【正文】 工商，金融，科研、教育，國(guó)防航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的用途。 在大型電路中，這種模塊化應(yīng)用極大地縮小了體積，簡(jiǎn)化了電路，降低了損壞、錯(cuò)誤率，也方便于更換。如音樂(lè)集成單片機(jī)，看似簡(jiǎn)單的功能，微縮在純電子芯片中（有別于磁帶機(jī)的原理），就需要復(fù)雜的類似于計(jì)算機(jī)的原理。 單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中的用途亦相當(dāng)廣泛，例如醫(yī)用呼吸機(jī)，各種分析儀，監(jiān)護(hù)儀，超聲診斷設(shè)備及病床呼叫系統(tǒng)等等。 紅外自動(dòng)水龍頭 9 可以這樣說(shuō)，現(xiàn)在的家用電器基本上都采用了單片機(jī)控制，從電飯褒、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)、彩電、其他音響視頻器材、再到 電子秤 量設(shè)備，五花八門，無(wú)所不在。 用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。采用單片機(jī)控制使 得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起采用電子或 數(shù)字電路 更加強(qiáng)大。因此，單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計(jì)算機(jī)應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，飛機(jī)上各種儀表的控制，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華 轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機(jī)。汽車上一般配備 40 多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過(guò) PC 機(jī)和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。手機(jī)、電話、 計(jì)算器 、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機(jī)。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端 單片機(jī)甚至可以直接使用專用的 Windows 和Linux 操作系統(tǒng)。目前，高端的 32 位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過(guò)300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至 1 美元，最高端的型號(hào)也只有 10 美元。隨著 INTEL i960 系列特別是后來(lái)的 ARM 系列的廣泛應(yīng)用，32位單片機(jī)迅速取代 16位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。此后在 8031上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。 早期的單片機(jī)都是 8 位或 4 位的。最早的設(shè)計(jì)理念是通過(guò)將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成 在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 紅外自動(dòng)水龍頭 7 單片機(jī)的概述與應(yīng)用 單片機(jī)也被稱為 微控制器 （ Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。 本設(shè)計(jì)從日常生活中常見(jiàn)的事物入手通過(guò)對(duì)水龍頭的設(shè)計(jì)，使我們認(rèn)識(shí)到單片機(jī)已經(jīng)深入到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。怎樣能避免某些傳染疾病通過(guò)水龍頭交叉感染，就是現(xiàn)在不得不考慮的一個(gè)問(wèn)題。節(jié)能環(huán)保是當(dāng)今世界發(fā)展的主題，而健康舒適的生活一直是人孜孜不倦的追求。由于具有以上優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)，單片機(jī)已廣泛的應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀器儀表、家用電器、電力電子、機(jī)電一體化設(shè)備等各個(gè)方面，而 51 單片機(jī)是各單片機(jī)中較為典型和具有代表性的一種。 作為本設(shè)計(jì)核心元件的單片機(jī)自 20 世紀(jì) 70 年代問(wèn)世以來(lái)，以其極 高的性能價(jià)格比，受到人們的重視和關(guān)注，應(yīng)用很廣、發(fā)展很快。 關(guān)鍵詞 ： 紅外線控制 ， 自動(dòng)水龍頭 ， 51系列，電磁閥 紅外自動(dòng)水龍頭 4 ABSTRACT Tap water is used indoor and responsible for the switch control and just the flow of water, is required materials in each family . This paper introduces a new kind of infrared control which is automatic infrared automatic system is made up of infrared transmission circuit, faucet infrared receiving amplifier circuit, control circuit, solenoid valves and power supply. With simple circuit of 51 series microcontroller, which prevent the other light circuit is simplify,cheap and very convenient and is easy for installation. Low cost, small volume, simple installation. Automatic faucet switch on the power, when the hand, make to tap water faucets, need adjustment according to put hands off the tap water, water, stop. Keywords: infrared control, automatic faucet, 51 series, solenoid valves 紅外自動(dòng)水龍頭 5 目 錄 第一章 緒論 …………… ...................………… .........................……… .1 ………………………… ..................................… ...… 1 …………… .........................................................… 2 第二章 設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………… ..… ..5 ……………………… …………… ...…… ..........5 單片機(jī)控制方案 ....................................................................................7 第三章 硬件設(shè)計(jì) ……………………………… ................……… … 9 ……………………………… ............…… .....… .9 …………………………………… .....… .......… 16 …… ……………………………………… ....… 23 第四章 軟件設(shè)計(jì) …………………………… ................… .… ....… .27 …………………………… ..… ........… 27 ……………………………………………… .......… 29 ……………………………………………… ....… ...30 結(jié)束語(yǔ) ……………………………………………………………… ......32 參考文獻(xiàn) ………………………………………………… ..………… ...35 附錄 …… …… ..…………………… ............................................36 致謝 …………………………………………… ...………………… .....… 41 紅外自動(dòng)水龍頭 6 一、緒論 設(shè)計(jì)的目的與意義 水龍頭，自從它發(fā)明的那天起，就成為人類的朋友，但隨著時(shí)間的推移，科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生活要求越來(lái)越高，追求自動(dòng)化，智能化。成本低，體積小，安裝簡(jiǎn)單。本文所介紹的是一種新型紅外線控制自動(dòng)水龍頭 , 紅外式自動(dòng)水龍頭由紅外發(fā)射電路、紅外接收放大電路、控制電路，電磁閥，電源組成。 1) 撰寫總體設(shè)計(jì)方案（設(shè)計(jì)說(shuō)明書， 15000 以上）； 2) 電路原理圖設(shè)計(jì)、繪制； 3) 元器件的選型依據(jù)及計(jì)算 。 四、設(shè)計(jì)任務(wù) 要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成下列工作量： 說(shuō)明詳細(xì)，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。 三、設(shè)計(jì)要求 紅外線控制水龍頭在生活中應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用光電傳感器對(duì)水龍頭的開關(guān)進(jìn)行自動(dòng)控制。紅外自動(dòng)水龍頭 1 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 Henan Polytechnic Institute 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 ： 紅外線自動(dòng)水龍頭 班 級(jí) ： 姓 名 ： 指導(dǎo)教師 ： 紅外自動(dòng)水龍頭 2 設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、 設(shè)計(jì)題目 紅外線控制自動(dòng)水龍頭 二、設(shè)計(jì)的目的 1）掌握光電傳感器的原理及使用方法。 2）掌握用 51 單片機(jī)開發(fā)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的流程及方法。其設(shè)計(jì)要求如下： 1) 采用光 電傳感器采集數(shù)據(jù)； 2) 用 51 系列單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； 3) 用電磁閥控制水龍頭的開關(guān)； 4) 當(dāng)水龍頭長(zhǎng)時(shí)間開啟，進(jìn)行聲音報(bào)警； 5) 根據(jù)需要控制水流的大小。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。 4) 元器件明細(xì)表； 5） 撰寫程序設(shè)計(jì)說(shuō)明書 6） 編寫程序 五、 參考文獻(xiàn) 紅外自動(dòng)水龍頭 3 紅外線控制自動(dòng)水龍頭 摘要 水龍頭是室內(nèi)水源的開 關(guān) ,負(fù)責(zé)控制和調(diào)節(jié)水的流量大小 ,是每個(gè)家庭必備的材料。用 51系列單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，電路簡(jiǎn)單，既防止了其它光源的干擾，又簡(jiǎn)化電路，降低成本，使用和安裝都很方便。自動(dòng)水龍頭接通電源，當(dāng)手伸到水龍頭下時(shí)，使水龍頭放自來(lái)水，根據(jù)需要調(diào)節(jié)水流大小，手離開水龍頭后，停止放水。怎樣讓其更好的服務(wù)人民，怎樣讓我們的老朋友煥發(fā)青春呢？這就要求人們不斷設(shè)計(jì)出新型水龍頭。單片機(jī)體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、環(huán)境要求不高、價(jià)格低廉、可靠性高、靈活性好、開發(fā)較為容易。 隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展其應(yīng)用的不斷擴(kuò)展，它的作用也越來(lái)越重要，家電智能化是人類日常生活必然趨勢(shì)。不管是在 廚房里取水，還是衛(wèi)生間里的洗手，水龍頭上的細(xì)菌與病毒在所難免都要接觸到，尤其是公共場(chǎng)所中的水龍頭最為讓人頭痛。此外，傳統(tǒng)水龍頭的流量變化因取決于水龍頭的開口大小，而人為調(diào)節(jié)一直是困擾水龍頭發(fā)展的一個(gè)難題。該設(shè)計(jì)不僅可以鍛煉我們的動(dòng)手能力，而且可以加深我們對(duì)單片機(jī)的認(rèn)識(shí)和激發(fā)我們對(duì)未知科學(xué)領(lǐng)域的探索，使得我們?cè)究菰锏膶W(xué)習(xí)變得更有趣味和更 加形象。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用 處理器 發(fā)展而來(lái)。 INTEL 的 Z80 是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。其中最成功的是 INTEL 的8031，因?yàn)楹?jiǎn)單可靠而性能不錯(cuò)獲得了很大的好評(píng)?；谶@一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。90 年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展， 單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。而傳統(tǒng)的 8 位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80年代提高了數(shù)百倍。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。 單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于 嵌入式系統(tǒng) ，因此它得到了最多的應(yīng)用?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)紅外自動(dòng)水龍頭 8 不少的單片機(jī)在工作。 目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。更不用說(shuō)自動(dòng)控制領(lǐng)域的機(jī)器人、智能儀表、醫(yī)療器械了。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域，大致可分如下幾個(gè)范疇： 1 在 智能儀器 儀 表上的應(yīng)用 單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于儀器儀表中，結(jié)合不同類型的傳感器 ，可實(shí)現(xiàn)諸如電壓、 功率 、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長(zhǎng)度、硬度、元素、壓力等物理量的測(cè)量。例如精密的測(cè)量設(shè)備（ 功率計(jì) ，示波器 ， 各種分析儀）。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報(bào)警系統(tǒng)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成二級(jí)控制系統(tǒng)等。 通信領(lǐng)域中的應(yīng)用 現(xiàn)代的單片機(jī)普遍具備通信接口，可以很方便地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，為在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信設(shè)備間的應(yīng)用提供了極好的物質(zhì)條件，現(xiàn)在的通信設(shè)備基本上都實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)智能控制，從手機(jī)，電話機(jī)、小型 程控交換機(jī) 、樓宇自動(dòng)通