【文章內(nèi)容簡介】 電流流過線圈，蜂鳴器不發(fā)聲；，三極管導(dǎo)通，這樣蜂鳴器的電流形成回路，發(fā)出聲音。因此。 系統(tǒng)硬件電路介紹 單片機最小系統(tǒng)單片機最小系統(tǒng)由單片機，電源電路，時鐘電路，復(fù)位電路構(gòu)成。過單片機最小系統(tǒng)通過軟件的作用對消毒框的工作進程進行控制。1. 電源電路由于單片機的供電電源為5V，又要保持電壓穩(wěn)定，所以我們必須設(shè)計一個5V的直流電源，直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，本電源電路采用采用單相橋式整流電路。: 電源電路原理圖設(shè)變壓器的原邊電壓為220V 工頻交流電，經(jīng)整流橋整流后為直流6V。其中Uc起濾波作用。后半部分為集成穩(wěn)壓電路。三端固定輸出集成穩(wěn)壓器通用產(chǎn)品有CW7800系列（正電源）和CW78900系列（負電源）。集成穩(wěn)電路的確輸出主要取決于集成穩(wěn)壓器，由于本電路所采用的集成器為CW7805 所以輸出的確電壓為+5V。其中C3可以起抵消電感效應(yīng)，以防止起自激振蕩，還可以抑制電源高頻脈沖干擾，～1uF。輸出端電容C2 ～C3用以改善負載的瞬態(tài)響應(yīng),消除電路的高頻噪聲,同時也具有消振作用,二級管是用來防止輸入端短路時輸出電容C3 所儲存電荷通過穩(wěn)壓器放電而損壞器件。2. 時鐘電路時鐘信號通常由兩種方式產(chǎn)生：一是內(nèi)部振蕩方式，二是外部時鐘方式。在AT89C51芯片內(nèi)部有一個高增益的反相放大器，其輸入端為引腳X1，輸出端為引腳X2，而在AT89C51芯片 X1和X2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，在單片機內(nèi)部產(chǎn)生時鐘脈沖信號。這就是時鐘電路，： 時鐘電路電容C1和C2一般取30pF左右，作用是穩(wěn)定頻率和快速起振,晶體振蕩頻率高,則系統(tǒng)的時鐘頻率也高,單片機運行的速度也就快但反過來運行速度快對存儲器的速度要求就高，對印刷電路板的工藝要求也高。這里我們采用晶振頻率為12MHz。故機器周期為1微秒。外部時鐘方式是把外部已有的時鐘信號引入到單片機內(nèi)。此方式常用于多片單片機同時工作，以便于各單片機的同步。一般要求外部信號高電平的持續(xù)時間大于20ns，且為頻率低于12MHz的方波。3．復(fù)位電路單片機復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處于在一個確定的初始狀態(tài)，并且從這個狀態(tài)開始工作。復(fù)位操作有兩種基本形式：一種是上電自動復(fù)位，另一種是按鍵手動復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。上電瞬間RST引腳獲得高電平，隨著電容的充電，RST引腳的高電平將逐漸下降。RST引腳的高電平只要能保持足夠的時間（2個機器周期），單片機就可以進行復(fù)位操作。上電與按鍵均有效的復(fù)位電路不僅在上電時可以自動復(fù)位，而且在單片機運行期間，利用按鍵也可以完成復(fù)位操作。我們采用按鍵復(fù)位電路,： 復(fù)位電路 狀態(tài)顯示電路1. 指示電路柜內(nèi)工作狀態(tài)通過4只LED指示燈指示，~。在選擇程序時，指示燈根據(jù)按鍵次數(shù)來顯示相應(yīng)的位（按第一次只有LED1亮，按第二次只有LED2亮，按第三次只有LED3亮，按第四次則只有LED4亮）。2. 照明電路為方便用戶在昏暗環(huán)境下使用，設(shè)置了照明燈。3．消毒和干燥電路因為在此設(shè)計中主要體現(xiàn)單片機消毒柜中的控制作用，故這兩個電路不在此做詳細介紹，用兩個發(fā)光二極管來代替，二極管亮則代表啟動了臭氧發(fā)生電路。，二極管亮則代表啟動了干燥電路。 狀態(tài)顯示電路 時間顯示電路1. 數(shù)碼管簡介數(shù)碼管由7個發(fā)光二極管組成,行成一個日字形,它門可以共陰極,這就是它的工作原理.基本的半導(dǎo)體數(shù)碼管是由7個條狀的發(fā)光二極管排列而成的，可實現(xiàn)數(shù)字0～9及少量字符的顯示。另外為了顯示小數(shù)點，增加了1個點狀的發(fā)光二極管，因此數(shù)碼管就由8個LED組成，我們分別把這些發(fā)光二極管命名為 a,b,c,d,e,f,g,dp。 數(shù)碼管LED數(shù)碼顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)共有兩種不同形式，一種是共陽極顯示器，一種是共陰極顯示器。共陽極接法是把LED的陽極連接在一起，使用時公共陽極接+5V，這時陰極接低電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而接高電平的則不亮。共陰極接法是把LED的陰極連在一起，使用時公共陰極接地，這時陽極接高電平的段發(fā)光二極管就導(dǎo)通點亮，而接低電平的則不點亮。： 數(shù)碼管共陰共陽接法以及外部引腳圖2. 數(shù)碼管顯示在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，LED數(shù)碼顯示器的顯示方法有兩種：靜態(tài)顯示法和動態(tài)掃描顯示法。（1） 靜態(tài)顯示靜態(tài)驅(qū)動也稱直流驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動是指每個數(shù)碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅(qū)動，或者使用如BCD碼二十進制譯碼器譯碼進行驅(qū)動。靜態(tài)驅(qū)動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅(qū)動5個數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要58＝40根I/O端口來驅(qū)動，一個89S51單片機可用的I/O端口才32個，實際應(yīng)用時必須增加譯碼驅(qū)動器進行驅(qū)動，增加了硬件電路的復(fù)雜性。（2） 動態(tài)顯示動態(tài)顯示是把所有顯示器的8個筆畫段的各同段名端互相并接在一起，并把它們接到字段輸出口上。為了防止各個顯示器同時顯示相同的數(shù)字，各個顯示器的公共端COM還要受到另一組信號的控制，即把它們接到位輸出口上。這樣，對于一組LED數(shù)碼顯示器需要由兩組信號來控制：一組是字段輸出口輸出的字形碼，用來控制顯示的字形，稱為段碼；另一組是位輸出口輸出的控制信號，用來控制第幾位顯示器工作，稱為位碼。在這兩組信號的控制下，可以一位一位地輪流點亮各個顯示器顯示各自的數(shù)碼，以實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示。在輪流點亮一遍的過程中，每位顯示器點亮的時間則是極為短暫的。由于LED具有余輝特性以及人眼視覺的惰性，盡管各位顯示器實際是分時斷續(xù)地顯示，但只要適當(dāng)選擇掃描頻率，給人眼的視覺印象就會是在穩(wěn)定連續(xù)地顯示，并不察覺有閃爍的現(xiàn)象。動態(tài)掃描顯示由于各個數(shù)碼管的字段線是并聯(lián)使用的，因而大大簡化了硬件線路。這兩種顯示方式各有利弊；靜態(tài)顯示雖然數(shù)據(jù)穩(wěn)定，占用很少的CPU時間，但每個顯示單元都需要單獨的顯示驅(qū)動電路，使用的硬件較多；動態(tài)顯示雖然有閃爍感，占用的CPU時間多，但使用的硬件少，能節(jié)省線路板空間。 在此選擇動態(tài)顯示方式。 單片機控制數(shù)碼管原理圖 鍵盤控制電路 鍵盤控制電路按一下A1則LED1亮，臭氧發(fā)生器開始工作，45分鐘后，LED1熄滅，LED2點亮；45分鐘后，LED2熄滅，LED3點亮，臭氧消毒結(jié)束，進入加熱干燥階段。30分鐘后，LED3熄滅，LED4點亮，再經(jīng)過30分鐘后LED4熄滅，整個消毒、加熱干燥過程結(jié)束。需要不同種類的消毒、加熱干燥時，可以通過按A1進行選擇，每按一次A1，點亮的LED 指示燈就下移一位按鍵報鳴器都會發(fā)出“嘟”的聲音。如果在消毒或干燥過程中，對于已選定的工作方式不滿意，可以通過A3鍵（復(fù)位鍵）重新選擇工作方式。A2單獨控制，按一下A2，點亮照明燈，再按一下A2，關(guān)閉照明燈。門吸開關(guān)S1，只有當(dāng)消毒柜門關(guān)閉時臭氧發(fā)生器才能工作，防止臭氧的泄漏。 報警電路壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成。當(dāng)接通電源后（~15V直流工作電壓）,多諧振蕩器起振,~，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。蜂鳴器的原理跟發(fā)光二極管一樣，只要在它的正極加高電平，在它的負極加低電平，就能使蜂鳴器工作，為了提高蜂鳴器的電流，就需要加驅(qū)動電路，在這里加PNP型三極管做驅(qū)動。在進行鍵操作時，每按一次，蜂鳴器響叫一聲。，以區(qū)分功能鍵按鍵和燈控鍵的按鍵操作，該功能的實現(xiàn)由軟件來實現(xiàn)。 報鳴電路如果A1鍵按下，則啟動蜂鳴器，構(gòu)成提示音，如果在沒有關(guān)好門的情況下啟動臭氧發(fā)生電路或者在消毒期間將門打開，蜂鳴器將會一直響，直到將門關(guān)好為止。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 本章根據(jù)硬件電路，進行系統(tǒng)的軟件設(shè)計，根據(jù)硬件的設(shè)計，程序可分為主程序、按鍵識別子程序、A1鍵保存子程序、A2鍵保存子程序、鍵處理子程序、工作流程執(zhí)行子程序、定時中斷子程序、顯示子程序、報警子程序。 主程序 主程序流程圖在主程序中主要完成對于各中斷的初始化，以及鍵值處理程序的調(diào)用。此系統(tǒng)中用到了定時計數(shù)器中斷0以及外部中斷0外部中斷1. 定時計數(shù)器中斷0用來對消毒和干燥程序執(zhí)行時間進行控制。外部中斷0接A1按鍵，用來選擇工作方式。外部中斷1接A2鍵，為照明開關(guān)的控制。設(shè)置外部中斷1為高優(yōu)先級。然后循環(huán)調(diào)用鍵值處理子程序，對于在外部中斷0中得到得鍵值，也就是工作方式進行相應(yīng)的操作，即再轉(zhuǎn)到各工作方式的處理程序。如果沒有外部中斷產(chǎn)生，將循環(huán)調(diào)用鍵值處理子程序，直到產(chǎn)生中斷即有鍵值為止。 各子程序 鍵值處理子程序在系統(tǒng)中將會循環(huán)調(diào)用鍵值處理子程序，對于鍵的處理沒有用到獨立式或者矩陣式鍵盤，而是直接將兩個按鍵A1,。然后轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)子程序。 鍵值處理子程序流程圖在此程序中，開始延時兩秒鐘的時間，等待外部中斷，如果沒有則沒有鍵值，這時就不能執(zhí)行相應(yīng)的工作方式程序。等待兩秒后將直接結(jié)束返回主程序。因為在主程序中將會不斷的調(diào)用這個鍵值處理子程序，而返回跟調(diào)用的時間幾微妙相對于兩秒的時間來說可以忽略。所以可以認為是在此一直等待中斷。有中斷后將會得到鍵值。在兩秒的時間內(nèi)如果對于選擇的工作方式不滿意，可以重新選擇。兩秒以后關(guān)閉外部中斷0，這時將根據(jù)鍵值執(zhí)行相應(yīng)的工作方式。 時間顯示子程序?qū)τ跁r間顯示，采用的是動態(tài)顯示方式。此程序?qū)⒃诟鞴ぷ鞣绞皆谘h(huán)調(diào)用，這樣就可以將定時的時間，實時的顯示。 消毒處理子程序消毒處理程序?qū)儆诠ぷ鞣绞揭缓凸ぷ鞣绞蕉械囊徊糠?。中間涉及到了報警程序，時間顯示程序的調(diào)用。首先程序?qū)Ⅻc亮各階段所對應(yīng)的發(fā)光二極管，然后判斷門是否關(guān)好，如果門沒有關(guān)好將啟動報警電路，直到門關(guān)好為止。這時程序繼續(xù)往下，啟動臭氧發(fā)生電路，啟動定時計數(shù)器，然后循環(huán)的調(diào)用時間顯示程序，檢測門是否被打開，并判斷消毒時間到了沒有。如果門被打開，啟動報警，直到門關(guān)好消毒程序繼續(xù)往下。如果定時時間到了，則關(guān)閉定時計數(shù)器，并將在定時計數(shù)器中斷0中用到得各存儲單元清零。這個子程序?qū)⒃诟麈I值處理程序中被調(diào)用到。 干燥處理子程序 干燥處理程序相對于消毒程序來說比較容易，因為在干燥過程中可以將門打開。不用時刻檢測門是否被打開。只需循環(huán)調(diào)用時間顯示以及判斷定時時間。 報警子程序 報警子程序流程圖報警程序在消毒處理程序在將被調(diào)用到，當(dāng)程序執(zhí)行到消毒時，會判斷門是否關(guān)好，在消毒過程中也會判斷門是否被打開。如果沒有關(guān)好則調(diào)用此程序。首先將啟動蜂鳴器，然后關(guān)閉定時計數(shù)器。四個數(shù)碼管全部顯示0。直到門關(guān)好，關(guān)閉蜂鳴器，程序結(jié)束。 外部中斷0子程序外部中斷0引腳接的是A1按鍵，在整個系統(tǒng)的設(shè)計中沒有用到獨立式或者矩陣式鍵盤。A1鍵是對工作方式