【正文】 車站、賓館酒店、體育場等公共場所的洗手間。當洗手后，將雙手伸在自動干手器的出風口下，自動干手器會自動送出舒適的冷風或者熱風，迅速使你的雙手去濕吹干，而當你把手一離開自動干手器的吹風口時它又自動停風關機，可達到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交叉感染的要求。市場上的自動干手器的控制電路大多使用555時基電路和數(shù)字集成電路。由于采用電阻，電容等分立元件較多。電磁干擾較強。工作不穩(wěn)定。本設計采用單片機進行電路控制，克服了以上缺點。而且用單片機和紅外感應設計的干手器還具有實現(xiàn)烘手時間可調、能夠顯示干手器的倒計時間等具有人性化的功能。1 緒論 課題背景近年來，隨著人們生活水平的日益提高，人們對衛(wèi)生的關注越來越高。人們常用洗手來控制細菌傳播，但很多人往往忽略了洗完手后使手變干的步驟，因此導致洗手效果的減弱。英國的一項新研究顯示，選擇讓手變干的正確方法有利于防止手上殘留細菌傳播與繁殖。英國布拉德福德大學等機構的研究人員在新一期《運用微生物雜志》上申報說，洗手是有效去除細菌的方法，但還不能去除所有的細菌，如果隨后不使用正確的方法讓手變干，殘留的細菌會在濕潤的環(huán)境中繼續(xù)生長擴散。因此，讓手變干的方法正確與否也對手上細菌的控制起著至關重要的作用。調查顯示，在運用紙巾、借助各類“干手器”等方法中，運用干手器最能防止細菌的擴散。因此，研究符合市場需求的干手器對提高人們的生活質量有一定積極的意義。 課題研究的目的和意義我們都知道，衛(wèi)生和環(huán)保是21世紀人們最關心的話題之一。設計符合市場需要的環(huán)保節(jié)能產品對提高人民的生活質量有著積極意義，為了使人們洗手之后能夠有效地防止細菌的再次擴散，我們迫切的需要具有人性化與智能化的東西來干手，讓我們在使用時候能保持愉快的心情。 課題研究內容本次設計以單片機為核心，用紅外感應原理來檢測人體信號。當單片機檢測到人體信號后。通過單片機來控制數(shù)碼管顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現(xiàn)干手器的設計。設計的自動干手器能完成以下功能：（1）用單片機設計自動干手機，能自動識別人手的伸進與離開，在人手伸進干手可工作范圍內，干手機工作，手離開則立刻停止工作。（2）一次工作設定時間為15秒。此時間可以通過硬件改變，最大30秒。（3）用數(shù)碼管顯示干手機設定的時間并在干手機工作時顯示此次工作倒計時時間，當不工作時不顯示任何時間。（4）使用選擇開關選擇輸出冷風或熱風，分別滿足不同溫度天氣的使用。2 方案論證 方案一：，紅外感應模塊用紅外對管來實現(xiàn)。由單片機產生4000HZ的方波信號，驅動紅外發(fā)射管向下發(fā)射紅外線脈沖。當有手伸到干手器下面時，發(fā)射的紅外線脈沖被反射回來，由紅外接收管接收并轉換為電信號，電信號經運放進行信號放大后得到的方波信號送至單片機P3^4端口，從而實現(xiàn)對人體信號的采集。當單片機檢測到人體信號后，通過軟件來控制數(shù)碼管顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現(xiàn)干手器的設計。數(shù)碼管顯示用紅外對管來檢測物體信號AT89S52通過控制繼電器閉合來控制電吹風開關時間控制按鍵 方案一電路框圖 方案二，紅外感應模塊用熱釋電傳感器處理芯片BIS0001和人體熱釋探頭來實現(xiàn)，當有行人進入熱釋電紅外傳感器(PIR)的探測區(qū)內時，PIR便將檢測到的人體輻射出的紅外信號轉換為低頻(～9Hz)電信號，加至BISS0001的運算放大器的輸入端(14腳)，經放大、濾波和信息處理后，在其輸出端（2腳）輸出有一定延時的高電平控制信號。將得到的高電平信號輸入單片機端口，也可以實現(xiàn)對人體信號的采集。當單片機檢測到人體信號后，通過軟件來控制數(shù)碼管顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現(xiàn)干手器的設計。用人體熱釋探頭來檢測人體信號AT89S52數(shù)碼管顯示時間控制按鍵通過控制繼電器閉合來控制電吹風開關 方案二電路框圖 系統(tǒng)方案對比論證 從以上的兩個方案中，很容易看出，方案一電路簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，符合設計的要求。方案二電路復雜，輸出的信號有延時，而且感應人體信號時并不是很穩(wěn)定。所以，綜合考慮選擇方案一，這樣設計的自動干手器具有成本低、穩(wěn)定性好的特點。3 硬件電路 硬件電路的設計原理 硬件電路主要由晶振電路、復位電路、數(shù)碼管顯示電路、繼電器電路、紅外感應電路和電吹風電路組成。本設計采用AT89S52單片機完成整個系統(tǒng)的控制流程。，紅外感應模塊用紅外對管來實現(xiàn)人體信號的采集。由單片機產生4000HZ的方波信號，驅動紅外發(fā)射管向下發(fā)射紅外線脈沖。當有手伸到干手器下面時，發(fā)射的紅外線脈沖被反射回來，由紅外接收管接收并轉換為電信號，得到的電信號經過運放進行信號放大后得到的方波信號送至單片機P3^4端口，從而實現(xiàn)對人體信號的采集。當單片機檢測到人體信號后，通過軟件來控制數(shù)碼管來顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現(xiàn)干手器的設計。 硬件設計的系統(tǒng)框圖 。用紅外對管來檢測人體信號AT89S52數(shù)碼管顯示時間控制按鍵通過控制繼電器閉合來控制電吹風開關 硬件電路的芯片介紹 單片機AT89S52介紹單片計算機即單片機，其全稱為單片微型計算機（Single—Chip Microputer）。由于單片機原來就是為了實時控制應用而設計制造的，因此，亦稱為微控制器（Microcontroller）,就是將CPU、RAM、ROM、定時/記數(shù)器和各種輸入/輸出(I/O)接口(如并行I/O口、串行I/O口和A/D轉換器)等多種接口電路都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。本電路是用單片機來實現(xiàn)的,單片機種類繁多，不過又以MCS52系列的單片機使用最廣泛。而且本設計的主要功能和52系列的單片機用途很合適，所以我們選用ATMEL公司的52系列芯片。AT89S52具有下列主要性能： 8KB可改編程序Flash存儲 全靜態(tài)工作：0Hz～24MHz三級程序存儲器保密1288字節(jié)內部RAM32條可編程I/O線2個16位定時器/計數(shù)器6個中斷源可編程串行通道 AT89S52的管腳片內時鐘振蕩器AT89S52的引腳及功能。(1) 主要電源引腳①VCC 電源端②GND 接地端(2) 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2 ①XTAL1 接外部晶體的一個引腳。在單片機內部，它是構成片內振蕩器的反相放大器的輸入端。當采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，既把此信號直接接到內部時鐘發(fā)生器的輸入端。 ②XTAL2 接外部晶體的另一個引腳。在單片機內部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，此引腳應懸浮不連接。(3) 控制或與其它電源復用引腳RST、ALE//PROG、/PSEN和/EA/VPP ①RST 復位輸入端。 當振蕩器運行時，在該引腳上出現(xiàn)兩個機器周期的高電平將使單片機復位。 ②ALE//PROG 當訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6）周期性地出現(xiàn)正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。然而要注意的是：每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。在對Flash存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/PROG）[6]。 ③/PSEN 程序存儲允許（/PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。當AT89S52/LV52由外部程序存儲器取指令（或常數(shù)）時，每個機器周期兩次/PSEN有效（既輸出2個脈沖）。但在此期間內，每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現(xiàn)。④/EA/VPP 外部訪問允許端。要使CPU只訪問外部程序存儲器（地址為0000H～FFFFH），則/EA端必須保持低電平（接到GND端）。當/EA端保持高電平（接VSS端）時，CPU則執(zhí)行內部程序存儲器中的程序。(4) 輸入/輸出引腳 ～ 、～、～ ～ ①P0端口（～ ） P0是一個8位漏極開路型雙向I/O端口。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅動8個TTL輸入，對端口寫1時，又可作高阻抗輸入端用。②P1端口（～ ） P1是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P1的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫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。作輸入口時，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。 ③P2端口 （～） P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O端口。P2的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4個TTL輸入。對端口寫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。P2作輸入口使用時，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。④P3端口（～） P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能，這些特殊功能見表31[7]。表31 P3端口的特殊功能 端口引腳 兼 用 功 能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） /INT0 （外部中斷0） /INT1 （外部中斷1） T0 （ 定時器0的外部輸入） T1 （定時器1的外部輸入） /WR （外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD （外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 紅外對管紅外對管是紅外線發(fā)射管與紅外接收管配合在一起使用時候的總稱。紅外線發(fā)射管（）在LED封裝行業(yè)中主要有三個常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根據(jù)波長的特性運用的產品也有很大的差異，850NM波長的主要用于紅外線監(jiān)控設備、875NM主要用于醫(yī)療