超声波烘手器的设计与制作
目录
一、 绪论 4
（一）课题研究背景及意义 4
（二）课题研究现状 4
（三）未来的发展趋势 4
二、设计方案 6
（一）关于传感器的选择方案论证 6
（二）直流电机与ULN2003芯片 6
（三）超声波模块的介绍 6
三、硬件电路设计 8
（一）系统的整体框图的设计 8
（二）单片机最小系统设计 8
（三） 按键电路的设计 10
（四）超声波发射和接收电路的设计 11
（五）ULN2003芯片的驱动电路 12
四、 系统程序设计 13
（一）主程序流程图 13
（二）超声波检测子程序 13
（三） 按键子程序 14
（四）电机控制子程序 15
五、超声波感应烘手器实物调试结果 18
六、总结与展望 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24
附录一:主程序 24
附录二：实物各部件实物图 30
附录三：整体电路图 31
一、 绪论
（一）课题研究背景及意义
良好的生态环境一直是人类文明传承的基础，干净、卫生、环保一直是人们研究的重要议题，符合市场需求的环保产品一直备受人们青睐，现在的人们越来越讲究个人的卫生，随时洗手已经成为了一个良好的习惯，用来将手烘干的烘手器也随之出现。烘手机产业发展至今，其产业规模和技术已经相当的成熟，烘手机的功能也不再满足于一开始的简单的烘干手上的水，而越来越注重卫生，清洁。
随着现代科学技术的不断发展，人们生活水平也不断提高，人们现在对于干净，卫生的需求正变得越来越强。经常会出现这样的情况，比如在公共场所洗完手后发现忘记携带擦手纸，这个时候，烘手器的便捷性就得以体现。超声波自动烘手器是一种高档卫生洁具，广泛应用在公共场所的洗手间。其工作原理并不复杂，简单来说只是采用一种基于超声波控制的电子开关，当超声波发射接收器检测到有物体靠近时，超声波开关将风扇电机模块自动打开，并且会根据物体距离的远近调节风扇转速，
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水平也不断提高，人们现在对于干净，卫生的需求正变得越来越强。经常会出现这样的情况，比如在公共场所洗完手后发现忘记携带擦手纸，这个时候，烘手器的便捷性就得以体现。超声波自动烘手器是一种高档卫生洁具，广泛应用在公共场所的洗手间。其工作原理并不复杂，简单来说只是采用一种基于超声波控制的电子开关，当超声波发射接收器检测到有物体靠近时，超声波开关将风扇电机模块自动打开，并且会根据物体距离的远近调节风扇转速，当物体超过检测范围时又自动将风机关闭。本课题设计根据这个基本原理，自制了自动烘手器，本课题设计的超声波模拟烘手器的设计与制作，主要是利用单片机STC89C52来实现所设计的电路的整体功能。超声波模块因为其发射接收装置构造简单，造价也较为低廉而被广泛应用现代生活的各个领域。本课题所介绍的基于超声波控制的模拟自动烘手器，非常适用于公共洗手间等需要清洁干燥的场所，其使用过程方便方便、卫生，而且其实物成品的制作和安装较为简单。非常方便且易于推广。
（二）课题研究现状
超声波传感器因其可实现“非接触”测量，而且不容易被强电磁波、有毒烟雾、复杂光线等方面影响的特性，所以近年主要被研究与在黑暗、烟尘大、有电磁干扰的情况下工作的传感器，比如根据“超声波在流体中传播的速度等于超声波的速度和该流体的流速的矢量和”这一基本原理进行研究的超声波流量测量；又比如根据超声波在液体中传播速度经验证与液体浓度和温度之间存在着规则的函数关系（即根据声学原理可知，超声波在液体中的传播速度是液体弹性模量和密度的函数，超声波的速度随液体弹性模量或者密度的变化而变化，同时也是溶液质量浓度和温度的函数。）这一原理而研制的“超声波浓度检测 ”等。
（三）未来的发展趋势
烘手机发展至今，其产业已经相当成熟，烘手机也不再满足于一开始的简单的烘干手上的水这一点，而越来越注重卫生和环保，这次的毕业论文设计就是通过超声波发送和接收模块作为信息的采集模块，将单片机STC89C52作为整个电路的主控中心，通过电路设计、程序编辑来最终达到信号的接受和发送功能，实现以单片机STC89C52作为信息主控中心，利用晶报电路，通过测量物体距离超声波发送接收模块的距离的远近控制风扇转速大小的电路系统。并且加入了手动模式，设计了按键模块，可以由用户手动选择转速，非常方便。
二、设计方案
（一）关于传感器的选择方案论证
自动烘手器的设计其中需要检测手离烘手器的距离，可以用的传感器有俩种：
方案一：可以用红外收发模块测距，根据红外发射管发射的红外线被手反手后红外接受管接受到红外信号，根据反射的红外信号的强弱来判断人手与烘手器的距离从而判断手与烘手器的距离，进而单片机来控制电机的转速，达到手离得近，转速快，手离得远转速慢，直到停止转动的效果。但是，红外收到光线影响较大，在白天与黑夜之间工作状态相差很大，在白天调整好收发管，到了黑夜系统就无法工作了。
方案二：使用超声波测距来检测物体的距离烘手器的距离，超声波发射模块发射一组超声波，在遇到障碍物时反射回来，被超声波接受模块接收，通过单片机计算从发射到接收到超声波的时间差，根据超声波在空气中传播的速度就可以算出物体相对传感器的距离。再通过单片机控制电机的转速，达到物体距离烘手器越近转速越快的效果。
（二）直流电机与ULN2003芯片
在整个系统中，此次用到的是直流电机，直流电机的工作电压一般为3.6 V—5 V，在设计之初，将电机直接接在单片机上，是不能够是电机正常运转的，因此在驱动电机的时候，需要一个驱动芯片或者是驱动模块对电机进行驱动，在这个系统中，本课题选择的是 ULN2003芯片，之所以选择 ULN2003芯片是因为该芯片价格低廉而且稳定，易于使用。
（三）超声波模块的介绍
超声波发送接收模块是遵照一定的时序来进行工作的，其时序图如图2-1：
图2-1 超声波模块时序图
超声波模
一、 绪论 4
（一）课题研究背景及意义 4
（二）课题研究现状 4
（三）未来的发展趋势 4
二、设计方案 6
（一）关于传感器的选择方案论证 6
（二）直流电机与ULN2003芯片 6
（三）超声波模块的介绍 6
三、硬件电路设计 8
（一）系统的整体框图的设计 8
（二）单片机最小系统设计 8
（三） 按键电路的设计 10
（四）超声波发射和接收电路的设计 11
（五）ULN2003芯片的驱动电路 12
四、 系统程序设计 13
（一）主程序流程图 13
（二）超声波检测子程序 13
（三） 按键子程序 14
（四）电机控制子程序 15
五、超声波感应烘手器实物调试结果 18
六、总结与展望 21
致谢 22
参考文献 23
附录 24
附录一:主程序 24
附录二：实物各部件实物图 30
附录三：整体电路图 31
一、 绪论
（一）课题研究背景及意义
良好的生态环境一直是人类文明传承的基础，干净、卫生、环保一直是人们研究的重要议题，符合市场需求的环保产品一直备受人们青睐，现在的人们越来越讲究个人的卫生，随时洗手已经成为了一个良好的习惯，用来将手烘干的烘手器也随之出现。烘手机产业发展至今，其产业规模和技术已经相当的成熟，烘手机的功能也不再满足于一开始的简单的烘干手上的水，而越来越注重卫生，清洁。
随着现代科学技术的不断发展，人们生活水平也不断提高，人们现在对于干净，卫生的需求正变得越来越强。经常会出现这样的情况，比如在公共场所洗完手后发现忘记携带擦手纸，这个时候，烘手器的便捷性就得以体现。超声波自动烘手器是一种高档卫生洁具，广泛应用在公共场所的洗手间。其工作原理并不复杂，简单来说只是采用一种基于超声波控制的电子开关，当超声波发射接收器检测到有物体靠近时，超声波开关将风扇电机模块自动打开，并且会根据物体距离的远近调节风扇转速，
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
水平也不断提高，人们现在对于干净，卫生的需求正变得越来越强。经常会出现这样的情况，比如在公共场所洗完手后发现忘记携带擦手纸，这个时候，烘手器的便捷性就得以体现。超声波自动烘手器是一种高档卫生洁具，广泛应用在公共场所的洗手间。其工作原理并不复杂，简单来说只是采用一种基于超声波控制的电子开关，当超声波发射接收器检测到有物体靠近时，超声波开关将风扇电机模块自动打开，并且会根据物体距离的远近调节风扇转速，当物体超过检测范围时又自动将风机关闭。本课题设计根据这个基本原理，自制了自动烘手器，本课题设计的超声波模拟烘手器的设计与制作，主要是利用单片机STC89C52来实现所设计的电路的整体功能。超声波模块因为其发射接收装置构造简单，造价也较为低廉而被广泛应用现代生活的各个领域。本课题所介绍的基于超声波控制的模拟自动烘手器，非常适用于公共洗手间等需要清洁干燥的场所，其使用过程方便方便、卫生，而且其实物成品的制作和安装较为简单。非常方便且易于推广。
（二）课题研究现状
超声波传感器因其可实现“非接触”测量，而且不容易被强电磁波、有毒烟雾、复杂光线等方面影响的特性，所以近年主要被研究与在黑暗、烟尘大、有电磁干扰的情况下工作的传感器，比如根据“超声波在流体中传播的速度等于超声波的速度和该流体的流速的矢量和”这一基本原理进行研究的超声波流量测量；又比如根据超声波在液体中传播速度经验证与液体浓度和温度之间存在着规则的函数关系（即根据声学原理可知，超声波在液体中的传播速度是液体弹性模量和密度的函数，超声波的速度随液体弹性模量或者密度的变化而变化，同时也是溶液质量浓度和温度的函数。）这一原理而研制的“超声波浓度检测 ”等。
（三）未来的发展趋势
烘手机发展至今，其产业已经相当成熟，烘手机也不再满足于一开始的简单的烘干手上的水这一点，而越来越注重卫生和环保，这次的毕业论文设计就是通过超声波发送和接收模块作为信息的采集模块，将单片机STC89C52作为整个电路的主控中心，通过电路设计、程序编辑来最终达到信号的接受和发送功能，实现以单片机STC89C52作为信息主控中心，利用晶报电路，通过测量物体距离超声波发送接收模块的距离的远近控制风扇转速大小的电路系统。并且加入了手动模式，设计了按键模块，可以由用户手动选择转速，非常方便。
二、设计方案
（一）关于传感器的选择方案论证
自动烘手器的设计其中需要检测手离烘手器的距离，可以用的传感器有俩种：
方案一：可以用红外收发模块测距，根据红外发射管发射的红外线被手反手后红外接受管接受到红外信号，根据反射的红外信号的强弱来判断人手与烘手器的距离从而判断手与烘手器的距离，进而单片机来控制电机的转速，达到手离得近，转速快，手离得远转速慢，直到停止转动的效果。但是，红外收到光线影响较大，在白天与黑夜之间工作状态相差很大，在白天调整好收发管，到了黑夜系统就无法工作了。
方案二：使用超声波测距来检测物体的距离烘手器的距离，超声波发射模块发射一组超声波，在遇到障碍物时反射回来，被超声波接受模块接收，通过单片机计算从发射到接收到超声波的时间差，根据超声波在空气中传播的速度就可以算出物体相对传感器的距离。再通过单片机控制电机的转速，达到物体距离烘手器越近转速越快的效果。
（二）直流电机与ULN2003芯片
在整个系统中，此次用到的是直流电机，直流电机的工作电压一般为3.6 V—5 V，在设计之初，将电机直接接在单片机上，是不能够是电机正常运转的，因此在驱动电机的时候，需要一个驱动芯片或者是驱动模块对电机进行驱动，在这个系统中，本课题选择的是 ULN2003芯片，之所以选择 ULN2003芯片是因为该芯片价格低廉而且稳定，易于使用。
（三）超声波模块的介绍
超声波发送接收模块是遵照一定的时序来进行工作的，其时序图如图2-1：
图2-1 超声波模块时序图
超声波模
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