自动干手器电路的设计论文

1、. . . . I / 32自动干手器电路的设计摘要：自动干手器是一种高档的卫生洁具，可以取代毛巾、纸巾，对手进行干燥。具有节能、环保、人性化的优点，被广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场所的洗手间。现在市场上购买的自动干手器的控制电路大多使用 555 时基电路和数字集成电路。由于分立元件较多，电磁干扰较强，工作不稳定，人性化方面不够完善。电路采用 52 单片机进行控制，克服了以上缺点。用 52 单片机和红外感应设计的干手器具有能够自动感应人手的靠近和离开，通过硬件设计增减每次工作时间，用数码管显示干手器设定的工作时间和倒计时时间，用开关选择输出冷风或热风，以满足不同温度天气的使用。

2、电路在方案上有设计的可行性，也具有一定的市场前景。对自己而言，该课题的研究可以把大学所学的专业知识应用到实际的电路设计中去，使自己的专业知识得到进一步的巩固。关键词：单片机；红外感应；干手器. . . . II / 32Infra-redInfra-red automaticautomatic handhand dryerdryer ofof designdesignAbstractAbstract:Automatic hand dryer is a high-end sanitary ware, which can replace the towels, paper towels, oppo

3、nents of the drying. Energy saving, environmental protection, human, it is widely used in hotels, airport stations, sports stadiums and other public places toilets. Now on the market to buy the automatic hand dryers are mostly used to control circuit 555 circuit and digital integrated circuits. As a

4、 result of resistors, capacitors and other discrete components more. Strong electromagnetic interference. Job insecurity, human aspects is inadequate. The design uses a microcontroller to control circuit 52, to overcome the above disadvantages. 52 microcontroller and infrared sensors with the design

5、 of dry hands with the ability to automatically sense and manpower into his leave, working through the hardware can add and subtract each time) digital display can be used to set the time for dry hands and work in the dryer The work is displayed when the countdown time, select the output selector sw

6、itch can use cold or hot, the weather at different temperatures were This design in the scheme design of feasibility, also has certain market prospect. For myself, this topic research can put a college major knowledge applied to practical circuit design, make myself of the professional knowledge to

7、further consolidate.KeywordsKeywords: MCU; Infrared sensing; Airing implement. . . . III / 32目录第 1 章绪论 51.1 课题背景 51.2 课题研究的目的和意义 51.3 课题研究容 51.4 工作原理 5第 2 章方案论证 72.1 方案一 72.2 方案二 72.3 系统方案对比论证 8第 3 章硬件电路 93.1 硬件电路的设计原理 93.2 硬件设计的系统框图 93.3 硬件电路的芯片介绍 93.3.1 单片机 AT89S52 介绍 93.3.2 红外对管 123.3.3 数码管 123.3

8、.4 继电器 133.4 自动干手器的基本组成 143.4.1 晶振电路 143.4.2 复位电路 153.4.3 数码管显示电路 153.4.4 继电器电路 153.4.5 红外感应电路 163.4.6 电吹风电路 17第 4 章软件设计 184.1 软件设计介绍 184.2 主程序的设计 18. . . . IV / 324.3 定时中断程序的设计 194.3.1 实现功能 194.3.2 中断流程图 194.3.3 关键技术 20第 5 章系统制作与调试 225.1 软件调试 22结论 24致 25参考文献 26附录 27附录 1：单片机控制原理图 27附录 2：红外感应原理图 27附录

9、 3：单片机控制程序 28. . . . 5 / 32第 1 章 绪 论 1.1 课题背景近年来，随着人们生活水平的日益提高，人们对卫生的关注越来越高。人们常用洗手来控制细菌传播，但很多人往往忽略了洗完手后使手变干的步骤，因此导致洗手效果的减弱。英国的一项新研究显示，选择让手变干的正确方法有利于防止手上残留细菌传播与繁殖。英国布拉德福德大学等机构的研究人员在新一期运用微生物杂志上申报说，洗手是有效去除细菌的方法，但还不能去除所有的细菌，如果随后不使用正确的方法让手变干，残留的细菌会在湿润的环境中继续生长扩散。因此，让手变干的方确与否也对手上细菌的控制起着至关重要的作用。调查显示，在运用纸巾、借

10、助各类“干手器”等方法中，运用干手器最能防止细菌的扩散。因此，研究符合市场需求的干手器对提高人们的生活质量有一定积极的意义。1.2 课题研究的目的和意义我们都知道，卫生和环保是 21 世纪人们最关心的话题之一。设计符合市场需要的环保节能产品对提高人民的生活质量有着积极意义，为了使人们洗手之后能够有效地防止细菌的再次扩散，我们迫切的需要具有人性化与智能化的东西来干手，让我们在使用时候能保持愉快的心情。1.3 设计任务与要求电路以单片机为核心，用红外管来检测人体信号。当单片机检测到人体信号后，通过数码管显示倒计时间，控制继电器闭使电吹风工作来实现干手的目的。设计的自动干手器能完成以下功能：（1）用

11、单片机设计自动干手机，能自动识别人手的靠近与离开，在人手靠近时，干手机工作，手离开则停止工作。（2）工作时间设定为 15 秒。该时间可以更改，最大为 30 秒。 （3）用数码管显示干手机工作时间并在能显示工作的倒计时时间。 （4）通过开关选择输出冷风或热风，以满足不同温度天气的使用。. . . . 6 / 32第 2 章 方案论证2.1 方案一采用如图 2-1 的电路框图，红外感应模块用红外对管来实现。由单片机产生 4000HZ 的方波信号，驱动红外发射管向下发射红外线脉冲。当有手伸到干手器下面时，发射的红外线脉冲被反射回来，由红外接收管接收并转换为电信号，电信号经放大后得到方波信号送至单片机

12、，从而实现对人体信号的采集。当单片机检测到人体信号后，通过软件来控制数码管显示倒计时间，并控制继电器闭合来控制电吹风的开关来实现干手器的设计。图图 2-12-1 方案一电路框图方案一电路框图2.2 方案二采用如图 2-2 的电路图，信号采集用热释电传感器处理芯片 BIS0001 和人体热释探头来实现。图图 2-22-2 方案二电路框图方案二电路框图当有行人进入热释电红外传感器(PIR)的探测区时，PIR 便将检测到的人体辐射出的红外信号转换为低频(0.59Hz)电信号，经放大、滤波和信息处理后，AT89S52显示电路时间控制按键信号采集电路（红外对管）开关电路显示电路时间控制按键开关电路AT8

13、9S52信号采集电路（人体热释探头）. . . . 7 / 32电路输出有一定延时的高电平信号。将得到的高电平信号输入单片机端口，以实现对人体信号的采集。当单片机检测到人体信号后，通过软件来控制数码管显示倒计时间，并控制继电器闭合来控制电吹风的开关来实现干手器的设计。2.3 系统方案对比论证 从以上的两个方案中，很容易看出，方案一电路简单，系统稳定性好，符合设计的要求。方案二电路复杂，输出的信号有延时，而且感应人体信号时并不是很稳定。所以，综合考虑选择方案一，这样设计的自动干手器具有成本低、稳定性好的特点。. . . . 8 / 32第 3 章 硬件电路硬件电路主要由晶振电路、复位电路、数码显

14、示电路、继电器、红外感应电路和执行电路组成。采用 AT89S52 单片机完成整个系统的控制流程。3.1 硬件设计的系统框图 系统的主要设计框图如图 3-1 所示。图图 3-13-1 硬件设计的系统框图硬件设计的系统框图电路用红外对管来实现对人体信号的采集。由单片机产生 4000HZ 的方波信号，驱动红外发射管向下发射红外线脉冲。当有手伸到干手器下面时，发射的红外线脉冲被反射回来，由红外接收管接收并转换为电信号，得到的电信号经过运放进行信号放大后得到的方波信号送至单片机，当单片机检测到人体信号后，通过数码管来显示倒计时间，并控制继电器闭合来控制电吹风的开关来实现干手器的目的。3.2 元器件介绍3

15、.2.1 单片机 AT89S52 介绍单片计算机即单片机，其全称为单片微型计算机（SingleChip Microcomputer）。由于单片机原来就是为了实时控制应用而设计制造的，因此，亦称为微控制器（Microcontroller）,就是将 CPU、RAM、ROM、定时/记数器和各种输入/输出(I/O)接口(如并行 I/O 口、串行 I/O 口和 A/D 转换器)等多种接口电路都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。单片机种类繁多，不过又以MCS-52系列的单片机使用最广泛。而且本设计的主要功能和52系列的单片机用途很合适，所以我们选用ATMEL公司的52系列芯片。AT89S52显示电路时

16、间控制按键用红外对管来检测人体信号通过控制继电器闭合来控制电吹风开关信号采集电路开关电路. . . . 9 / 32AT89S52 具有下列主要性能： 8KB 可改编程序 Flash 存储 全静态工作：0Hz24MHz三级程序存储器1288 字节部 RAM32 条可编程 I/O 线2 个 16 位定时器/计数器6 个中断源可编程串行通道片时钟振荡器AT89S52 的引脚与功能AT89S52 单片机的管脚说明如图 3-2 所示。(1) 主要电源引脚VCC 电源端GND 接地端(2) 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2XTAL1 接外部晶体的一个引脚。在单片机部，它是构成片振荡器的反相放大器

17、的输入端。当采用外部振荡器时，该引脚接收振荡器的信号，既把此信号直接接到部时钟发生器的输入端。XTAL2 接外部晶体的另一个引脚。在单片机部，它是上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，此引脚应悬浮不连接。(3) 控制或与其它电源复用引脚 RST、ALE/PROG、/PSEN 和/EA/VPPRST 复位输入端。 当振荡器运行时，在该引脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。ALE/PROG 当访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE 端仍以不变的频率（此频率为振荡器频率的 1/6）周期性地出现正脉冲信号。因此，它可用作对

18、外输出的时钟，或用于定时目的。然而要注意的是：每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。在对 Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（/PROG） 。/PSEN 程序存储允许（/PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号。当AT89S52/LV52 由外部程序存储器取指令（或常数）时，每个机器周期两次/PSEN 有效（既输出 2 个脉冲） 。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.0(RXD)10P3.1(TXD)11P3.2(INT0)12P

19、3.3(INT1)13P3.4(T0)14P3.5(T1)15P3.6(WR)16P3.7(RD)17XTAL218XTAL119GND20P2.0(A8)21P2.1(A9)22P2.2(A10)23P2.3(A11)24P2.4(A12)25P2.5(A13)26P2.6(A14)27P2.7(A15)28PSEN29ALE/PROG30EA/VPP31P0.7(AD7)32P0.6(AD6)33P0.5(AD5)34P0.4(AD4)35P0.3(AD3)36P0.2(AD2)37P0.1(AD1)38P0.0(AD0)39VCC40图 3-2 AT89S52 的管脚. . . . 10

20、 / 32/EA/VPP 外部访问允许端。要使 CPU 只访问外部程序存储器（地址为0000HFFFFH） ，则/EA 端必须保持低电平（接到 GND 端） 。当/EA 端保持高电平（接 VSS 端）时，CPU 则执行部程序存储器中的程序。(4) 输入/输出引脚 P0.0 P0.7、P1.0P1.7、P2.0 P2.7 和 P3.0P3.7P0 端口（P0.0 P0.7） P0 是一个 8 位漏极开路型双向 I/O 端口。作为输出口用时，每位能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 输入，对端口写 1 时，又可作高阻抗输入端用。P1 端口（P1.0 P1.7） P1 是一个带有部上拉电阻的 8

21、位双向 I/O 端口。P1 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。作输入口时，因为有部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。P2 端口 （P2.0P2.7） P2 是一个带有部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。P2的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P2 作输入口使用时，因为有部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。P3 端口（P3.0P3.7） P3 口管脚是 8 个带部上

22、拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流，这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89S52 的一些特殊功能，这些特殊功能见表 3-17。表 3-1 P3 端口的特殊功能 端口引脚 兼 用 功 能P3.0RXD （串行输入口）P3.1TXD （串行输出口）P3.2/INT0 （外部中断 0） P3.3/INT1 （外部中断 1）P3.4T0 （ 定时器 0 的外部输入） P3.5T1 （定时器 1 的外部输入） P3.6/WR （外部数据存储器写选通）P3.7/

23、RD （外部数据存储器读选通）3.2.2 红外对管红外对管是红外线发射管与红外接收管配合在一起使用时候的总称。红外线发射管（如图 3-3 所示）在 LED 封装行业中主要有三个常用的波段，如下850NM、875NM、940NM。根据波长的特性运用的产品也有很大的差异，. . . . 11 / 32850NM 波长的主要用于红外线监控设备、 875NM 主要用于医疗设备、 940NM波段的主要用于红外线控制设备。例如：红外线 遥控器、光电开关、光电记数设备等。 红外线接收管（如图 3-4）是将红外线光信号变成电信号的半导体器件，它的核心部件是一个特殊材料的 PN 结，和普通二极管相比，在结构上采

24、取了大的改变，红外线接收管为了更多更大面积的接受入射光线，PN 结面积尽量做的比较大，电极面积尽量减小，而且 PN 结的结深很浅，一般小于 1 微米。红外线接收二极管是在反向电压作用之下工作的。没有光照时，反向电流很小（一般小于 0.1 微安） ，称为暗电流。当有红外线光照时，携带能量的红外线光子进入 PN 结后，把能量传给共价键上的束缚电子，使部分电子挣脱共价键，从而产生电子-空穴对（简称：光生载流子） 。它们在反向电压作用下参加漂移运动，使反向电流明显变大，光的强度越大，反向电流也越大。这种特性称为“光电导” 。红外线接收二极管在一般照度的光线照射下，所产生的电流叫光电流。如果在外电路上接

25、上负载，负载上就获得了电信号，而且这个电信号随着光的变化而相应变化。红外接收管的作用是进行光电转换，在光控、红外线遥控、光探测、光纤通信、光电耦合等方面有广泛的应用。图图 3-33-3 红外线发射管图红外线发射管图 3-43-4 红外线接收管红外线接收管3.2.3 数码管数码管如图 3-5 所示，是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示） ；按能显示多少个“8”可分为 1 位、2位、4 位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。共阳数码管（如图 3-6）是指将所

26、有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。共阳数码管在应用时应将公共极 COM 接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。 。共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管。共阴数码管在应用时应将公共极 COM 接到地线GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。本设计需要用到数码管的动态显示. . . . 12 / 32方式。数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的 8 个

27、显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到一样的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。通过分时轮流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为12ms，由于人的视觉暂留现象与发光二极管的余 辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度

28、足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O 端口，而且功耗更低 .图图 3-53-5 数码管实物图数码管实物图 图图 3-63-6 数码管原理图数码管原理图3.2.4 继电器继电器是一种电子控制器件，如图 3-7 所示。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。图3-73-7 继电器原理图继电器原理图电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈. . . .

29、13 / 32两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。3.3 晶振电路晶体振荡器，在单片机系统里晶振的作用非常大，它结合单片机部的电路，产生单片机所必须的时钟频

30、率，单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的，晶振提供的时钟频率越高，那单片机的运行速度也就越快。晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。电路图如图 3-8 所示。图图 3-83-8 晶振原理图晶振原理图3.4 复位电路复位操作完成单片机片电路的初始化，使单片机从一种确定的状态开始运行。当AT89S52单片机的复位引脚RST出现5ms以上的高电平时，单片机就完成了复位操作。如果RST持续为高电平，则单片机就处于循环复位状态而执行程序。因此要求复位后能够脱离复位状态。根据这个

31、要求，这里采用的是电平按钮复位方式。上电后，由于电容充电，使RST持续一段高电平时间。当单片机已在运行之中时，按下复位键也能使RST持续一段时间的高电平，从而实现上电且开关复位的操作。通常选择电容值1030F，电阻值10k。电路图如图3-9所示。. . . . 14 / 32图图 3-93-9 复位电路图复位电路图3.5 显示电路 电路采用 2 位共阳数码管，把 7 段数码管按顺序接到单片机的 P0 端口，而数码管的位选接到 P2.0 和 P2.1 端口。当单片机检测到信号输入时，数码管将显示干手器的工作时间并进行倒计时。电路如图 3-10 所示图图 3-103-10 数码管显示电路图数码管显

32、示电路图3.6 开关电路开关电路用来控制吹风机的开与关，是由电吹风、继电器 K1 组成。当单片机检测到信号时，输出端输出高电平使得继电器中的线圈两端得到一个电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。电路如图 3-11 所示。. . . . 15 / 32 图图 3-113-11 继电器电路图继电器电路图3.4.5 红外

33、感应电路红外线感应单片机产生 4000HZ 的方波信号，驱动红外发射管发射红外线脉冲。当有手伸到干手器下面时，发射的红外线脉冲被反射回来，由红外接收管接收并转换为电信号，电信号经运放进行信号放大后得到的方波信号送至单片机，从而实现对人体信号的采集。电路如图 3-12 所示。图图 3-123-12 红外感应电路图红外感应电路图3.4.6 执行电路执行电路主要是电吹风。当接到冷风档时，电动机驱动转子带动风叶旋转。当风叶旋转时，空气从进风口吸入，由此形成的离心气流再由风筒前嘴吹出，从而得到冷风。若在电动机接通的基础上电热丝也接通到电路上，装在风嘴中的发热支架上的发热丝变热并由电动机风扇吹出，则吹出的

34、是热风。自动干手器主要就是通过控制电动机和电热丝的开关来实现冷风和热风的选择。电路如图 3-13 所示。图图 3-133-13 电吹风电路图电吹风电路图. . . . 16 / 32第 4 章 软件设计本系统软件设计包含一个主程序和一个中断程序，其中主函数包括六个子函数。4.1 主程序的设计程序的主函数中包含方波初始化和红外频率检测初始化程序，并根据标志位 Flag 的状态来执行显示倒计时、设置时间和按键的操作。主程序的流程图如图 4-1 所示：图图 4-14-1 主程序流程图主程序流程图4.2 定时中断程序的设计4.2.1 实现功能 中断程序主要实现了检测接收频率是否符合发射频率，当延时检测

35、接收频率也符合要求时，数码管显示设定时间并倒计时，继电器闭合使得电吹风工作。开开始始方方波波初初始始化化红红外外频频率率检检测测初初始始化化Flag=RUNNINGFlag=SETTIME获获得得按按键键值值keyKey=1Key=2显显示示倒倒计计时时显显示示设设置置时时间间NoNoNO YesYes设设置置时时间间减减设设置置时时间间加加YESYES NO. . . . 17 / 32中中断断入入口口F Fl la ag g= = =R RU UN NN NI IN NG GF Fl la ag g= = =I IN NV VE ER RI IF FY YF Fl la ag g= = =

36、S SE ET TI IN NG GT TI IM ME E计计数数值值加加一一倒倒计计时时结结束束停停止止吹吹风风计计数数值值加加一一c ct tr rl lc co ou un nt t+ + +; ;确确认认时时间间到到F Fl la ag g= =H HA AV VE E_ _I IN NV VE ER RI IF FY YY Ye es sY Ye es sN No oN No oY Ye es sY Ye es sN NO O计计数数值值加加一一显显示示时时间间到到Y Ye es s停停止止显显示示设设置置时时间间判判断断是是否否有有物物体体N No oF Fl la ag g=

37、= =S ST TA AR RT TF Fl la ag g= = =H HA AV VE E_ _I IN NV VE ER RI IF FY YF Fl la ag g= =I IN NV VE ER RI IF FY YY Ye es sY Ye es s开开吹吹风风Y Ye es sN No oc ct tr rl lc co ou un nt t= = =0 0停停止止吹吹风风c ct tr rl lc co ou un nt t- - -N No oY Ye es sN No o频频率率计计数数清清零零重重载载定定时时值值开开定定时时器器N No o退退出出中中断断4.2.2 中断

38、流程图图图 4-24-2 中断函数流程图中断函数流程图4.2.3 关键技术 单片机定时器/计数器在测量控制系统中，常常需要实时时钟，以实现定时或延时控制；也常常需要有计数器，以实现外界事件进行计数。MSC-52 单片机部有 3 个 16 位可编程定时器/计数器 T0、T1 和 T2。可编程其功能（如工作方式、定时时间、量程、启动方式等）均可由指令来设置完成、每个定时器的计. . . . 18 / 32数信号来自片振荡器的 12 分频信号，即每个机器周期，计数器加 1，直至溢出。而计数方式是外部脉冲从引脚 t0 或 t1 加入，外部脉冲的下降沿将触发计数器计数，直至溢出。定时器方式寄存器 TMO

39、D 主要用于选定定时器的工作方式。定时器控制寄存器 TCON 主要控制定时器的启动与停止。在使用定时器/计数器前，需要对其进行初始化设置，大致步骤如下：a. 确定工作方式（对 TMOD 赋值） 。b. 预置定时或计数初值（可直接将初值写入 TH0，TL0 或 TH1，TL1） 。c. 根据需要开放定时器/计数器的中断（直接对 IE 赋值） 。d. 启动定时器/计数器（若已规定用软件启动（GATE=1） ，则需要给外加引脚启动电平。当实现了启动要求之后，定时器/计数器即按规定的工作方式和初值开始计数或定时） 。定时工作方式有四种，不同的工作方式，计数的位数不同，则最大计数值也不同。若最大计数值为

40、 M，则各种方式下 M 的值如下： 工作方式 0 M=213=8192 工作方式 1 M=216=65536 工作方式 2 M=213=256工作方式 3 T0 分为两个 8 位计数器，所以两个 M 值均为 256.因为定时器/计数器是“加 1”计数，并在计满溢出是产生中断请求，因而定时器/计数器的初值也可这样计算：X=M 计数值（公式 1）定时器控制字有两个分别为 TNOD 和 TCON定时器/计数器的方式寄存器 TMODTMOD 是一个 8 位的特殊功能寄存器，对应的地址是 89H，不可位寻址。主要实现三个功能：（1）确定选择定时器还是计数器；（2）选择何种工作方式；（3）是否借用外中断控

41、制定时器和计数器的启停；TMOD 的低 4 位是控制 T0 的字段（T0P3.4 定时器/计数器 0 外部事件脉冲输入端） 。TMOD 的高 4 位是控制 T1 的字段（T1P3.5 定时器/计数器 1 外部事件脉冲输入端） 。M1（TMOD.5） ，M0（TMOD.4）用 M1，M0 来控制定时器/计数器的 4 种工作方式：方式 0：M1=0，M0=0. 13 位定时/计数方式. . . . 19 / 32方式 1：M1=0，M0=1. 16 位定时/计数器方式 2：M1=1，M0=0. 8 位初值自动重新装入的 8 位定时/计数器方式 3：M1=1，M0=1. 仅适用于 T0，分为两个 8

42、 位计数器，T1 停止计数定时器/计时器控制寄存器 TCONTCON 是一个 8 位的特殊功能寄存器，对应的地址为 88H，可为寻址。控制字的格式和含义：TF1（TCON.7）,TF0(TCON.5)-T1、T0 计数溢出标志位设计的程序用 TO 计数，T1 计时，T0、T1 都工作于自启动、方式 2。故TMOD=ox15；本程序需要用 10ms 的定时，由单片机晶振 Fosc=12MHz，所以机器周期T=12*t0=12*（1/12MHz）=1us 设定定时器 T1 初始值为 X，则：（216-X）*1us=10ms 从而可知定时器 T1 初始值 X=65536-10000=55536=d8

43、f0H，因而可得到定时 10ms 计算频率的程序：#define TIMER_H 0 xd8；#define TIMER_L 0 xf0；定时计数器 T2 具有时钟输出方式，当 RCLK=TCLK=0，T2OE=1，C/T=0 时，T2 处于时钟输出方式，T2 的溢出脉冲从 P1.0 输出，输出脉冲的频率 f 由下式决定：f=Fosc/4*(65536-(RCAP2H,RCAP2L)本设计需要产生一个 20 KHz 的方波信号来调制红外线发射，由201000=121000000(65536-(RCAP2H,RCAP2L)得(RCAP2H,RCAP2L)=65386=ff6aH#define R

44、CAP2_H 0 xff；#define RCAP2_L 0 x6a；. . . . 20 / 32第 5 章 系统制作与调试5.1 软件调试本设计系统的控制程序是采用 C51 语言编程，编程所采用的软件是 Keil uVision3 MCS-51 编程软件。关于单片机 C 语言软件调试，在语句中出现的语法错误，该软件会提示出来，以便于更正。因此，软件调试主要的工作是检查头文件是否正确，是否与单片机的端口地址相匹配。其次，就是检查初始化程序的正确性，根据设计的要求定义正确的初始化程序，为后面程序的执行做好铺垫作用。然后就是根据软件实现步骤逐个检查程序的可行性，以与程序的嵌套性是否都能达到设计的

45、要求。在编译的过程中发现软件找不到 T2 定时器，经过多次检查是自己漏写了头文件“sfr T2MOD = 0 xC9;”经过改正后系统达到了初步预期的结果。在调试的时候发现红外感应误判的情况较严重。经过修改程序，使新的程序能够对红外感应接收到的频率进行再次确认之后才进行相应的操作。使得误判的情况基本消失。. . . . 21 / 32结 论经过一个学期的努力，顺利的完成了毕业设计所要求的任务。期间，我收集了大量的关于红外感应和单片机方面的资料，经过比较分析得出此设计方案。本课题设计的自动感应干手器，硬件方面的主要设计在于主动式红外感应电路和单片机控制电路的设计和制作，然后用电吹风就能实现冷风和

46、热风的功能了。这样就能实现了一个自动干手器的设计。本设计所制作的基于单片机控制的干手器能够实现自动识别人手的伸进与离开，在人手伸进干手器可工作围，干手器工作，手离开则立刻停止工作。用数码管显示干手机设定的时间并在干手机工作时显示此次工作倒计时时间，当不工作时不显示任何时间。使用选择开关选择输出冷风或热风，分别满足不同温度天气的使用。这个课题意义，为了设计符合市场需要的环保节能产品对提高人民的生活质量，使人们洗手之后能够有效地防止细菌的再次扩散。干手器发展前景趋于良好的形式，原因是它取代传统的毛巾、纸巾，对手进行干燥。具有节能、环保、人性化的优点，被广泛应用于宾馆酒店、机场车站、体育场馆等公共场

47、所的洗手间。通过毕业设计我不但学到了很多新的知识，而且巩固了原来学过的知识，把所学的东西贯通起来，能够把硬件的知识和软件的知识很好的结合在一起，学会如何使软件与硬件配合工作。还学会了在调试过程中遇到问题的解决方法，验证电路的可行性，对自己以后的学习和工作有很大的好处。. . . . 22 / 32. . . . 23 / 32致 不知不觉，毕业设计就要结束了。我的毕业论文也已经整理完毕，达到了预期的结果。毕业设计的完成意味着我的大学学习生活即将结束，从此我将进入一个新的人生旅途、开始一段崭新的生活和工作。在此，我衷心地感所有在我上课期间教过我知识的老师。老师渊博的学识、严谨的治学态度和为人给了

48、我很大的教育，这些将使我终身受益。在此，我衷心感老师给予我的帮助和教育。真诚感给予我热情帮助和关注的所有人。在校期间，这里给我留下了美好的回忆。特别是在我即将踏上工作岗位的同时，毕业设计整个过程给了我这样一个锻炼的机会，使我加深了对以前知识的理解和巩固，拓宽了知识面，也提高了我对所学知识的综合应用能力。祝愿母校能够培养更多对社会有贡献的人才！. . . . 24 / 32参考文献1 单片机微型计算机与接口技术M. 群芳,士军,黄建，：电子工业，20052 单片机原理与接口技术（第 3 版）M. 朝青编 航天航空大学，20053 单片机原理与接口技术，华：清华大学，33804 单片机 C51 程

49、序设计教程与实验M. 祁伟, 亭.：航空航天大学，2006.5 电路设计与制版 Protel 98M. 谈世哲,胡少宏.：人民邮电，19986 茂青,吴坚,胡继康等.AVR 单片机在新型干手机中的应用J.电器,2003（03）：2729,387 现代电子技术,.2011(01):1431458 Tomas C.Bartee. ComputerArchitecture and Logic Design. McGraw-Hill Inc.19919 模拟电子电路基础. 王卫东，电子科技大学, 2003.210 数字电子技术基础（第五版）. 阎石， 高等教育，2006.5. . . . 25 / 3

50、2附录附录 1 单片机控制原理图附录 2 红外感应原理图. . . . 26 / 32附录 3 单片机控制程序#include sfr T2MOD = 0 xC9;#define TIMER_H 0 xd8 /定时器 1 的初值，10ms 的定时计算接收频率#define TIMER_L 0 xf0#define RCAP2_H 0 xff; /定时器 2 的初值，20kHz 的红外发射频率#define RCAP2_L 0 x6a;#define FREQUENT_MIN 190 /频率比较围#define FREQUENT_MAX 220 #define START 1#define ST

51、OP 2#define RUNNING 3#define INVERIFY 4#define HAVE_INVERIFY 5#define SETINGTIME 6#define LEDPORT P0#define KEYPORT P1 sbit LED_0=P21;sbit LED_1=P20;sbit Relay_0=P13;sbit KEY_0=P16;sbit KEY_1=P15;sbit KEY_3=P14;void Time2_xkHz_inital(); /方波发生初始化void frequent_test_inital(); /红外频率检测初始化void Start_timin

52、g(unsigned char settime); /开始倒计时void LED_bit_print(unsigned char num,unsigned char printdata);void LED_all_print(unsigned char printdata);. . . . 27 / 32void delayms(unsigned int ms);unsigned char GetKeyboardVal();volatile unsigned int timecount,settimecounter;volatile unsigned char timesecond,ctrlcount,Flag,settime; unsignedcharcodeLED_tab=0 xC0,0 xF9,0 xA4,0 xB0,0 x99,0 x92,0 x82,0 xF8,