畢業(yè)設(shè)計-基于單片機的智能消毒設(shè)備(編輯修改稿)
2025-07-19 12:13 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，指令周期為1181。S[7]。 單片機外圍復(fù)位電路圖410 上電復(fù)位電路上電復(fù)位電路是在電源上電時延時輸出以及在正常工作時電壓異常或干擾時給芯片輸出一復(fù)位信號。上電復(fù)位電路主要是：上電延時輸出；正常工作時監(jiān)視電源電壓。這些都是消除電源的一些不穩(wěn)定因素而給芯片帶來的不利影響。芯片復(fù)位之后，執(zhí)行一段復(fù)位程序?qū)π酒鱾€端口進行初始化，之后，準(zhǔn)備接受輸入信號。在電壓達到操作電壓之后，需要一個安全的復(fù)位時間，所以需要一個復(fù)位電路。圖中電容C1和電阻R3對電源+5V來說構(gòu)成微分電路，上電后，保持RST一段高電平時間，當(dāng)單片機已在運行當(dāng)中時，按下復(fù)位鍵S2后松開，也能使RST為一段時間的高電平，從而實現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作[8]。 LCD1602主要管腳介紹 顯示模塊為本設(shè)計的重點模塊，用于實時顯示輸出電壓值。這里采用LCD1602液晶顯示屏，其主要參數(shù)為：顯示容量（16*2個字符），芯片工作電壓（），工作電流（），模塊最佳工作電壓（）。LCD1602共有16個引腳，各管腳的功能表41所示[1]。表41 LCD1602管腳功能介紹表引腳圖符號狀態(tài)功能1VSS電源地2VDD電源+5V3V0對比度控制端4RS輸入寄存器選擇5R/W輸入讀、寫操作6E輸入使能信號7DB0三態(tài)數(shù)據(jù)總線（LSB）8DB1三態(tài)數(shù)據(jù)總線9DB2三態(tài)數(shù)據(jù)總線10DB3三態(tài)數(shù)據(jù)總線11DB4三態(tài)數(shù)據(jù)總線12DB5三態(tài)數(shù)據(jù)總線13DB6三態(tài)數(shù)據(jù)總線14DB7三態(tài)數(shù)據(jù)總線（MSB）15LEDA輸入背光+5V16LEDK輸入背光地說明：V0: 液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源的對比度最弱，接地電源是對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”使用時可以通過一個10k的電位器調(diào)整對比度。RS: 寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)存儲器；低電平時選擇指令寄存器。R/W：讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平進行寫操作。當(dāng)RS和R/W共同為低電平時可以寫 入指令或者顯示地址；當(dāng)RS為高電平，R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。E： 使能端，當(dāng)E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。表42 讀寫控制時序表RSR/WE功能00下降沿寫指令代碼01高電平讀忙標(biāo)志和AC碼10下降沿寫數(shù)據(jù)11高電平讀數(shù)據(jù) LCD1602與單片機連接圖及實物圖單片機與液晶顯示模塊之間的連接如圖411所示。圖411液晶顯示電路5. 系統(tǒng)軟件設(shè)計本系統(tǒng)軟件程序主要包括主程序、按鍵掃描及處理程序及液晶顯示程序。圖51 主流程圖 主要是實現(xiàn)各模塊程序的鏈接，其流程圖如圖51所示。主程序首先進行的是上電初始化，其中包括LED燈初始化、液晶顯示器信號初始化以及繼電器控制信號初始化，全部初始為關(guān)閉狀態(tài)。初始化完成后，單片機不斷循環(huán)，根據(jù)不同的輸入執(zhí)行相應(yīng)的按鍵掃描、按鍵處理、狀態(tài)顯示和繼電器工作。圖52 按鍵掃描流程圖按鍵掃描是按鍵處理的前提準(zhǔn)備，其流程圖如圖52所示。首先檢查是否有按鍵按下，若有先經(jīng)過10ms得延時消抖，防止干擾和誤動作。然后進行重新掃描，如果前后兩次掃描結(jié)果相同，則置有按鍵按下，向按鍵處理程序發(fā)送相應(yīng)鍵值。圖53 按鍵處理流程圖圖53是按鍵處理程序流程圖，是實現(xiàn)按下不同的按鍵執(zhí)行相應(yīng)的功能。首先按鍵分三種類型，分別為消毒功能鍵、時鐘設(shè)置鍵和預(yù)約功能鍵。先判斷是否為消毒功能鍵，是就有兩種可能，臭氧消毒電路就導(dǎo)通，LED燈1亮。，高溫消毒電路就導(dǎo)通，LED燈2亮。如果不是消毒功能鍵就判斷是否為時鐘設(shè)置鍵。時鐘設(shè)置鍵共有三個，分別是小時鍵、分鐘鍵和秒鐘鍵。按一下小時鍵，顯示屏上的0變?yōu)?，再按下就變?yōu)?，以此類推，到第24個低電平就回到0。分鐘鍵和秒鐘鍵也一樣的道理，只是它們是到第60個低電平再變?yōu)?。若不是時鐘設(shè)置鍵那就判斷為預(yù)約功能鍵，原理和時鐘設(shè)置鍵是類似的。圖54液晶顯示流程圖液晶顯示是受單片機控制的，需要不停的刷新動態(tài)掃描，根據(jù)按鍵處理程序的處理結(jié)果送相應(yīng)的字符給LCD1602，讓它顯示出來。液晶顯示延時10ms后就返回開始，不停循環(huán)。6. 系統(tǒng)調(diào)試在仿真軟件上將完整電路畫好之后就可以進行仿真了。將電路連接好之后，就可以進行編譯，如果出現(xiàn)錯誤，根據(jù)提示進行改正。如果無誤，就可以進行仿真，由輸出的結(jié)果，例如用時序圖來判斷實驗設(shè)計的正確性。將之前編好的程序?qū)敕抡鎴D，在進行編譯和仿真時，逐步、逐模塊進行仿真，每做好一個電路模塊就進行一次電路編譯仿真，在原電路的基礎(chǔ)上增加一個部分電路，就進行一次模擬仿真。仿真完成后下載到硬件電路上，實際進行測量。圖61 仿真圖選芯片圖62仿真圖本作品實物分為三個模塊，分別為電源模塊、單片機模塊和液晶顯示屏模塊，最后通過杜邦線將其連接。（1）電源電路測試：設(shè)計并搭好電源電路，并用萬用表進行檢測電路的連接情況，在確定電路沒問題后，通上電源。用萬用表測出最后的輸出電壓，發(fā)現(xiàn)是我們所需的+5V和+12V，因此確定電源電路沒有問題。（2）單片機電路和液晶顯示屏電路的測試：單片機電路和液晶顯示屏電路的測試：在電源電路的基礎(chǔ)上再接入單片機電路和液晶顯示屏電路進行調(diào)試。接通電源后，發(fā)現(xiàn)液晶顯示屏有亮，但是顯示的字符有些混亂，并不是預(yù)先設(shè)置的字符。同時發(fā)現(xiàn)LED燈也有亮著，這就表示單片機是有在工作的，因為 LED燈的亮和滅就是通過單片機控制的。仔細(xì)觀察電路板后懷疑可能是液晶顯示屏的接線問題，于是將幾個可能是虛焊的點加強了一下。重新接入電源，發(fā)現(xiàn)情況有所改善，但是還是沒有達到預(yù)期的效果。將電液晶顯示所在的那塊板上的元件逐一檢查，發(fā)現(xiàn)單片機其中的一個角并沒有接入電路。將單片機拔出來，把角弄好，重新插入電路，再次將電源接入，液晶顯示屏上顯示正常。按下按鍵選擇消毒一分鐘，單片機控制液晶顯示屏顯示wait time 0:00 ，按下第一個按鍵，即選擇消毒時間為一分鐘。單片機接收到消毒一分鐘的信號就相應(yīng)發(fā)出對應(yīng)的信號，這時液晶顯示屏上的0:0變成0:59，同時LED燈亮起一分鐘到了，顯示屏上時間變回0:00。這時可以隱約聽到“咔”一聲，那是繼電器的聲音。然后蜂鳴器響起，LED燈1亮了。若按下復(fù)位鍵，將消毒進行的狀態(tài)變?yōu)槌跏嫉却隣顟B(tài)。測試結(jié)果和仿真一樣，達到了實驗要求，測試完成。7. 設(shè)計展望近來市場上的消毒柜新品層出不窮，如具有VFD動態(tài)顯示、數(shù)碼控制、熱風(fēng)內(nèi)循環(huán)功能的康寶系列消毒碗柜；具有歐式豪華外形，采用微電腦控制，定時開關(guān)、自動除臭的老板牌消毒柜。 采用高新納米磁性門封材料、排氣孔特設(shè)防蟲網(wǎng)，有效杜絕二次污染的美的消毒柜等。8. 總結(jié)課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識，發(fā)現(xiàn)，提出，分析和解決實際問題，鍛煉實踐能力的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生實際工作能力的具體訓(xùn)練和考
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