū)和家庭內(nèi)部的視覺(jué)通信、家庭監(jiān)控、家庭飛行警報(bào)和家庭機(jī)房測(cè)繪等領(lǐng)域。視聽(tīng)技術(shù)是確保家庭和藝術(shù)環(huán)境舒適的重要技術(shù)，包括集中分發(fā)錄音和錄像、背景音樂(lè)、家庭電影等。所以我們可以更容易地生活在一個(gè)聰明的房子里。在冬天，打開(kāi)電力加熱或空調(diào)或烹飪才能回家，在回家之前，我們會(huì)感到溫暖。夏天，在你回家之前，打開(kāi)空調(diào)，回家做一個(gè)新鮮的體驗(yàn)。當(dāng)你睡覺(jué)、睡眠模式和監(jiān)視裝置打開(kāi)的時(shí)候。燈光控制系統(tǒng)關(guān)閉光源，窗簾自動(dòng)拉上，再體驗(yàn)輕松睡眠的同時(shí)也保證了家中的安全。周末了，在家中也可以體驗(yàn)一把電影院的樂(lè)趣，按下影院模式，窗簾拉上，家庭影院打開(kāi)，投影儀開(kāi)啟，投影幕落下。科技改變生活，隨著科技的發(fā)展，智能家居智能生活已不是個(gè)夢(mèng)想。所以本文設(shè)計(jì)了一種消毒柜自控開(kāi)關(guān)，用于消毒柜的開(kāi)關(guān)倒計(jì)時(shí)、開(kāi)關(guān)等問(wèn)題，進(jìn)一步提高了效率和人們的智能生活。1.3課題的主要內(nèi)容技術(shù)要求：1、可按系統(tǒng)默認(rèn)的時(shí)間參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行，消毒10分鐘、暫停25分鐘。2、可由使用者隨時(shí)進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)按鍵輸入新的時(shí)間參數(shù)，時(shí)間為1～99分鐘之間任意設(shè)置（分辨率為1分鐘）。3、2位數(shù)碼管顯示時(shí)間。

第2章方案選擇本文根據(jù)第一章提出的技術(shù)指標(biāo)，對(duì)整個(gè)消毒柜自控開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)與制作做進(jìn)一步是設(shè)計(jì)與對(duì)比，根據(jù)不同情況設(shè)計(jì)不同方案，其中可選方案如下。2.1可選方案方案一：基于紫外消毒柜自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，由單片機(jī)制作，可根據(jù)系統(tǒng)的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行預(yù)置，也可通過(guò)按鍵設(shè)定新的時(shí)間參數(shù)，隨時(shí)為用戶設(shè)定。本實(shí)用新型操作時(shí)，可以自動(dòng)控制消毒柜內(nèi)紫外線消毒燈的電源和斷電，能及時(shí)、有效地對(duì)消毒柜內(nèi)的餐具或其他物品進(jìn)行消毒工作。方案二：基于溫度的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，由單片機(jī)制作，可根據(jù)系統(tǒng)的時(shí)間參數(shù)進(jìn)行預(yù)置，也可以隨時(shí)由用戶設(shè)定一個(gè)新的時(shí)間參數(shù)。本實(shí)用新型的電路操作，可以自動(dòng)控制消毒柜內(nèi)加熱管的加熱和停止加熱，并能及時(shí)、有效地對(duì)消毒柜內(nèi)的餐具或其他物品進(jìn)行消毒。方案三：基于單片機(jī)制作的臭氧消毒柜的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，可根據(jù)系統(tǒng)的時(shí)間參數(shù)自動(dòng)預(yù)置，也可隨時(shí)由用戶輸入設(shè)定新的時(shí)間參數(shù)。本實(shí)用新型電路運(yùn)行后，可以自動(dòng)控制消毒柜內(nèi)臭氧的釋放和停止，能夠及時(shí)、有效的對(duì)消毒柜內(nèi)餐具或其他物品進(jìn)行消毒工作。2.2方案對(duì)比目前，消毒柜的研究和應(yīng)用方向可分為三個(gè)方向。首先是基于紫外線消毒的消毒柜。其次就是利用溫度可以殺死大多數(shù)病菌的原理來(lái)設(shè)計(jì)的溫度型消毒柜，這種消毒柜也可以很好的對(duì)餐具或者其他物品起到消毒的效果。最后一種就是通過(guò)臭氧對(duì)消毒柜內(nèi)餐具進(jìn)行消毒工作，這種消毒方式比較少見(jiàn)。上述三種消毒柜中，紫外線消毒柜內(nèi)消毒效果好，消毒速度快，時(shí)間短，殺滅細(xì)菌更徹底。單次消毒的時(shí)間一般不會(huì)超過(guò)20分鐘。并且，在消毒過(guò)程中不用擔(dān)心消毒原料泄露對(duì)人體造成傷害，所以容易被用戶接受。紫外線消毒柜適用于普通餐具、茶具、不銹鋼、陶瓷、鋁、玻璃制品，也適用于消毒漆、木、竹制品、塑料、合金，選購(gòu)的時(shí)候不用考慮餐具材料問(wèn)題。溫度消毒柜消毒時(shí)間較長(zhǎng)，一旦消毒時(shí)間約需25分鐘完成，如果門(mén)封不好，將有少量的熱量散出。并且消毒時(shí)有材料限制，對(duì)塑料制成的奶嘴、奶瓶、竹制茶具和餐具都無(wú)法進(jìn)行消毒。

第三種就是基于臭氧對(duì)餐具或者其他物品進(jìn)行消毒，這種消毒方式也是最不安全與科學(xué)的，如果消毒柜的密閉性不好，就很有可能會(huì)造成臭氧泄露，非常容易對(duì)人體造成傷害。除此之外，臭氧消毒消毒時(shí)間長(zhǎng)，一般要消毒幾十分鐘，消毒不夠徹底，并不能對(duì)細(xì)菌病毒進(jìn)行徹底殺滅。2.3方案確定基于以上幾種方案的對(duì)比，可以很清楚直觀的知道紫外線型消毒柜才是更加科學(xué)、方便、節(jié)約資源、安全，同時(shí)也消毒更加徹底?；诜N種原因此次課題研究采用紫外線消毒方式設(shè)計(jì)完成消毒柜自控開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)與制作這一課題。通過(guò)上面的分析，最終設(shè)計(jì)出了以單片機(jī)為核心的，能夠控制紫外線消毒燈自動(dòng)亮（正在消毒）和滅（停止消毒）。初始加電時(shí)，被控負(fù)載（紫外線消毒燈管）將自動(dòng)處于加電狀態(tài)，本電路的兩位數(shù)碼顯示器將自動(dòng)顯示出系統(tǒng)默認(rèn)的“消毒時(shí)間”，只要不進(jìn)行新的時(shí)間設(shè)置，電路就將按系統(tǒng)默認(rèn)控制負(fù)載循環(huán)工作的時(shí)間方式(本例為：消毒3分鐘、暫停2分鐘)，自動(dòng)開(kāi)始運(yùn)行。系統(tǒng)硬件模塊包括：51單片機(jī)最小系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示模塊、鍵盤(pán)模塊、繼電器開(kāi)關(guān)控制模塊等。系統(tǒng)框圖以及軟件流程圖分別如下圖2-1、2-2所示：驅(qū)動(dòng)控制電路驅(qū)動(dòng)控制電路顯示模塊單顯示模塊單片機(jī)按鍵控制模塊電源模塊 按鍵控制模塊電源模塊SSSR消毒模塊消毒模塊圖2-1系統(tǒng)原理框圖YY加電時(shí)間到？YNNN圖2-2軟件框圖結(jié)束開(kāi)定時(shí)SSR導(dǎo)通斷電時(shí)間到？SSR截止SSR導(dǎo)通60秒到？秒輸出關(guān)定時(shí)開(kāi)始定時(shí)中斷

YY加電時(shí)間到？YNNN圖2-2軟件框圖結(jié)束開(kāi)定時(shí)SSR導(dǎo)通斷電時(shí)間到？SSR截止SSR導(dǎo)通60秒到？秒輸出關(guān)定時(shí)開(kāi)始定時(shí)中斷本章小結(jié)本章主要介紹消毒柜自控開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)與制作這一課題所選用的方案，在紫外線消毒、溫度消毒、臭氧消毒三種消毒方式中選擇其中一個(gè)作為本次課題研究所用消毒方式，并進(jìn)行具體闡述每種消毒方式優(yōu)缺點(diǎn)。還對(duì)此設(shè)計(jì)所需要的基本知識(shí)進(jìn)行了概括。第3章硬件電路設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)的選擇A89C2051整體式是51個(gè)鐵板式的簡(jiǎn)化版本，消除了普通的51塊中的P0和P2，其中僅有20個(gè)引號(hào)，但在內(nèi)部使用了非常有用的比較運(yùn)算符，從而極大地促進(jìn)了簡(jiǎn)化的應(yīng)用程序系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。AT89C2051的最低工作電壓為2.7V，因此可用于電池供電的便攜式產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。下面對(duì)ATMEL公司生產(chǎn)的51系列家族的AT89S51和AT89C2051兩種不同型號(hào)的單片機(jī)進(jìn)行具體比較，兩種單片機(jī)都是當(dāng)前除宏晶STC系列單片機(jī)以外最常見(jiàn)以及常用的單片機(jī)，其中AT89S51為標(biāo)準(zhǔn)51單片機(jī)，當(dāng)然其功能要比早期的51單片機(jī)更加強(qiáng)大，支持ISP在系統(tǒng)編程技術(shù)，內(nèi)置硬件看門(mén)狗。AT89S51引號(hào)如下所示：AT89S51包括三種封裝模式：PDIP、PLCC和TQFP。圖3-1AT89S51外形圖芯片有40枚引腳，引腳的排列順序是從芯片開(kāi)口左邊的反向針數(shù)，順序是1，2，3，4。包括一個(gè)圓柱形的40個(gè)引腳上的一個(gè)空心點(diǎn)，2個(gè)電源引腳，2個(gè)外部晶體振蕩器的引腳，4個(gè)控制引腳和4個(gè)比特組的32個(gè)I/o程序。主Power-VIC(PIC)(40)分支：5VGNOND(PON20)：外晶質(zhì)量線(2)Xtal1(P19)：擺動(dòng)Xtal2(20)電路：PST-RST/vpp(9)：帶有兩個(gè)高周期機(jī)器的芯片的振蕩電路.ale/prog(Pin30)Psen(Pin29)EA/vpp(P31)：從外部程序內(nèi)存連接到較低級(jí)別閱讀指令的程序內(nèi)存和外部閃光燈，如果它們通過(guò)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器連接到高層次的閱讀教學(xué)?？删幊?入門(mén)(32)AT89-S51單片機(jī)由四組8組可編程I/O組成，即：p0、P1、P2和P3，每組(8枚引腳)各有32.Chasche如編程，交通燈，霓虹燈，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是使用這些可編程引腳實(shí)現(xiàn)我們所需的功能。PIN39~Pin32端口：8條雙向I/O線路，命名為P0.0~p0.7P1端口(Pin1~Pin8)-I/O近乎雙向，名稱P1.0~P1.7P2端口（Pin21~Pin28）：接近8位的近雙向I/O端口，名為p2.0~p2.7P-3(Pin10-PIN17)端口：8位近乎雙向I/O端口，名為p3.0~p3.7下面是一個(gè)精確的AT89S51整體式引導(dǎo)式平臺(tái)，如8031、8051、89C51和89s51，但只是部分定位特征的定義不同，我們不會(huì)在這里進(jìn)行比較。2、AT89C2051單片機(jī)引腳介紹AT89C2051是一個(gè)有20個(gè)引號(hào)的袖珍殼體，內(nèi)部程序存儲(chǔ)器為2K，15行可編程一/O，16行沒(méi)有p0和P2，其中有一個(gè)相位。圖3-289C2051中顯示了AT89C2051單體的胸針布局。圖3-2AT89C2051外形圖該芯片有20枚胸針，按順序排列在芯片開(kāi)口處左邊的反向胸針柱上(見(jiàn)圖--圖).20.在一個(gè)單片機(jī)的20個(gè)胸針上，2個(gè)電源胸針，1個(gè)重置胸針，15個(gè)P1和P3可編程胸針和2個(gè)外部振蕩器胸針。主Power-VIC(20)分支：5VGNOND(PIN1型)：外晶質(zhì)量線(2)XTR(5)：輸入XT2(4)振蕩電路：PON1型胸針控制電路輸出(PIN1型)：帶有兩個(gè)高機(jī)械周期水平的胸針重置.可編程/產(chǎn)出(15個(gè))P1：8個(gè)接近雙向的一/O開(kāi)口線，p1.0-P1.7，共8個(gè)P3字頭：8個(gè)準(zhǔn)雙向開(kāi)口線1/O，p3.0-p3.5，p3.7。在51個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元格中有32個(gè)可編程的I/o字段，89c2051的P0，16個(gè)P2字段和16個(gè)I/o字段，16個(gè)I/o孔線應(yīng)該仍然存在，而今天只有15個(gè)。在AT8C2051的內(nèi)部安裝了一個(gè)模擬比較器，這是因?yàn)槟M比較器占據(jù)了另一條連接線，而相較器的輸出端占據(jù)了一個(gè)I/O出口，這就是--也就是說(shuō)--一個(gè)沒(méi)有被胸針拆掉的孔3.6，在那里，一條I/o的進(jìn)出線可以用來(lái)指示外部設(shè)備，例如，作為外部設(shè)備的一部分，作為外部設(shè)備的一部分，這是一種特殊的裝置，因?yàn)樗鼪](méi)有被胸針摘除，而是因?yàn)槟M的對(duì)應(yīng)器占據(jù)了另一條連接線，從而使一根外部孔-。但該模擬比較器非常方便，避免了添加比較器時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題，表3-1比較了兩種單片機(jī)的主要性能參數(shù)。表3-1兩種單片機(jī)比較器的主要性能參數(shù)比較AT89S51AT89C2051與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容4k字節(jié)在系統(tǒng)編程（ISP）Flash閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫(xiě)周期4.0－5.5V的工作電壓范圍全靜態(tài)工作模式：0Hz－33MHz三級(jí)程序加密鎖128×8字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)可編程I／O口線2個(gè)16位定時(shí)／計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源全雙工串行UART通道低功耗空閑和掉電模式中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)看門(mén)狗（WDT）及雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識(shí)和快速編程特性靈活的在系統(tǒng)編程（ISP字節(jié)或頁(yè)寫(xiě)模式）與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容2k字節(jié)可重擦寫(xiě)閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫(xiě)周期2.7V－6V的工作電壓范圍全靜態(tài)操作：0Hz－24MHz兩級(jí)加密程序存儲(chǔ)器128×8字節(jié)內(nèi)部RAM15個(gè)可編程I／O口線2個(gè)l6位定時(shí)／計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源可編程串行UART通道可直接驅(qū)動(dòng)LED的輸出端口內(nèi)置一個(gè)模擬比較器低功耗空閑和掉電模式AT89C2051單片機(jī)與AT89S51單片機(jī)相比較之下，選用AT89C2051單片機(jī)作為本次課題研究所用單片機(jī)。AT89C2051單片機(jī)引腳較少，并且能夠全部實(shí)現(xiàn)本次課題研究所需功能，無(wú)需使用引腳較多的AT89S51單片機(jī)。二者相比較下，AT89C2051單片機(jī)更適合本次課題研究。3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)圖3-3單片機(jī)最小系統(tǒng)請(qǐng)注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)將無(wú)法啟動(dòng)運(yùn)行，有時(shí)在裝配上的晶體振蕩器和功率，這是因?yàn)橛幸粋€(gè)VCC引腳復(fù)位啟動(dòng)電壓，但從復(fù)位單片機(jī)的VCC電壓直接使用，可以不啟動(dòng)它，所以我們需要一個(gè)1K的電阻和一個(gè)電容器0.1uf[104]

電容器用非極性電容器，接入VCC電路具有104電容濾波，如果外部電源已過(guò)濾掉。3.3數(shù)碼管顯示電路設(shè)計(jì)3.3.1共陰數(shù)碼管管腳說(shuō)明與原理圖四位數(shù)字管是一種半電子發(fā)光器件--以發(fā)光二極管為基本原理。你可以顯示四個(gè)稱為四個(gè)數(shù)字管的數(shù)字管。數(shù)字管分為七個(gè)數(shù)管段和八個(gè)數(shù)字管段，比數(shù)字管段多八個(gè)部分(數(shù)字管“顯示”點(diǎn)以上)；它們分為一個(gè)共用陽(yáng)極數(shù)碼管和一個(gè)與發(fā)光二極管單元相連的共振式數(shù)字管。共同的數(shù)字管是一個(gè)數(shù)字管，將發(fā)光二極管的所有二極管連接在一起，形成一個(gè)共同的陽(yáng)極(COM)。在數(shù)字陰極的應(yīng)用中，共振管必須與第五場(chǎng)連接，而當(dāng)電極管的時(shí)候，所述的電極管就會(huì)被打開(kāi)，而當(dāng)發(fā)光二極管的所有發(fā)光二極管都被連接在一起的時(shí)候，這兩個(gè)數(shù)字管就可以形成一個(gè)共通的陽(yáng)極二極管(COM)。本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種共通電導(dǎo)管，該數(shù)字導(dǎo)管是一種數(shù)字管，它接收所有的陰極均為發(fā)光二極管，以形成一個(gè)共同的電導(dǎo)管(COM)。共有的陰極數(shù)字管用于將共通電導(dǎo)管與陸地液化相連接，而相應(yīng)的光場(chǎng)在電磁場(chǎng)的高度場(chǎng)為高度場(chǎng)時(shí)，即可用來(lái)連接共通電導(dǎo)管。七段LED顯示器內(nèi)部由七個(gè)條形發(fā)光二極管和一個(gè)小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的極管的接線形式，可分成共陰極型和共陽(yáng)極型。實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)板上使用的是四位一體的共陰數(shù)碼管。LED數(shù)碼管的封裝如圖3-4所示。圖3-4數(shù)碼管的封裝形式及內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.3.2數(shù)碼管碼值的推算LED數(shù)碼管的A—DP七個(gè)發(fā)光二極管因以不同亮滅的組合就能形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼，下面列出共陰極的字形碼，“數(shù)字”是要數(shù)碼管要顯示的數(shù)字，“字形碼”是單片機(jī)P0口要輸出的十六進(jìn)制數(shù)據(jù)。例如數(shù)字“0”和數(shù)字“7”的字形碼推算方法如圖3-5所示：圖3-5數(shù)碼管碼值的推算方法同理，按照上述的推倒方法和原則我們得出數(shù)字0——9的編碼。3.3.3數(shù)字的顯示規(guī)律——查表法由于數(shù)字9-0的數(shù)字不是一個(gè)普通的模式遵循，只能用來(lái)檢查表要完成要求的要求。這樣我們按著數(shù)字9－0的順序，把每個(gè)數(shù)字的筆段代碼按順序排好，建立的表格如下所示：TABLEDB[]={3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH}，當(dāng)我們要顯示一個(gè)數(shù)字，比如‘4’的時(shí)候，我們就可以查表TABLEDB[4]找到66H，送P0口就可以了。3.3.4數(shù)碼管顯示電路圖LED是一類可直接將電能轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光和輻射能的發(fā)光器件，具有工作電壓低，耗電量小，發(fā)光效率高，發(fā)光響應(yīng)時(shí)間極短，光色純，結(jié)構(gòu)牢固，抗沖擊，耐振動(dòng)，性能穩(wěn)定可靠，重量輕，體積小，成本低等一系列特性。數(shù)碼管的顯示電路連接分為串行接法和并行接法，使用串行接法可以節(jié)約資源，并行接法會(huì)占用過(guò)多的端口，由于考慮到操作的熟練與實(shí)際的資源，本設(shè)計(jì)采用了后者并行接法。圖3-6數(shù)碼管顯示電路3.4電路的主要功能與特點(diǎn)該時(shí)鐘電路具有晶體頻率、高頻穩(wěn)定性，采用數(shù)字計(jì)數(shù)方法對(duì)時(shí)間延遲系統(tǒng)，因此控制精度高的時(shí)間，可以有效地避免時(shí)間延遲電路控制的問(wèn)題，準(zhǔn)確可靠。初始功率、負(fù)荷控制（紫外線消毒燈）將電源狀態(tài)自動(dòng)，該電路中的兩個(gè)數(shù)字顯示會(huì)自動(dòng)顯示默認(rèn)的消毒時(shí)間，本次課題研究默認(rèn)的消毒時(shí)間為消毒3分鐘，暫停2分鐘。該電路允許鑰匙開(kāi)關(guān)在任何時(shí)候輸入建立新的消毒設(shè)置，消毒時(shí)間參數(shù)，消毒和暫停時(shí)間范圍可在1分鐘（最短時(shí)間）到99分鐘（最長(zhǎng)的時(shí)間）根據(jù)用戶需要設(shè)置（1分鐘分辨率）。用戶根據(jù)季節(jié)、地理環(huán)境、所需消毒的物品來(lái)調(diào)整消毒時(shí)間和暫停時(shí)間。設(shè)置新的時(shí)間參數(shù)的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止閃爍數(shù)碼管小數(shù)點(diǎn)，顯示電路已經(jīng)脫離工作狀態(tài)，進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)固態(tài)繼電器會(huì)立即停止工作，停止紫外線燈的工作狀態(tài)。在工作過(guò)程中的時(shí)間參數(shù)設(shè)置正常的消毒和等待，系統(tǒng)采用兩位數(shù)碼管“十”和“個(gè)”進(jìn)行倒計(jì)時(shí)顯示，同時(shí)以閃爍的小數(shù)點(diǎn)數(shù)碼管作為第二顯示，使其直觀、準(zhǔn)確的顯示。3.5電路硬件AT89C2051單片機(jī)芯片是電路的核心部件，C3和R1電路構(gòu)成恢復(fù)電路。與之相關(guān)的JT、C1、C2和iC1相結(jié)合的胸針構(gòu)成了一個(gè)單片機(jī)電路。作為數(shù)字管選擇性信號(hào)的P1.1-P1.7作為數(shù)字管選擇性信號(hào)，并通過(guò)有限電阻將其與相應(yīng)的數(shù)字管連接在一起，并通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行數(shù)字管顯示，動(dòng)態(tài)比特率選擇信號(hào)分別從3.2.和p3.3中輸出到較高的水平，而輸出信號(hào)以交替(動(dòng)態(tài))的方式，分別通過(guò)vtt1和vt2.s-p3.0和p3.1驅(qū)動(dòng)的兩個(gè)數(shù)字管顯示出來(lái)，其中確定了帶有S1開(kāi)關(guān)和S2開(kāi)關(guān)的輸入端口，其中S1是“工作鍵”-1和S2是“功能調(diào)節(jié)密鑰”；3.4.為絕育時(shí)間設(shè)置一個(gè)表示狀態(tài)的控制孔，其中包括電阻1，當(dāng)電路正常工作時(shí)不得開(kāi)機(jī)，只有在消毒時(shí)間安排好的情況下才會(huì)開(kāi)機(jī)。間歇性自動(dòng)殺菌的功率和功能是由紫外線半導(dǎo)體驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的--只有當(dāng)電路的紅外線燈消毒時(shí)，才會(huì)開(kāi)著。由B電源變壓器、糾正橋、端端穩(wěn)定器和CV-5連續(xù)電源提供穩(wěn)定電源的B電源電路。本章小結(jié)本章詳細(xì)介紹了本研究課題的選擇單片機(jī)的需要，AT89S51單片機(jī)AT89C2051和特定引腳數(shù)和引腳功能，AT89C2051單片機(jī)更加簡(jiǎn)潔，引腳數(shù)較少，能夠?qū)崿F(xiàn)本次課題研究所需目的。二者取其一選擇引腳數(shù)更少但是也能實(shí)現(xiàn)功能的AT89C2051單片機(jī)。又非常詳細(xì)的介紹了電路的主要功能及特點(diǎn)。確定下電路圖，該電路具有晶體頻率、高頻穩(wěn)定性，采用數(shù)字計(jì)數(shù)方法對(duì)時(shí)間延遲系統(tǒng)，因此控制精度高的時(shí)間，可以有效地避免普通鋼筋混凝土的時(shí)間延遲電路控制的問(wèn)題，準(zhǔn)確可靠。

第4章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)完成后，也需要為系統(tǒng)的正常運(yùn)行開(kāi)發(fā)軟件，stm32具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，為MDK的軟件開(kāi)發(fā)提供了良好的支持。Kevelle是KymeSoffware向各國(guó)生產(chǎn)的51個(gè)兼容的C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它們?cè)诠δ堋⒔Y(jié)構(gòu)、可讀性和維護(hù)等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)，比匯編更容易，從而促進(jìn)了學(xué)習(xí)。Kevil提供了一個(gè)完整的開(kāi)發(fā)方案，其中包括：C編譯器、連接器組件、連接器、管理系統(tǒng)和強(qiáng)大的測(cè)試系統(tǒng)--如強(qiáng)大的測(cè)試工具-。圖4-1KEILC51軟件界面1.軟件開(kāi)發(fā)流程（1）點(diǎn)擊Project工程下面的菜單，選擇彈出對(duì)話框中的NewProject，如圖4.2所示。在彈出的文件對(duì)話窗口中輸入程序項(xiàng)目名稱，“保存”后的文件擴(kuò)展名為uv4，這是KEILuVision4項(xiàng)目文件的擴(kuò)展名，以后可以直接點(diǎn)擊此文件以打開(kāi)以前做的項(xiàng)目。（2）選擇符合要求的ARM。（3）編寫(xiě)程序，首先要在項(xiàng)目中創(chuàng)建新的程序文件。（4）保存新建的程序，把第一個(gè)程序命名為xxx.c，保存在之前的目錄下，如圖4-2所示。圖4-2創(chuàng)建文件（5）C程序文件已加到項(xiàng)目中，在進(jìn)行編譯運(yùn)行，如圖4-3所示。（6）按鈕用于編譯單個(gè)文件，中間的用于編譯當(dāng)前項(xiàng)目。圖4-3編譯（7）進(jìn)入調(diào)試模式，軟件窗口樣式如圖4-4所示。圖4-4調(diào)試程序（8）生成HEX文件彈出的菜單中，選擇OptionsforTarget‘Target1'選項(xiàng)，在彈出的設(shè)置窗口中選擇項(xiàng)目文件夾圖標(biāo)，打開(kāi)項(xiàng)目選項(xiàng)窗口，轉(zhuǎn)到如圖4-5所示的Output選項(xiàng)頁(yè)，可以選擇編譯輸出的路徑和設(shè)置編譯輸出生成的文件名，要選擇創(chuàng)建HEX文件，選好后再將它重新編譯一次。圖4-5生成HEX文件4.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理在初始化時(shí)，程序從分配和定義一個(gè)單數(shù)單元內(nèi)的內(nèi)存空間開(kāi)始，其中43小時(shí)和42小時(shí)用于存儲(chǔ)10小時(shí)和42小時(shí)的數(shù)據(jù)，以顯示兩個(gè)數(shù)字：4，BH，4，4和4dh，以記住10位數(shù)的電路調(diào)節(jié)時(shí)間和數(shù)據(jù)權(quán)，在此情況下，當(dāng)時(shí)鐘到達(dá)時(shí)，它將在10點(diǎn)和42小時(shí)正確地閱讀。使用單片機(jī)內(nèi)計(jì)時(shí)器的T1中斷信號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)是通過(guò)輸出p1.0來(lái)實(shí)現(xiàn)二次閃爍功能的。剩余的同步時(shí)間參數(shù)在任何時(shí)候都會(huì)顯示出來(lái)，并從設(shè)定的時(shí)間數(shù)據(jù)中衰減，形成一種小范圍的數(shù)字顯示模式，當(dāng)工作條件打開(kāi)或關(guān)閉時(shí)，能量就會(huì)被釋放出來(lái)。-。一旦有條件的同步過(guò)程結(jié)束，系統(tǒng)將自動(dòng)進(jìn)入另一個(gè)狀態(tài)的控制電路。42小時(shí)和43小時(shí)將讀取另一個(gè)存儲(chǔ)在同時(shí)顯示狀態(tài)的時(shí)間參數(shù)中的第一個(gè)內(nèi)存單元，然后顯示狀態(tài)的啟動(dòng)時(shí)間和循環(huán)運(yùn)行。任何時(shí)候，在輸出端需要電控紫外線燈管時(shí)，都必須發(fā)現(xiàn)p3.5的潛在狀況，以檢查門(mén)是否已關(guān)閉，在3.5.柱被放養(yǎng)時(shí)，紫外線門(mén)是否已關(guān)閉。此外，還可以確保紫外線輻射不會(huì)從消毒記錄中清除出來(lái)，也不會(huì)在鍵盤(pán)上造成傷害，因?yàn)橛袃蓚€(gè)關(guān)鍵的輸入-。由于延遲顫振軟件通過(guò)設(shè)定函數(shù)與10個(gè)同步數(shù)據(jù)相接觸。在下面的表4-1所示的下表中，采用了一種典型的桌面程序，分別對(duì)10比特的數(shù)字管和10比特的數(shù)字管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示。表4-1軟件指令表:顯示字符P1口（P1.7-P1.0）16進(jìn)制數(shù)01000000080111110010F22010010004830110000060400110010325001001002460000010004711110000F08000000000090010000020本電路設(shè)計(jì)軟件流程也很簡(jiǎn)單方便，容易實(shí)現(xiàn)，下表為本電路設(shè)計(jì)的軟件流程圖:開(kāi)始開(kāi)始初始化初始化鍵處理鍵處理顯示顯示圖4-1軟件流程圖4.3自行設(shè)置時(shí)間參數(shù)的方法當(dāng)線路設(shè)置時(shí)間參數(shù)時(shí)，它會(huì)循環(huán)使用。在調(diào)整過(guò)程中，按S2按鈕在電絕育手術(shù)期間進(jìn)行位調(diào)諧，當(dāng)Led1s"接通時(shí)，F(xiàn)lashS"關(guān)閉，10位S"熄滅，S1已通電，這使位國(guó)際勞工局能夠查看其倒計(jì)時(shí)并選擇所需的數(shù)字。再按S2再次將預(yù)處理器的時(shí)間更改為S1，并選擇所需的10位數(shù)字。第三次，S2“Couplera”，Led1，按S1以選擇所需的位數(shù)。按S1選擇所需的10位數(shù)字。在S2和線路中恢復(fù)正常工作狀態(tài)時(shí)，Led1自動(dòng)顯示“通電”的新時(shí)間，“秒”信號(hào)將亮起，并且整個(gè)回路將根據(jù)新定義的時(shí)間設(shè)置開(kāi)始工作。當(dāng)數(shù)字管顯示調(diào)整為0時(shí)，如果按S1，相應(yīng)的數(shù)字管將自動(dòng)返回9，這樣，每個(gè)數(shù)字的集合都可以自動(dòng)調(diào)整并顯示。一旦您按“重置”按鈕并在任何時(shí)候自動(dòng)清除設(shè)置，線路將立即重置為零。線路將恢復(fù)到“初始狀態(tài)”狀態(tài)，系統(tǒng)將根據(jù)默認(rèn)時(shí)間設(shè)置運(yùn)行。本章小結(jié)本章主要介紹此次課題的軟件部分，從系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)原理到自行設(shè)置時(shí)間參數(shù)，每一部分都編寫(xiě)的很透徹。為后面的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第5章系統(tǒng)安裝與調(diào)試5.1硬件調(diào)試電烙鐵和焊錫，這些都是我們實(shí)驗(yàn)室焊接常用的工具。對(duì)于電烙鐵我們并不陌生，在以前的實(shí)驗(yàn)課上都接觸過(guò)，也親手做過(guò)收音機(jī)等，但是如果想焊好硬件和焊點(diǎn)還需要一定的功底。焊接前，要清理洞洞板表面和元器件的焊點(diǎn)處，因?yàn)殡s質(zhì)會(huì)影響焊錫的附著。焊接時(shí)，電烙鐵要和洞洞板保持一定的距離，這樣才不至于使洞洞板和元器件因?yàn)楦邷氐脑蚨鴵p壞。在焊接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)經(jīng)常出現(xiàn)虛焊的情況，在查閱資料后知道，焊接的溫度和時(shí)間要掌握好。在焊接時(shí)，為了使被焊元器件達(dá)到適當(dāng)?shù)臏囟?，并使固體焊料迅速融化，產(chǎn)生潤(rùn)濕，就要有足夠的熱量和溫度。通常情況下，烙鐵頭與焊點(diǎn)接觸時(shí)間是以使焊點(diǎn)光亮、圓滑為適宜。剛開(kāi)始焊接元件時(shí)掌握不好焊料的施加，后來(lái)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)以及詢問(wèn)得知，焊料的施加方法可根據(jù)焊點(diǎn)的大小以及被焊件的多少而定。調(diào)試方法我們選擇先從小單元著手，然后再進(jìn)行整體調(diào)試。我們知道，所有的電路都是由小模塊構(gòu)成的。因此，調(diào)試時(shí)我們按照所繪制的流程圖進(jìn)行循環(huán)，按部就班的去檢查各個(gè)單元的電路，使各元器件的參數(shù)都達(dá)到合格的指標(biāo)。我們用的這種調(diào)試方法的優(yōu)點(diǎn)是可以盡早的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，然后在最快的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行改正，不會(huì)影響其他步驟的進(jìn)度。因?yàn)橹挥邪褞撞糠址珠_(kāi)調(diào)試后，分別達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)，才能實(shí)現(xiàn)整機(jī)調(diào)試。否則，盲目地進(jìn)行整機(jī)調(diào)試，可能會(huì)造成大量的器件損壞，這樣的錯(cuò)誤我們不要觸犯，得不償失。調(diào)試步驟如下：（1）首先對(duì)單片機(jī)的最小系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試上電后，單片機(jī)的各個(gè)I/O口應(yīng)該呈現(xiàn)高電平狀態(tài)，通過(guò)萬(wàn)用表進(jìn)行電壓測(cè)量，電壓范圍應(yīng)該在4.9-5.1V之間，然后測(cè)量復(fù)位電路是否發(fā)生電位變化，測(cè)量這些數(shù)據(jù)無(wú)誤后，則單片機(jī)最小系統(tǒng)有效。（2）電路連線的檢查找電路中是否存在連錯(cuò)、多連或者少連的情況。我們有兩種方法來(lái)進(jìn)行電路的檢查：第一種是根據(jù)事先繪制的電路圖來(lái)找到一一對(duì)應(yīng)的引腳，檢查各個(gè)引腳和元器件的連接情況，然后根據(jù)檢查結(jié)果對(duì)以上出現(xiàn)的錯(cuò)誤情況進(jìn)行調(diào)整；第二種是用硬件電路的連線對(duì)照原理電路進(jìn)行檢查，這種是以元件為中心進(jìn)行查線的方法。（3）通電前檢查在軟硬件的調(diào)試之前要對(duì)電路進(jìn)行排查，看該電路是否按照電路設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行了正確的連接，是否會(huì)出現(xiàn)虛焊、脫焊、漏焊的現(xiàn)象，檢查各元器件的好壞及性能指標(biāo)，檢查被調(diào)試設(shè)備的功能選擇開(kāi)關(guān)及其它元器件是否安裝在正確的位置。當(dāng)工作進(jìn)行到這里，就到了應(yīng)該總結(jié)的步驟，如果以上所有過(guò)程的檢查并沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤，這時(shí)候可以接上電源再進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)試。圖5-1調(diào)試過(guò)程發(fā)現(xiàn)問(wèn)題與解決措施：（1）由于連線過(guò)多，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)連錯(cuò)的情況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題以后改變了策略，先用紙和筆記錄下引腳和各個(gè)元器件的連接情況，然后再一一連接；（2）當(dāng)初開(kāi)始著手硬件設(shè)計(jì)的時(shí)候，在轉(zhuǎn)向指示燈這個(gè)模塊打算做的美觀一些，這樣更能直觀的表達(dá)出直行和轉(zhuǎn)向的區(qū)別。但是在硬件制作的過(guò)程中，需要進(jìn)行的工作遠(yuǎn)遠(yuǎn)比想像的要多，由于時(shí)間的關(guān)系和最初在洞洞板的選擇上，沒(méi)能實(shí)現(xiàn)作品的完美展現(xiàn)，最后這一模塊選擇了用發(fā)光二極管代替。（3）硬件連接全部完成后，使用USB供電，硬件上并沒(méi)有反應(yīng)，檢測(cè)過(guò)后發(fā)現(xiàn)單片機(jī)