毕业设计（论文）-单片机红外线控制自动水龙头.doc

红外自动水龙头1河南工业职业技术学院HenanPolytechnicInstitute毕业设计（论文）题目：红外线自动水龙头班级：姓名：指导教师：红外自动水龙头2设计任务书一、设计题目红外线控制自动水龙头二、设计的目的1）掌握光电传感器的原理及使用方法。2）掌握用51单片机开发数据采集系统的流程及方法。三、设计要求红外线控制水龙头在生活中应用广泛，主要应用光电传感器对水龙头的开关进行自动控制。其设计要求如下：1)采用光电传感器采集数据；2)用51系列单片机进行数据处理；3)用电磁阀控制水龙头的开关；4)当水龙头长时间开启，进行声音报警；5)根据需要控制水流的大小。四、设计任务要求在规定时间内独立完成下列工作量：说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。1)撰写总体设计方案（设计说明书，15000以上）；2)电路原理图设计、绘制；3)元器件的选型依据及计算；4)元器件明细表；5）撰写程序设计说明书6）编写程序五、参考文献红外自动水龙头3红外线控制自动水龙头摘要水龙头是室内水源的开关,负责控制和调节水的流量大小,是每个家庭必备的材料。本文所介绍的是一种新型红外线控制自动水龙头,红外式自动水龙头由红外发射电路、红外接收放大电路、控制电路，电磁阀，电源组成。用51系列单片机进行数据处理，电路简单，既防止了其它光源的干扰，又简化电路，降低成本，使用和安装都很方便。成本低，体积小，安装简单。自动水龙头接通电源，当手伸到水龙头下时，使水龙头放自来水，根据需要调节水流大小，手离开水龙头后，停止放水。关键词：红外线控制，自动水龙头，51系列，电磁阀红外自动水龙头4ABSTRACTTapwaterisusedindoorandresponsiblefortheswitchcontrolandjusttheflowofwater,isrequiredmaterialsineachfamily.Thispaperintroducesanewkindofinfraredcontrolwhichisautomaticinfraredautomaticfaucet.Thesystemismadeupofinfraredtransmissioncircuit,faucetinfraredreceivingamplifiercircuit,controlcircuit,solenoidvalvesandpowersupply.Withsimplecircuitof51seriesmicrocontroller,whichpreventtheotherlightinterference.Thecircuitissimplify,cheapandveryconvenientandiseasyforinstallation.Lowcost,smallvolume,simpleinstallation.Automaticfaucetswitchonthepower,whenthehand,maketotapwaterfaucets,needadjustmentaccordingtoputhandsoffthetapwater,water,stop.Keywords:infraredcontrol,automaticfaucet,51series,solenoidvalves红外自动水龙头5目录第一章绪论.11.1设计目的及意义.11.2单片机概述与应用.2第二章设计方案.52.1设计方案选择与论证.52.2单片机控制方案.7第三章硬件设计.93.1控制电路设计.93.2输入电路设计.163.3输出电路设计.23第四章软件设计.274.1系统设计思想和流程图.274.2编写程序.294.4测试软件.30结束语.32参考文献.35附录.36致谢.41红外自动水龙头6一、绪论1.1设计的目的与意义水龙头，自从它发明的那天起，就成为人类的朋友，但随着时间的推移，科学技术的不断发展，人们对生活要求越来越高，追求自动化，智能化。怎样让其更好的服务人民，怎样让我们的老朋友焕发青春呢？这就要求人们不断设计出新型水龙头。作为本设计核心元件的单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易。由于具有以上优点，在我国，单片机已广泛的应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，而51单片机是各单片机中较为典型和具有代表性的一种。随着单片机的不断发展其应用的不断扩展，它的作用也越来越重要，家电智能化是人类日常生活必然趋势。节能环保是当今世界发展的主题，而健康舒适的生活一直是人孜孜不倦的追求。不管是在厨房里取水，还是卫生间里的洗手，水龙头上的细菌与病毒在所难免都要接触到，尤其是公共场所中的水龙头最为让人头痛。怎样能避免某些传染疾病通过水龙头交叉感染，就是现在不得不考虑的一个问题。此外，传统水龙头的流量变化因取决于水龙头的开口大小，而人为调节一直是困扰水龙头发展的一个难题。本设计从日常生活中常见的事物入手通过对水龙头的设计，使我们认识到单片机已经深入到我们生活的各个领域。该设计不仅可以锻炼我们的动手能力，而且可以加深我们对单片机的认识和激发我们对未知科学领域的探索，使得我们原本枯燥的学习变得更有趣味和更加形象。红外自动水龙头71.2单片机的概述与应用1.2.1.单片机的概述单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTELi960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。而个人电脑中也会有为数