1、宿州學院2014屆本科生畢業設計 基于單片機的自動抽紙系統設計 2014屆本科生畢業設計 分類號：tu824.1題 目: 基于單片機的自動抽紙系統設計 2014年 5月 15 日摘 要本系統采用stc89c52單片機設計出一套蹲便器自動抽紙系統。本系統由單片機，紅外傳感器，激光傳感器，步進電機和一些控制模塊組成。利用單片機、步進電機等實現人方便后自動抽出一定長度的紙的功能。單片機負責把采集到的數據處理后與控制模塊通信。通過紅外線來探測是否有人進入系統范圍，根據紅外線輻射的能量進行檢測，檢測到有人后經紅外傳感器把信號發送給中心系統，同時指示燈亮，進行提示。當有人方便時，按下按鍵，系統便會自動出紙

2、。通過實踐，我們小組成功的做出了自動抽紙系統并且拍攝了實物圖，本系統用料簡單，無論從方法和用料都是具有可行性的。關鍵詞：通信；紅外；步進電機；stc89c52abstractthe system uses a set of single-chip design stc89c52 pissing automatic pumping paper system. the system consists of microcontroller, infrared sensors, laser sensors, stepper motors and some control module. use of

3、microcontroller, stepper motor for automatic extraction of people after a certain length of paper to facilitate the function. mcu responsible for processing the collected data communication with the control module. via infrared to detect if someone enters the system-wide, according to the energy det

4、ect infrared radiation detected by the infrared sensor after someone sends signals to a central system, and indicator lights, prompting. when someone convenient, press the button, the system will automatically eject. through practice, the success of our team to make an automatic pumping system and s

5、hoot a real paper map, the system is simple to use material from both the methods and the materials used are feasible.keywords: communicate; infrared; stepper motor; stc89c52 目 錄緒論11 設計思路與方案11.1 設計思路11.2 設計方案12 步進電機的工作原理及特性22.1 步進電機的簡介22.2 步進電機的特點22.3 步進電機的工作原理33 硬件電路設計53.1 單片機最小系統電路53.2 控制模塊103.3 驅

6、動模塊103.4 激光檢測電路輸出133.5 串口通信模塊134 軟件設計144.1 程序流程圖144.2 系統主程序154.3 定時中斷設計164.4 外部中斷設計174.5 proteus仿真軟件174.6 本次系統的仿真圖185 pcb板設計及硬件調試195.1 pcb制作過程195.2 硬件調試pcb205.3 系統設計實物圖20結束語22參考文獻23附 錄24致 謝29 基于單片機的自動抽紙系統設計緒論在一些人流量較大的地方，例如游樂場、商場或者大型的公共場所。傳統的公共廁所節水效果不理想，很容易被人為的損毀，并且可能滋生很多細菌。對于環境污染而言，手動抽紙無疑是有害無益的，并且對于

7、人類的身體健康都有顯著地影響。為了節約水源和保證紙張的不浪費，為了解決這個問題，便設計了一個采用stc89c52單片機的蹲便器自動抽紙系統。利用單片機、紅外和激光傳感器驅動步進電機，來實現人方便以后自動抽紙的功能。在當今這個當節約成為一種潮流的時代，仍舊存在這一群人，對公共財物一點不節約，從而造成手動抽紙大量浪費，若是改造成自動抽紙，便可以達到節約紙張的目的。隨著人們的生活品質逐漸提高，自動抽紙系統可以滿足對于人們生活空間的自動化需求，達到衛生和節約的完美結合. 隨著新科技的發展，單片機已經在這個新科技產業中占有一席之地。例如在自動化領域，當二者相結合的時候，既可以完成智能自動控制，又可以讓自

8、動抽紙的功能得以實現，為廣大市民提供了更加貼心和人性化的服務。1 設計思路與方案1.1 設計思路在客流量較多的場所，手動抽紙裝置效果不佳，使用壽命短，已是個不爭的事實。不僅不衛生而且細菌滋生勢必對人類健康有影響。因此要設計出一個合理而且方便實施的自動抽紙系統。在科技發展史的長河中，單片機的應用與普及是人們始料未及的。本系統所采用的stc89c52芯片是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系統可編程flash存儲器 。在單芯片上，8位的cpu有一個靈活的系統內可編程閃存，使得stc89c52為許多嵌入式控制應用提供高度靈活，超有效的解決方案。與傳統的at89c51單片機，它可以直接

9、用于與串行下載功能，速度更快，使用更方便比較。1.2 設計方案系統用stc89c52微控制器單元與外部電源相連接，復位晶體，max232電平轉換電路的信號檢測系統，信號處理系統及信號輸出系統，以形成最小的單芯片系統電路。信號檢測系統主要由紅外傳感器和激光傳感器。主要的紅外傳感器，以檢測是否有人使用廁所，激光傳感器是用來檢測是否有紙張用完。紅外傳感器檢測系統激光傳感器主控制器供電系統驅動系統抽紙系統圖1系統框圖2 步進電機的工作原理及特性2.1 步進電機的簡介步進電機是一種將電脈沖到的角位移或致動器的線性位移。它簡單地說，當驅動器接收到一個脈沖信號，將驅動步進電機，以設置一個固定的角度（即步進角

10、）的旋轉方向。我們可以控制脈沖的數量來控制的角位移，從而達到準確定位;同時我們也可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，以達到調速的目的。在非過載，電機轉速的情況下，停止的位置只取決于脈沖頻率和脈沖信號，這不會影響，即一個脈沖信號被施加到電機的負荷改變的次數，電機被接通一個步驟角。存在的這種線性關系，具有不累積誤差只有周期性誤差的步進電機等。使得在速度控制，位置等來控制步進電機的領域變得非常簡單，精度高。原則上，步進電機是一種低速同步電動機。本次畢業設計采用了兩相或三相步進電機皆可。2.2 步進電機的特點1) 步進電機的精度一般是3-5的踩踏角度和角位移正比，與輸入脈沖不累積誤差，有

11、良好的追隨性。2) 步進電機的表面不允許溫度過高。首先，使步進電機溫度退磁磁電機，導致扭矩下降，甚至進一步的損失;一般來說，磁退磁點高于130攝氏度，有的甚至高達200攝氏度，所以步進電機表面溫度在80-90度才是正常工作溫度。3) 步進電機的轉矩和速度的增加成反比。當步進電機轉動時，各相的電動機繞組的電感將形成一個反向電動勢;頻率越高，反電動勢越大。在它的作用下，隨著頻率的電動機（或速度）的增加相電流減小，從而導致力矩下降。步進電機自身的噪聲和振動較大，帶慣性負載的能力較差。4) 數控系統由一個開環步進電動機和驅動器電路組成，都非常簡單，價格低廉，并且很可靠。同時，它也可以是該組合物和角反饋

12、回路數控系統性能的一部分。5) 步進電機的動態響應快，易于啟停，正反轉及變速。6) 步進電機只能通過脈沖電源供電才能運行，不能直接使用交流電源和直流電源。7) 步進電機低速時可以正常運轉，但若高于一定速度就無法啟動，并伴有嘯叫聲。2.3 步進電機的工作原理2.3.1 步進電機結構(三相)圖2 步進電機內部結構圖如圖2所示，步進電機分為轉子和定子兩部分：定子：由硅鋼片疊成的，定子上有6大磁極，每2個相對的磁極（n，s）組成一對，共有3對。定子齒有三個勵磁繞阻，其幾何軸線依次分別與轉子齒軸線錯開。 0、1/3、2/3，（相鄰兩轉子齒軸線間的距離為齒距以表示），即a與齒1相對齊，b與齒2向右錯開1/

13、3，c與齒3向右錯開2/3，a與齒5相對齊，（a就是a，齒5就是齒1）。 轉子：由軟磁材料制成，其外表面也均勻地分布著小齒，與定子上的小齒并且小齒的大小相同，間距相同。2.3.2 對齒和錯齒 圖3 步進電機轉子展開圖反應式步進電機的動力來源于電磁力，只有電機存在錯齒現象才能轉動。在電磁力的作用下，轉子被推動到最大磁導率的位置，定子小齒與轉子小齒對齊的位置，并處于平衡狀態，如圖3中的a相位置，這種現象被稱為對齒。而對于三相步進電機來說，當某一相得磁極處于最大磁導位置時，另外兩相必須處于非最大磁導位置，即定子和轉子不對齊位置，這種現象被稱為錯齒。2.3.3 工作原理圖4 步進電機三相接線圖開始時，

14、開關sb接通電源，sa、sc、sd斷開，b相磁極和轉子0、3號齒對齊，同時，轉子的1、4號齒就和c、d相繞組磁極產生錯齒，2、5號齒就和d、a相繞組磁極產生錯齒。當開關sc接通電源，sb、sa、sd斷開時，由于c相繞組的磁力線和1、4號齒之間磁力線的作用，使轉子轉動，1、4號齒和c相繞組的磁極對齊。而0、3號齒和a、b相繞組產生錯齒，2、5號齒就和a、d相繞組磁極產生錯齒。依次類推，a、b、c、d四相繞組輪流供電，則轉子會沿著a、b、c、d方向轉動。3 硬件電路設計3.1 單片機最小系統電路3.1.1 stc89c52簡介圖5 stc89c52引腳圖5是stc89c52的引腳圖，引腳功能說明：

15、vcc（40引腳）：電源電壓vss （20引腳）：接地p0端口（p0.0p0.7，3932引腳）：p0口是一個漏極開路的8位雙向i/o口。作為輸出端口，每個引腳能驅動8個ttl負載，對端口p0寫入“1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數據存儲器時，p0口也可以提供低8位地址和8位數據的復用總線。驗證時，要求外接上拉電阻。p1端口（p1.0p1.7，18引腳）：p1口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向i/o口。p1的輸出緩沖器可驅動（吸收或者輸出電流方式）4個ttl輸入。對端口寫入1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。p1口作輸入口使用時，因為有內部上拉電阻，那些被外部

16、拉低的引腳會輸出一個電流。在對flash rom編程和程序校驗時，p1接收低8位地址。p2端口（p2.0p2.7，2128引腳）：p2口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向i/o端口。p2的輸出緩沖器可以驅動（吸收或輸出電流方式）4個ttl輸入。對端口寫入1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。p2作為輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在對flash rom編程和程序校驗期間，p2也接收高位地址和一些控制信號。p3端口（p3.0p3.7，1017引腳）：p3是一個帶內部上拉電阻的8位雙向i/o端口。p3的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方

17、式）4個ttl輸入。對端口寫入1時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。p3做輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。在對flash rom編程或程序校驗時，p3還接收一些控制信號。p3口除作為一般i/o口外，還有其他一些復用功能，如表1所示：表1 p3口引腳復用功能引腳號復用功能p3.0rxd（串行輸入口）p3.1txd（串行輸出口）p3.2int0（外部中斷0）p3.3int1（外部中斷1）p3.4t0（定時器0的外部輸入）p3.5t1（定時器1的外部輸入）p3.6wr（外部數據存儲器寫選通）p3.7rd（外部數據存儲器讀選通）rst（

18、9引腳）：復位輸入。當輸入連續兩個機器周期以上高電平時為有效，用來完成單片機的復位初始化操作。ale/prod（30引腳）：地址鎖存控制信號（ale）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低8位地址的輸出脈沖。在flash編程時，此引腳（prog）也用作編程輸入脈沖。psen（29引腳）：外部程序存儲器選通信號（psen）是外部程序存儲器選通信號。當stc89c52從外部程序存儲器執行外部代碼時，psen在每個機器周期被激活兩次，而訪問外部數據存儲器時，psen將不被激活。ea/vpp（31引腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從0000h到ffffh的外部程序存儲器讀取指令，ea必須接gnd。注意

19、加密方式1時，ea將內部鎖定位reset。為了執行內部程序指令，ea應該接vcc。在flash編程期間，ea也接收12伏vpp電壓。xtal1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內部時鐘發生電路的輸入端。xtal2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。不應將“1”寫入未定義的單元，由于這些單元在將來的產品中可能賦予新的功能，在這種情況下，復位后這些單元數值總是“0”。并非所有的地址都被定義，從80hffh共128個字節只有一部分被定義。還有相當一部分沒有定義。對沒有定義的單元讀寫將是無效的，讀出的數值將不確定，而寫入的數據也將丟失。stc89c52除了有定時器/計數器0和定時器/計數器1之外，還

20、增加了一個一個定時器/計數器2.定時器/計數器2的控制和狀態位位于t2con和t2mod（見表2）。表2 定時/計數器2控制寄存器各位功能說明符號功能tf2定時器2溢出標志。定時器2溢出時，又由硬件置位，必須由軟件清0.當rclk=1或tclk=1時，定時器2溢出，不對tf2置位。exf2定時器2外部標志。當exen2=1，且當t2ex引腳上出現負跳變而出現捕獲或重裝載時，exf2置位，申請中斷。此時如果允許定時器2中斷，cpu將響應中斷，執行定時器2 中斷服務程序，exf2必須由軟件清除。當定時器2工作在向上或向下計數方式時（dcen=1），exf2不能激活中斷。rclk接收時鐘允許。rcl

21、k=1時，用定時器2溢出脈沖作為串口（工作于工作方式1或3時）的接收時鐘，rclk=0，用定時器1的溢出脈沖作為接收脈沖tclk發送時鐘允許。tclk=1時，用定時器2溢出脈沖作為串口（工作于工作方式1或3時）的發送時鐘，tclk=0，用定時器1的溢出脈沖作為發送脈沖exen2定時器2外部允許標志。當exen2=1時，如果定時器2未用于作串行口的波特率發生器，在t2ex端口出現負跳變脈沖時，激活定時器2捕獲或者重裝載。exen2=0時，t2ex端的外部信號無效。tr2定時器2啟動/停止控制位。tr2=1時，啟動定時器2.c/t2定時器2定時方式或計數方式控制位。c/t2=0時，選擇定時方式，c

22、/t2=1時，選擇對外部事件技術方式（下降沿觸發）。定時器2是一個16位定時/計數器。通過設置特殊功能寄存器t2con中的c/t2位，可將其作為定時器或計數器（特殊功能寄存器t2con的描述如表4所列）。定時器2有3種操作模式：捕獲、自動重新裝載（遞增或遞減計數）和波特率發生器，這3種模式由t2con中的位進行選擇。3.1.2 max232芯片簡介圖6 max232芯片圖6是max232的芯片圖，其中，第一部分是電荷泵電路。由1、2、3、4、5、6腳和4只電容構成。功能是產生+12v和-12v兩個電源，提供給rs-232串口電平的需要。第二部分是數據轉換通道。由7、8、9、10、11、12、1

23、3、14腳構成兩個數據通道。其中13腳（r1in）、12腳（r1out）、11腳（t1in）、14腳（t1out）為第一數據通道。8腳（r2in）、9腳（r2out）、10腳（t2in）、7腳（t2out）為第二數據通道。第三部分是供電。15腳gnd、16腳vcc（+5v）。3.1.3 復位電路手動復位：按下開關s1，rst點的電位電壓就是r4兩端電壓，又知rst接單片機的9號復位引腳，單片機高電平大于3.5v，而r4兩端電壓約4.5v，而人的反應時間大于0.1s，遠大于兩個機器周期2us，所以按下開關s1，復位引腳持續時間大于兩個機器周期的高電平，手動復位可完成。上電復位：上電開始電容c1相

24、當于短路，rst點電位約5v，大于3.5v，復位引腳為高電平，隨著不斷向電容充電，當其兩端電壓達到1.5v，復位引腳高電平超過兩個機器周期，上電復位完成。圖7 復位電路圖3.1.4 供電電路主要為單片機提供電源，當開關k1撥動到on時，單片機上電開始工作，否則單片機掉電，停止工作。圖8 供電電路3.1.5 晶振電路晶振電路的主要作用提供工作信號脈沖，在此電路中采用的頻率11.0592mhz。電路圖如下：圖9 晶振電路3.2 控制模塊使用40針stc89c52單片機的雙列直插式封裝hmos制造過程中，除了一個40針的雙列直插式封裝類型，還有個正方形類封裝。40管腳雙列直插式封裝管腳圖如7圖所示。

25、由微控制器產生的脈沖信號，脈沖信號的占空比通常為約0.3至0.4，較高的電機速度，更大的占空比。信號分配實際上是按照某種控制（根據需要選擇）的順序發送一個脈沖序列，以達到控制步進電機的方向的目的。圖10單片機管腳圖3.3 驅動模塊uln2004a是一種低功耗的步進電機驅動芯片。57電機完美搭檔，同時可以用于42、50型步進電機，性能比較優秀的一款驅動。電流設定方法為撥碼開關分檔可調，板子背面印好了參數設定表格，以方便調節。圖11 uln2004a步進電機驅動芯片圖12 uln2004a 實物圖接線端子定義說明信號輸入端：1) cp+：脈沖信號輸入正端。2) cp-：脈沖信號輸入負端。3) di

26、r+：電機正、反轉控制正端。4) dir-：電機正、反轉控制負端。5) en+：電機脫機控制正端。6) en-：電機脫機控制負端。7) 電機繞組連接：8) a+：連接電機繞組a+相。9) a-：連接電機繞組a-相。10) b+：連接電機繞組b+相。11) b-：連接電機繞組b-相。工作電壓的連接：vcc：連接直流電源正（注意：10vvcc32v）。gnd：連接直流電源負。細分數設定:細分數是以驅動板上的撥盤開關選擇設定的，根據細分選擇表的數據設定（最好在斷電情況下設定）。細分后步進電機步距角按下列方法計算：步距角=電機固有步距角/細分數。如：一臺固有步距角為3.6的步進電機在16細分下步距角為

27、3.6/16=0.225。驅動板上撥碼開關1、2、3分別對應m1、m2、m3。具體細分對應情況如表3所示。表3細分數設置表m3m2m1細分數ononon1ononoff2onoffon4onoffoff8offonon16offonoff32offoffon64offoffoff128電流大小設定:電流大小由撥碼開關s4、s5、s6（分別對應撥碼開關上的4、5、6號）選擇，電流六檔可選。電流大小設定情況如表4所示。表4 電流大小設定表3.4 激光檢測電路輸出圖13 激光檢測電路圖14紅外電路實物圖檢測距離的失調，一旦調節電位器，在范圍內輸出，讓單片機識別。激光傳感器也可以使用適用于電路，用于檢

28、測是否蹲便器抽紙用完了類似的功能檢測。信號檢測系統主要由紅外傳感器和激光傳感器兩部分組成。該系統采用一個3厘米50厘米可調紅外線避障傳感器，這是一組在所述光電傳感器中的一個發送和接收的。正面操作，產量高，有障礙的輸出端口由高變低。一上電時，以調節檢測距離的障礙，一旦調節電位器的背面時，輸出為低范圍內，給微控制器來識別。紅外傳感器采用一體化紅外遙控接收器sm0038， 1腳接5v電源，2 腳接單片機的p0.0 口， 3腳接地。若無人進入感應區，指示燈滅。若有人進入感應區，紅外傳感器探測到來9人體的紅外輻射，此時接收端2腳的信號變為低電平，指示燈亮。根據這一原理，單片機的p0.0 口根據檢測信號的

29、高低電平，來辨別足否有人。我們也可以通過燈的亮火來判斷紅外傳感器是否正在工作。3.5 串口通信模塊串行通信是指通信的發送方和接收方之間數據信息的傳輸是在單根數據線上，以每次一個二進制位移動的，它的優點是只需一對傳輸線進行傳送信息，因此其成本低，適用于遠距離通信。在這里我們采用max232作為主要的芯片來完成這項任務。因為max232具有驅動能力,所以不需要外加驅動電路。圖15 串行通信電路4 軟件設計4.1 程序流程圖下面系統程序總流程圖。是開始初始化檢測是否有人按下按鈕抽取定量紙是否需要用到紙是否否圖16 系統程序流程圖4.2 系統主程序主程序中要完成的工作主要有系統初始值的設置、系統狀態的

30、顯示以及各種開關狀態的檢測判斷等。若初始化p1=11h、速度和方向初始值均設為0，就意味著步進電機按雙相運行，系統上電后在沒有操作的情況下，步進電機不旋轉，方向值顯示“0”，速度值顯示“0”，主程序流程圖如圖17所示。圖17 主程序流程圖4.3 定時中斷設計步進電機的旋轉傳遞到電機繞組，主要是在一定的時間定期連續地通入電流，步進電機的旋轉運動，該間隔越短，速度更快。在這個系統中，重復間隔定時器中斷是由若干倍產生，是監管規范間隔定時器中斷，因此定時器中斷程序，要做的工作是確定電機運行的主要方向，使在下一個脈沖，并在當前的各種狀態的保存。程序流程圖如圖18所示。圖18 定時中斷設計 圖19 外部中

31、斷設計4.4 外部中斷設計可以根據數據的按鍵來實現外部中斷工作，改變速度值存儲區域（決定時中斷數據的數量），從而改變了步進電機的輸出脈沖頻率和速度的增加。按鈕1為int0中斷，其程序流程為原數據，當值等于9時，不改變原數值返回，小于9時，數據加1后返回；按鈕2，當原數據不為1，減1保存數據，原數據為1則保持不變。程序流程圖如圖19所示。4.5 proteus仿真軟件1 proteus仿真軟件的介紹： proteus是世界上著名的eda工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協同仿真，一鍵切換到pcb設計，真正實現了從概念到產品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、pcb

32、設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，它不僅具有其它eda工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具，其處理器模型支持8051、avr、arm、8086等。在編譯方面，它也支持iar、keil和mplab等多種編譯器11。2 proteus仿真軟件的功能特點：proteus軟件具有其它eda工具軟件（例：multisim）的功能。這些功能是：1原理布圖2pcb自動或人工布線3spice電路仿真功能特點1互動的電路仿真用戶甚至可以實時采用諸如ram，rom，鍵盤，馬達，led，lcd，ad/da，部分spi器件，部分iic器件。2仿真處理器及其外

33、圍電路可以仿真51系列、avr、pic、arm、等常用主流單片機。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型4.6本次系統的仿真圖圖20 系統仿真圖5 pcb板設計及硬件調試5.1 pcb制作過程1 原理圖繪制 在pcb生產的第一步是示意圖，根據設計要求，建立pcb構建原理圖并項目，生成新的集成庫項目。在該示意圖的過程中，已經在庫中存在的元素可以選擇，無組件應參閱相關的信息組件，在工具欄里有很多新元素，多個組件的功能里面創建一個新的子項目。該行的示意圖，應選擇正確的線，如果線是太多的復雜性可以選擇使用網絡標簽，同一個名字的標簽是網絡連接，由于相應的元件值，所以應當用特殊的標記區分。2 元件封裝下一步就是

34、對元件進行封裝，雙擊元件添加footprint，“pcb庫”選擇任意。單擊“瀏覽”，選擇相應的庫，找到相應元件的封裝，或者單擊“發現”，輸入封裝的名稱查找。如果庫里面沒有相應的元件的封裝，則必須在集成庫下的pcb元件庫里面，根據芯片（元件）的資料，新建封裝。做好新封裝，可以在原理圖庫里面將新建元件關聯起來，然后編譯。在右方就會生成自己新建的庫。3 電路板（pcb）編輯器用封裝好的原理圖，生成pcb板，步驟是：設計update pcb docment執行更改進入印刷電路板（pcb）編輯器的編輯環境。啟動編輯器后，用戶對元件的布置參數，板層參數、布線參數等進行相應的設置。參數的設定是在滿足設計要求

35、的前提下盡量符合個人習慣，所以因人而異。線寬約束為15-30mil，大小在10*10cm以內。4 布置元件設置電路板的尺寸和形狀，并加載網絡表后，程序會自動加載組件和自動處理電路板的邊界內的元素。雖然該方案可以根據電路板尺寸的各種組件的位置自動排列，但畢竟不能完全滿足設計要求，因此用戶還能對部件的位置，以便成功地進行手動調整一下布局。5 手動布線與手工調整altium designer 9的自動布線功能十分強大，設置各種參數只要數據合理、元器件擺放的位置恰當，自動布線出的板子一般都不會有問題。但是，由于算法的限制以及用戶的特殊要求或習慣，自動布線也有很多讓人不滿意的地方，我們必須靠手工進行布線

36、和跳幀調整來達到我們的滿意程度。6 pcb文件的保存印刷電路板的布線任務完成后，我們應當及時的保存文件，用于日后電路板雕刻的使用。pcb板讓廠家預定生產，或者在學校的機器中印刷皆可。5.2 硬件調試pcb使用單層的電路板的設計。為了使布線盡可能短，根據信號的元件貼裝工藝布局。最終部件放置在pcb上為： 有固定位置的元件，如電源插座，開關，連接器等等這些功能元器件被放好后，這些設備的地方，將被鎖定，這樣他就不會被誤移動。在pcb板的設計，要考慮到電路元件的抗干擾能力，以減少寄生電容，較好地保證振蕩器的穩定性和可靠性。完成的pcb如圖21(a)、(b)所示。(a)(b)圖21 pcb板（a） 最小

37、系統pcb;（b） 主控制模塊pcb5.3 系統設計實物圖 (a) (b) (c) (d) (e)圖22 自動抽紙系統 (a)中心主控系統 (b)步進電機驅動模塊 (c)電源模塊 (d)紅外模塊 (e)實物圖結束語本設計采用stc89c52單片機作為控制模塊的核心，利用單片機編程實現了對步進電機的控制。由單片機產生的信號經uln2004a芯片進行功率放大，驅動步進電機工作，同時由紅外傳感器和激光傳感器同步實現控制，由相應的按鍵實現人來自動抽紙、人走停止自動抽紙的功能。在系統設計過程中，力求硬件電路簡單，充分發揮的編程靈活性，以滿足系統要求的軟件部分的優點。通過實際測試表明，該系統的設計的性能要

38、優于傳統的步進電機控制器，具有結構簡單，可靠性高，實用性，人性化操作界面簡單方便，性價比高。根據工作原理和硬件設計原理，本文從硬件設計到軟件設計，該設計的設計做了仔細的分析和比較，最終確定一個完整的可行的解決方案。為了驗證一個系統的可行性，功能可靠性和程序驗證，我也制作了硬件電路。硬件電路設計驗證程序的可行性，在調試過程中，也得到了滿意的效果，很好的驗證了設計的可行性。22參考文獻1 鮑磊,馬鴻飛.單片機應用modbus rtu通信的伺服控制系統j.制造業自動化,2014,03:48-51.2 翁鵬飛,邱月陽. 單片機應用中若干問題的解決方法j.電子技術與軟件工程,2013,22:157.3

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