學科分類號： 08 湖南人文科技學院本科生畢業設計題 目： 基于單片機的紅外自動淋浴器的設計 學生姓名： 王成 學號 07416135 系 部： 通信與控制工程系 專業年級： 通信工程2007級 指導教師： 王志勇 謝四蓮 職 稱： 講師 副教授 湖南人文科技學院教務處制湖南人文科技學院畢業設計湖南人文科技學院本科畢業設計誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業設計，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議，除文中已經注明引用的內容外，本設計不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 作者簽名： 二 年 月 日基于單片機的紅外自動淋浴器設計摘要：目前我國國有企業、事業單位、學校等都有許多公共浴室，其中大多是傳統淋浴設備，這些設備陳舊，造成大量淡水資源的浪費，針對我國淡水資源浪費的現狀，本文設計了一種能自動感應人的來去的紅外自動淋浴系統。系統主要以STC89C52單片機為核心，以RE200B傳感器為紅外接收模塊，蜂鳴器報警模塊，LCD顯示模塊及電磁閥控制模塊，并輔有一些外部元件組成。單片機接收到的紅外信號后打開電磁閥，此時開始淋浴，同時通過LCD液晶顯示淋浴時間或定時時間，當定時時間快到時，通過蜂鳴器進行聲音報警，并一分鐘后關閉電磁閥，從而達到淋浴節水效果。關鍵詞：Pro tel DXP; 電路設計; Wo rd 文檔; 仿真性能Design of Infrared Automatic Shower Based on MCUAbstract: Altiums Protel DXP2004 was launched in 2004, the latest version of the circuit design software, which enables from conceptual design, level design and production data until the output of all this analysis between the validation and design data management. The current popular Protel 98, Protel 99 SE, is its pre-release. Protel DXP 2004 is not a simple PCB (printed circuit board) design tools, but by the number of modules of the system tools, namely, SCH (schematic) design, SCH (schematic diagram) simulation, PCB (printed circuit board ) design, Auto Router (Autorouter) and FPGA design, covering the entire PCB physical design as the core. The software project management, schematic and PCBs two-way synchronization, multi-channel design, automatic routing topology and circuit simulation technology combined with the circuit design provides a powerful support. With earlier versions - Protel99 compared, Protel DXP 2004 not only in appearance even more luxurious, humane, but also greatly enhanced the synchronization circuit design, and incorporates VHDL and FPGA design system, its function has greatly strengthened . Protel is an excellent electronic circuit design software, developed rapidly in recent years. Protel-aided design of electronic circuits is very important electronic professional courses.Keywords：infrared sensors; shower; induction; electromagnetic valve; buzzer 目 錄第一章 緒論11.1 紅外技術的特點11.2 課題背景及意義11.3 國內外的研究現狀21.4 論文的主要研究內容3第二章 系統整體方案設計42.1系統設計思路42.2系統方案設計42.2.1 方案一42.2.2 方案二5第三章 系統硬件設計63.1單片機的選擇63.1.1 STC89C52單片機的特點63.1.2 STC89C52單片機的管腳說明83.2紅外信號的采集電路設計93.2.1 RE200B熱釋紅外傳感器結構圖及工作原理103.2.2熱釋電紅外傳感器RE200B處理芯片BISS0001113.2.3 紅外采集電路123.3顯示電路設計133.3.1 1602液晶模塊JHD162A 簡介133.3.2單片機與1062LCD接口電路設計163.4 報警電路設計173.5 電磁閥控制電路設計17第四章 系統軟件設計194.1 主程序設計194.2 紅外信號采集程序194.3 報警程序194.4液晶顯示驅動程序19致謝22參考文獻23附錄24附錄A 開發板原理圖24附錄B 程序清單25III 湖南人文科技學院畢業設計第一章 緒論近年來單片機技術發展很快，已廣泛應用于軍事、通信、消費類電子等領域正成為各行業不可缺少的技術，是電子類科研和工程技術人員必須掌握的技術之一。1.1 紅外技術的特點紅外技術能夠得到眾多廠家的支持和青睞，是和其本身的優點是分不開的。一般人體都有恒定的體溫，一般在37度，所以會發出特定波長10UM左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的10UM左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10UM左右的紅外線通過菲尼爾濾光片增強后聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常采用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續電路經檢驗處理后即可產生報警信號型還是B型，其引線只有4根，2根數據線，一根電源線，一根地線。釋電紅外傳感技術在紅外探測、夜視裝置、防入侵、安全防范、自動門控制、自動燈控制、交通管制、溫度監測以及觀點玩具等方面有著廣泛應用1。因其價格低廉、技術性能穩定而受到廣大用戶和專業人士的歡迎：“有電危險”安全警示電路：用于有電場合時，通過發出聲音和聲光提醒人們注意安全。自動門：主要用于銀行、賓館；當有人來到時，大門自動打開，人離開后又自動關閉。紅外防盜報警器：用于銀行、辦公樓、家庭等場合的防盜報警器。高速公路車輛、車流計數器。自動開、關的照明燈，人體自動開關等。1.2 課題背景及意義我國國有企業、事業單位、學校等都有許多公共浴室，其中大多是傳統淋浴設備；這些設備陳舊，造成大量淡水資源的浪費。這些浴室每個噴頭沒一小時浪費掉0.25噸水，一天工作八小時就浪費2噸水，那么一千個、十萬個這樣的噴頭將浪費多么大的淡水資源；浪費主要是因為水閥，其中主要與出水閥有關目前傳統公共浴室應用較廣泛的閥門有兩種。第一中是手動閥。這是最原始，但價格低廉，在我國廣大城鄉地區仍應用廣泛。第二種是腳踏彈簧閥。這種閥門采用機械性原理，實現半自動控制。現在基于單片機的紅外測控系統，它采用了單片機控制技術和紅外感應技術，集成了光學、電子、單片機和機械等技術于一體。該系統應用于自動淋浴器的實例表明：系統工作可靠，成本低廉，經濟效益顯著。1.3 國內外的研究現狀21世紀是邁向信息化社會的嶄新階段，其中，紅外技術已成為這一時期科學技術發展的重要標志，并最有尋求更大的突破與飛躍。市場上有許多種類的紅外淋浴器，如學校和高級賓館所設的紅外淋浴器，是利用紅外發射接收方式達到控制淋浴器水龍頭開或關的裝置，當人手將紅外光線切斷， 接收器及控制器件將淋浴器打開供水，由于發射器所發出的是一束光線，所以手放的位置受限，而且還要一個長期工作的紅外發射器，用電量大、成本高易損壞、安裝困難、使用不方便。同時現階段又出現紅外自動淋浴器，利用人的手和身體所發出的紅外線直接控制淋浴器水龍頭開或關的人體紅外傳感自動淋浴器。產品主要特點：1、自動淋浴器采用紅外遙控原理，自動感應人體的來去，人到水流，人去水停。 2、節水效果明顯，達30%以上。 3、具有極強的防水垢、防污能力。 4、控制器不怕潮氣、不怕水淋、不怕濃霧。 5、控制器和噴頭之間采用電線連接。 6、恒溫供水，供水方式可明可暗。 7、適合廠礦、公共浴池等使用環境。 8、噴頭與電磁閥合二為一，便于檢修、除垢。9、浴池整體布局合理，墻面整潔，管路明快簡捷，方便浴后清理衛生。 10、人在淋浴時不用觸摸開關，溫馨舒適，充分享受高科技帶來的全自動的文明服務。1.4 論文的主要研究內容針對目前國內淡水資源大量浪費的現狀，結合國內外現有的相關研究成果及現有的成熟技術。本論文進行了基于單片機的紅外淋浴器系統的研究與設計。論文的主要內容有：第1章 緒論。簡要介紹本文的研究目的及意義、紅外傳感技術在國內外發展和現狀。第2章 系統整體方案設計。主要包括系統的設計思路與系統方案對比。第3章 系統硬件設計。這部分主要包括系統各模塊的主要芯片選型、各芯片的功能介紹、各模塊的功能作用闡述及其紅外傳感模塊及報警顯示模塊硬件電路設計等。第4章 系統軟件設計。軟件設計部分包括系統主程序、紅外采集程序、顯示程序及報警程序等，并給出了各自的設計流程圖。第二章 系統整體方案設計本章提出了系統的設計思路，明確了系統的功能特點。制定了系統方案框圖 在系統結構設計部分給出了紅外淋浴系統的結構圖。2.1系統設計思路紅外淋浴系統的設計思路：當人靠近淋浴器時，系統中的紅外傳感器檢測模塊便器檢測到相應的人體紅外信號，系統便被觸發；送給單片機控制系統進行判斷處理后，打開電磁閥、觸發報警、時間顯示等一系列操作。2.2系統方案設計2.2.1 方案一采用SNS9201紅外傳感器進行對人體紅外信號采集，經SNS9201芯片處理之后傳給單片機，單片機作相應的操作，如電磁閥和蜂鳴器的開關，并將時間用數碼管顯示出來。但SNS9201芯片處理紅外信號時有延時電路，電磁閥不能馬上打開；其次數碼管功耗大并對電流非常敏感，不能極好顯示時間。所以該方案只能較好完成系統功能。圖2-1 方案一2.2.2 方案二采用RE200B紅外傳感器進行對人體紅外信號采集，經BISS0001芯片處理之后傳給單片機，單片機作相應的操作。如電磁閥和蜂鳴器的開關，并將時間用LCD顯示出來。BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，能及時對紅外信號進行采集并觸發單片機的控制操作；LCD體積小、工作電流比LED小幾個數量級，故其功耗低，且有著良好的人機界面。該方案能很好完成系統功能。圖2-2 方案二從以上兩種方案，采用方案二。電路比較簡單、費用較低、可靠性高、軟件設計也比較簡單，故采用了方案二。第三章 系統硬件設計根據系統采用的方案，本章設計了系統的總體結構圖。闡述了系統硬件的總體結構；其次進行系統的硬件設計，包括紅外信號采集模塊設計和電磁閥控制模塊設計，液晶顯示模塊設計，報警電路設計等。詳細闡述了各個模塊的芯片選型，根據所選芯片的功能特點、工作原理及接口電路，設計了各模塊的具體硬件電路。3.1單片機的選擇STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K可編程Flash存儲器2。使用高密度非易失性存儲器技術制造，與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統可編程，亦適于常規編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案3。3.1.1 STC89C52單片機的特點1、 超低功耗(1)掉電模式：典型功耗 0.5uA，可由外部中斷喚醒，中斷返回后，繼續執行原程序(2)空閑模式：典型功耗 2mA(3)正常工作模式：典型功耗 4mA - 7mA2、 超強抗干擾(1)I/O口輸入/輸出口經過特殊處理，很多干擾是從I/O進去的，每個I/O均有對VCC/對GND二級管箝位保護。(2)電源單片機內部的電源供電系統經過特殊處理，很多干擾是從電源進去的。(3)時鐘單片機內部的時鐘電路經過特殊處理，很多干擾是從時鐘部分進去的。(4)看門狗單片機內部的看門狗電路經過特殊處理，打開后無法關閉，可放心省去外部看門狗。(5)復位電路單片機內部的復位電路經過特殊處理，很多干擾是從復位電路部分進去的。STC89C51RC/RD+系列單片機為高電平復位。推薦外置復位電路為MAX810/STC810，STC6344，STC6345，813L，706P；也可用R/C復位 10uF電容/10k電阻，22uF/8.2k等。(6)寬電壓 不怕電源抖動，5v: 6v - 3.4v 3v: 4v - 1.9v。3、 具體特征如下：(1)增強型6時鐘、機器周期 12時鐘、機器周期 8051 CPU。(2)工作電壓：5.5V - 3.4V（5V單片機）/ 3.8V - 2.0V（3V單片機）。(3)工作頻率范圍：0 40MHZ 相當于普通8051的 080MHZ。實際工作頻率可達48MHZ。(4)用戶應用程序空間4K / 8K / 13K / 16K / 32K / 64K 字節。(5)片上集成1280字節 / 512字節 RAM。(6)通用I/O口（32/36個） 復位后為：P1/P2/P3/P4是準以向口/弱上拉（普通8051傳統I/O口）P0口是開漏輸出，作為總線擴展用時，不用加上拉電阻，作為I/O口用時，需加上拉電阻。(7)ISP(系統可編程)/IAP(在應用可編程)，無需專用編程器/仿真器可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶SK程序3秒即可完成一片。(8)CCPROM功能。(9)看門狗電路。(10)內部集成MAXS10專用復位電路（D版本才有）外部晶體20M以下時，可省外部復位電路。(11)共3個16位定時器/計數器。其中定時器0還不可以當成2個8位定時器使用。(12)外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發中斷方式喚醒。(13)通用異步串行口（UART） 還可用定時器軟件實現多個UART。(14)工作溫度范圍：0-750C/-400C -+850C。(15)封裝：LQFP-44，PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。3.1.2 STC89C52單片機的管腳說明STC89C52芯片如圖3-17：圖3-1 STC89C52管腳圖具體介紹如下：(1)主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入接5V電源；GND(Pin20)：接地線；(2)外接晶振引腳（2根）XTAL1(Pin19)：片內振蕩電路的輸入端；XTAL2(Pin20)：片內振蕩電路的輸出端；(3)控制引腳（4根）RST/VPP(Pin9)：復位引腳，引腳上出現2個機器周期的高電平將使單片機復位。ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號；PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號；(4)可編程輸入/輸出引腳（32根）STC89C52單片機有4組8位的可編程I/O口。分別位P0、P1、P2、P3口，每個口有8位（8根引腳）共32根。PO口（Pin39Pin32）：8位雙向I/O口線，名稱為P0.0P0.7；P1口（Pin1Pin8）：8位準雙向I/O口線，名稱為P1.0P1.7；P2口（Pin21Pin28）：8位準雙向I/O口線，名稱為P2.0P2.7； P3口（Pin10Pin17）：8位準雙向I/O口線，名稱為P3.0P3.7；STC89C52主要功能如表3.1所示。表3.1 STC89C52主要功能主要功能特性兼容MCS51指令系統8K可反復擦寫Flash ROM32個雙向I/O口256x8bit內部RAM3個16位可編程定時/計數器中斷時鐘頻率0-24MHz2個串行中斷可編程UART串行通道2個外部中斷源共6個中斷源2個讀寫中斷口線3級加密位低功耗空閑和掉電模式軟件設置睡眠和喚醒功能3.2紅外信號的采集電路設計紅外信號采集都是指從傳感器或者其他待測的設備等模擬被測單元或數字被測單元中自動采集信息的一個過程。信號采集系統是結合計算機的測量軟硬件相關產品來實現靈活、用戶自定義的測量系統4。一個完備的數據采集系統應該包括傳感器或變換器、信號調理設備、數據采集和分析硬件、驅動程序和應用軟件等等。本系統中被檢測的信號為模擬量，要經過BISS0001轉換成數字量，才能實現單片機的控制。數據采集模塊是將人體紅外的傳感器信號，經過BISS0001送給單片機進行處理，終端單片機判斷處理并作時間數碼顯示及蜂鳴器報警。在數據采集模塊部分，本系統采用STC89C52單片機作為前端警情采集中心控制單元，主要完成對所采集數據的處理。下面介紹采集模塊各芯片的選型。3.2.1 RE200B熱釋紅外傳感器結構圖及工作原理RE200B熱釋電紅外傳感器5的通常由熱釋電晶體、氧化膜、濾光鏡片、結型場效應管FET和電阻等部分組成。熱釋電晶體一般采用PZT或其他壓電晶體材料,將敏感材料PZT的上、下表面做成電極，并在其上表面上加1層黑色氧化膜，以提高轉換效率。在管殼頂端裝有濾光鏡片，它可以阻止不需要的紅外線或其他光線進入傳感器，其結構如圖3-2所示。紅外傳感器工作原理與紅外線有關，它是利用紅外線的物理性質來進行測量的傳感器，熱釋電紅外傳感器內部的熱釋電晶體具有極化現象，并且隨溫度的變化而變化。這種傳感器對于不同波長的光線照射都能產生不同程度的響應，因此在傳感器前會加入一個濾鏡窗口，這就是為什么我們能看到的RE200B的to5封裝形式中有一個像玻璃似的小窗。當然通過這個濾鏡可以限定晶體對特定波長的光線產生響應，一般在8um14um，這樣就非常接近人體輻射的紅外線波長了。當恒定的紅外輻射照射在探測器上時，熱釋電晶體溫度不變，晶體對外呈電中性，探測器沒有電信號輸出，因而恒定的紅外輻射不能被檢測到。當交變的紅外線照射到晶體表面時，晶體溫度迅速變化，這時才發生電荷的變化，從而形成一個明顯的外電場，這種現象稱為熱釋電效應。由于熱釋電晶體輸出的是電荷信號,不能直接使用，需要用電阻將其轉換為電壓形式，該電阻阻抗高達104兆，故引入N溝道結型場效應管接成共漏形式(即源極跟隨器)來完成阻抗變換。熱釋電紅外傳感器，其內部結構示意圖如圖3-3所示。該傳感器將兩個特性相同的熱釋電晶體逆向串聯，用來防止其他紅外光引起傳感器誤動作。另外,當環境溫度改變時，兩個晶體的參數會同時發生變化,這樣可以相互抵消，避免出現檢測誤差。該傳感器使用時，D端接電源正極，G端接電源負極，S端為信號輸出。圖3-2 紅外傳感器結構圖 圖3-3 熱釋電紅外傳感器內部結構示意圖3.2.2熱釋電紅外傳感器RE200B處理芯片BISS0001RE200B紅外熱釋電處理芯片BISS0001，BISS0001是一款具有較高性能的傳感信號處理集成電路，它配以熱釋電紅外傳感器和少量外接元器件構成被動式的熱釋電紅外開關。它能自動快速開啟各類白熾燈、熒光燈、蜂鳴器、自動門、電風扇、烘干機和自動洗手池等裝置，特別適用于企業、賓館、商場、庫房及家庭的過道走廊等敏感區域，或用于安全區域的自動燈光、照明和報警系統6。該處理芯片具有CMOS工藝，數模混合，具有獨立的高輸入阻抗運算放大器；內部的雙向鑒幅器可有效抑制干擾，內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器，采用16腳DIP封裝等特點。紅外熱釋電處理芯片BISS00017管腳如下圖3-4： 圖3-4 BISS0001管腳圖BISS0001管腳說明如下表3.2：表3.2 管腳說明引腳名稱I/O功能說明1AI可重復觸發和不可重復觸發選擇端。當A為“1”時 允許重復觸發；反之 不可重復觸發2VOO控制信號輸出端。由VS的上跳變沿觸發 使Vo輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發。在輸出延遲時間Tx之外和無VS的上跳變時 Vo保持低電平狀態。3RR1-輸出延遲時間Tx的調節端4RC1-輸出延遲時間Tx的調節端5RC2-觸發封鎖時間Ti的調節端6RR2-觸發封鎖時間Ti的調節端7VSS-工作電源負端8VRFI參考電壓及復位輸入端。通常接VDD 當接“0”時可使定時器復位9VCI觸發禁止端。當VcVR時允許觸發(VR0.2VDD)10IB-運算放大器偏置電流設置端11VDD-工作電源正端122OUTO第二級運算放大器的輸出端132IN-I第二級運算放大器的反相輸入端141IN+I第一級運算放大器的同相輸入端151IN-I第一級運算放大器的反相輸入端161OUTO第一級運算放大器的輸出端BISS0001是由運算放大器、電壓比較器、狀態控制器、延遲時間定時器以及封鎖時間定時器等構成的數模混合專用集成電路。3.2.3 紅外采集電路紅外傳感器接收到人體紅外信號經BISS0001處理后輸出輸給單片機P1.0口，TEL0表示接STC89C52是的P1.0口，通過對P1.0電平的判斷，實現對單片機外圍電路的控制，如電磁閥控制水閥電路，液晶顯示淋浴時間等。紅外采集電路7如圖3-5：圖3-5 紅外采集電路3.3顯示電路設計在本系統中，用LCD液晶屏來構成顯示部分，主要在人來時對淋浴計時時間和定時時間的顯示。LCD液晶顯示器具有功耗低、壽命長、無輻射、不易引起視疲勞等優點，正在被廣泛應用于儀表、家用電器、計算機、醫療儀器及交通和通信領域8。本系統中，選擇JHD162A作為液晶屏的顯示驅動控制器。3.3.1 1602液晶模塊JHD162A 簡介字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數字、符號等點陣式LCD 目前常用16*1 16*2 20*2和40*2行等的模塊。是一種很常用的小型液晶顯示模塊 在單片機系統、嵌入式系統等的人機界面中得到了廣泛的應用。1、 1602LCD主要技術參數如下：(1)顯示容量：162個字符(2)芯片工作電壓：4.5-5.5V(3)工作電流：2.0mA(5.0V)(4)模塊最佳工作電壓：5.0V(5)字符尺寸：2.954.35(WH)mm2、 引腳功能說明：1602LCD采用標準的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表3.3所示：表3.3 引腳接口說明表編號符號引腳說明編號符號引腳說明1VSS電源地9D2數據2VDD電源正極10D3數據3VL液晶顯示偏壓11D4數據4RS數據/命令選擇12D5數據5R/W讀/寫選擇13D6數據6E使能信號14D7數據7D0數據15BLA背光源正極8D1數據16BLK背光源負極3、 1602LCD的指令說明及時序1602液晶模塊內部的控制器共有11條控制指令，如表3.4所示：表3.4 指令說明序號指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清顯示00000000012光標返回000000001*3置輸入模式00000001I/DS4顯示開/關控制0000001DCB5光標或字符移位000001S/CR/L*6置功能00001DLNF*7置字符發生存貯器地址0001字符發生存貯器地址8置數據存貯器地址001顯示數據存貯器地址9讀忙標志或地址01BF計數器地址10寫數到CGRAM或DDRAM）10要寫的數據內容11從CGRAM或DDRAM讀數11讀出的數據內容1602液晶模塊的讀寫操作、屏幕和光標的操作都是通過指令編程來實現的。（說明：1為高電平、0為低電平）。指令1：清顯示 指令碼01H，光標復位到地址00H位置。指令2：光標復位 光標返回到地址00H。指令3：光標和顯示模式設置 I/D：光標移動方向 高電平右移 低電平左移 S：屏幕上所有文字是否左移或者右移。高電平表示有效 低電平則無效。指令4：顯示開關控制。D：控制整體顯示的開與關 高電平表示開顯示 低電平表示關顯示 C：控制光標的開與關 高電平表示有光標 低電平表示無光標 B：控制光標是否閃爍 高電平閃爍 低電平不閃爍。指令5：光標或顯示移位S/C：高電平時移動顯示的文字 低電平時移動光標。指令6：功能設置命令DL：高電平時為4位總線 低電平時為8位總線 N：低電平時為單行顯示 高電平時雙行顯示 F： 低電平時顯示57的點陣字符 高電平時顯示510的點陣字符。指令7：字符發生器RAM地址設置。指令8：DDRAM地址設置。指令9：讀忙信號和光標地址 BF：為忙標志位 高電平表示忙 此時模塊不能接收命令或者數據 如果為低電平表示不忙。指令10：寫數據。指令11：讀數據。讀操作時序如圖3-6所示：圖3-6讀操作時序圖寫操作時序如圖3-7所示：圖3-7 寫操作時序圖3.3.2單片機與1062LCD接口電路設計根據1062LCD的工作原理，我們可以設計單片機與1062LCD的接口電路圖如3-8所示：圖3-8 單片機與JHD162A的應用電路3.4 報警電路設計本系統采用蜂鳴器作為報警，淋浴時當設置的定時時間還有一分鐘時，蜂鳴器響應單片機進行報警。蜂鳴器報警原理比較簡單，單片機對IO口P1.2控制；當定時時間還有一分鐘時，單片機給P1.2口輸出低電平，蜂鳴器工作，達到報警的效果。報警電路如圖3-9：圖 3-9 蜂鳴器與單片機的接口電路圖3.5 電磁閥控制電路設計本系統采用電磁閥控制浴室水閥的開關，電磁閥是利用電線圈通電時產生電磁力，使動鐵芯克服彈簧力同靜鐵芯吸合直接開啟閥，介質呈通路；當線圈斷電時電磁力消失，鐵芯在彈簧力的作用下復位，直接關閉閥口，介質不通9。系統中由單片機stc89C52 的P1.1腳輸出信號使驅動電路工作于相應的工作狀態。當P1.1輸出高電平時，經過電阻R4使開關三極管8050飽和導通，電流從R3經三極管的CE極流向光電耦合器，發光二極管點亮，次極三極管導通，水管電磁閥通電，吸合動鐵芯，閥門打開，水開始流出。當P1.1輸出低電平時，三極管8050截止，水管電磁閥斷電，閥門關閉。電磁閥的控制電路如圖3-10：圖3-10 電磁閥控制電路第四章 系統軟件設計分析單片機的系統功能可知，它是數據采集模塊的主控制器，主要完成對人頭紅外信號的采集，然后通過紅外傳感模塊傳送給單片機處理。根據系統功能要求，單片機的軟件設計部分主要包括主程序設計、紅外信號采集程序設計和LCD顯示程序設計以及報警程序設計。4.1 主程序設計系統主程序主要是在系統上電后進行的一系列初始化工作，包括對I/O口、定時器/計數器、中斷系統等特殊功能寄存器賦值，使得數據采集、LCD顯示、電磁閥控制、報警等模塊與單片機的數據傳輸正常10。其程序運行框圖如圖4-1所示。當把采集到紅外信號進行相應的處理后，通過LCD進行時間顯示，同時對電磁閥、蜂鳴器進行相應的控制。4.2 紅外信號采集程序通過對單片機P1.0口的高低電平判斷來完成紅外信號的采集，當P1.0口為低電平時判斷人來，否則繼續循環檢測，當人來時完成信號采集。程序如圖4-2：4.3 報警程序當淋浴時定時時間還有一分鐘結束時，蜂鳴器報警。報警時，單片機給IO口P1.2賦予低電平，此時進行報警，如圖4-3： 4.4液晶顯示驅動程序顯示模塊采用的是LCD1602液晶顯示芯片，使用LCD進行顯示也有很多成熟的技術。單片機將處理完的數據傳輸到LCD顯示的時候，也用了很多子程序 它們有檢查LCD忙狀態（程序流程圖為圖4-4）；寫指令數據到LCD（程序流程圖為圖4-5）；寫顯示數據到LCD（程序流程圖為圖4-6）；LCD初始化（程序流程圖為圖4-7）11。通過液晶顯示出來，相關人員就可以更加直接的對淋浴房的當前情況有一個直觀的了解了。 圖4-1 主程序流程圖 圖4-2 紅外信號采集程序流程圖圖4-3 報警程序流程圖 圖4-4 檢查LCD忙流程圖 圖4-5 寫指令數據流程圖 圖4-6 寫顯示數據流程圖 圖4-7 LCD初始化流程圖致謝首先，衷心感謝我的指導老師王志勇老師和謝四蓮老師。本課題是在王老師、謝老師的指導下完成的。在我整個的畢業設計制作過程中，受到兩位老師很多的幫助。從設計的選題、研制計劃的安排到設計的具體過程，兩位老師都給予了悉心的指導。王老師嚴謹的治學態度、開明的學術思想，謝老師事必躬親的工作精神、和寬人律己的高尚品德深深打動著我，使我倍受教育。值此畢業設計完成之際，謹向王老師、謝老師致以誠摯的謝意！再一次向他們表示衷心的感謝，感謝他們為學生營造的濃郁學習氛圍，以及學習、生活上的無私幫助！同時感謝湖南人文科技學院通信與控制工程系的所有教師對我的學業和成長付出寶貴的時間和辛勤的汗水；感謝07級通信工程本一班的同學們在學習、生活上給我大力的支持和幫助。在此論文完成之際，我衷心的祝愿你們身體健康，工作順利！參考文獻1 薛晨陽等.紅外傳感器的信號提取和數據采集的設計J.儀表技術與傳感器,2007 ,2 P45-47.2張鑫等.單片機原理及應用M.電子工業出版社,2006,7 4(7)：P24-35.3李光飛等.單片機課程設計實例指導M.北京航空航天大學出版社,2004.4張齊等.單片機應用系統設計技術基本C語言編程M.電子工業出版社,2004.5沙占友等.單片機外圍電路設計M.電子工業出版社,2003,16(7)：P176-1926 周興華.單片機智能化產品C語言設計實例詳解M.北京航空航天大學出版社,2006,7 P94-123.7朱定華,戴汝平.單片微機原理與應用M.北京:清華大學出版社,2003.8 樓然苗,李光飛.單片機課程設計指導M.北京航空航天大學出版社,2007.9 宋文緒.傳感器與檢測技術M.北京: 高等教育出版社,2004.10肖洪兵.跟我學用單片機.北京:北京航空航天大學出版社,2002.8. 11何立民.單片機高級教程.第1版.北京：北京航空航天大學出版社,2001.附錄附錄A 開發板原理圖附錄B 程序清單#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#include24c02.hsbit p1.0=P10; /定義紅外信號采集口sbit p1.1=P11; /定義控制電磁閥口sbit p1.2=P12; /定義蜂鳴器控制口sbit lcden=P22;/定義LCD使能端sbit rw=P21;/定義LCD讀寫端sbit rs=P20;/定義1602液晶RS端uchar count,s1num;char ge,shi,bai;/*-*/兩個延時函數void delay0();void delay(uint z)uint x,y;for(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);/*-*/報警函數void baojing()P1.2=0;delay(100);p1.2=1;/*-*/void write_com(uchar com)rs=0;lcden=0;P0=com;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;/*-*/void write_date(uchar date)rs=1;lcden=0;P0=date;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;/*-*/時間函數void write_sfm(uchar add,uchar date)uchar bai,ge;bai=date/10;ge=date%10;write_com(0x80+0x40+add);write_date(0x30+bai);write_date(0x30+ge);/*-*/void write_byte(uchar date)uchar i,temp;temp=date;for(i=0;i8;i+)temp=temp1;scl=0;delay0();sda=CY;delay0();scl=1;delay0();scl=0;delay0();sda=1;delay0();/*-*/void write_add(uchar address,uchar date)start();write_byte(0xa0);respons()