AT89S52单片机的红外感应烘手器设计
AT89S52单片机的红外感应烘手器设计[20200131185233]
【摘要】
本设计从现在化计算机控制技术入手，利用单片机的强大智能功能，通过完整的软件与硬件的结合，模拟了红外感应烘手器的控制系统。
本产品是由红外感应模块、单片机模块和数码管显示模块三部分组成，采用一体化反射型光电探测器RPR220作为感应，并将此信号引入单片机，通过单片机控制触发继电器，启动烘手器。由热释传感器来测量环境的温度，以控制单片机吹出的是热风还是冷风。本报告详细的阐述了此项目的基本设计思路和原理，以及整个制作过程中出现的问题，并附有相应原理图和各模块电路。整个工作过程的控制有软件编程来实现。通过验证表明本系统设计合理，自动化程度高，实现过程时间短，工作稳定可靠，基本满足了应用要求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】红外感应,单片机,热释传感器
引言 1
一、系统设计方案 1
（一）烘手器分类方式 1
（二）系统设计方案 1
二、系统芯片介绍 2
（一）AT89S52单片机 2
1.引脚功能说明 2
2．AT89S52的应用 4
（二）热释电传感器 5
（三）固态继电器（SSR） 5
（四）非门集成电路 74LS06 6
（五）双向总线接收器 74LS245 6
（六）集成运放LM324 7
三．系统硬件电路设计 7
（一）显示电路 7
（二）控制电路 9
（三）感应电路 9
1.热释检测电路 9
2.红外检测电路 9
（四）热风电路 10
（五）电源电路 10
（六）系统原理图 11
四、系统软件设计 11
（一）流程图 11
1.主流程图 11
2.开关流程图 12
（二）软件系统调试 14
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件清单 20
附录四 程序 22
引言
烘手器，一种卫浴间用感应烘手洁具电器，在现代是先进和理想的卫生清洁器具和设备。它主要运用于宾馆、餐饮、娱乐、医院、单位、学校、食品厂、电子工厂、医药生产厂、实验室等场所，能够带来清洁、卫生、安全、无污染的效果，尤其是能防止疾病、细菌的交叉感染。
随着人们对卫生要求的不断提高，现在对烘手器已经有了一定的需求。很多公共场所甚至家庭都有了使用烘手器的需求。
当洗手后，将双手伸在自动烘手器的出风口下，自动烘手器会自动送出舒适的暖风，迅速使您的双手去湿变干，而当把手离开自动干手器风口时它又自动停风关机。可达到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交叉感染的要求。红外感应烘手器克服了现有烘手器不能多方向出风，容易使手部皮肤温度过高的缺点，旨在提供一种循环向多方向出风的烘手器。
本设计主要采用单片机AT89S52，电热丝发热，红外感应，热释检测电路，实现红外感应烘手器整体功能。本设计制作简单，使用方便，自动化程度高，成本低，可靠性高。
一、系统设计方案
（一）烘手器分类方式
1、烘手器按照发热原理分为：电热丝型和PTC型；
2、按照感应原理分为：电磁感应、红外感应和手动触摸型；
3、按照干手的形式分为：以为主热量为辅的风量型；以热量为主的热风型；
4、烘手器还可以按照电动机的形式来划分：(1)有电容异步电动机、(2)罩极式电动机、(3)串激电动机、(4)直流电动机、(5)永磁电动机等多种形式。
本设计主要采用单片机AT89S52、电热丝发热方式和红外感应方式实现电路的整体功能。
（二）系统设计方案
本系统实现的功能是当手伸到出风口时，烘手器可自动开启；当烘手器启动时，显示运行时间；显示烘手器出风口温度。
本系统设计原理是采用一体化反射型光电探测器RPR220作为感应，并将此信号引入单片机，通过单片机控制从而触发继电器，启动烘手器，由热释传感器来测量环境的温度，来控制单片机吹出的是热风还是冷风。系统框图如图1所示。
图1 系统框图
二、系统芯片介绍
（一）AT89S52单片机
1.引脚功能说明
（1）输入/输出引脚（I/O口线）
P0.0～P0.7:P0口8位双向I/O口，占39～32脚；
P1.0～P1.7:P1口8位准双向I/O口，占1～8脚；
P2.0～P2.7:P2口8位准双向I/O口，占21～28脚；
P3.0～P3.7:P3口8位准双向I/O口，占10～17脚；
（2）控制口线
PSEN(29脚)：外部程序存储器读选通信号。
ALE/PROG(30脚)：地址锁存允许/编程信号。
EA/VPP(31脚)：外部程序存储器地址允许/固化编程电压输入端。
RST/VPD(9脚)：RST是复位信号输入端,VPD是备用电源输入端。
（3）电源及其它口线
Vcc(40脚)：电源端+5V。
GND(20脚)：接地端。
XTALl、XTAL2(19～18脚)：时钟电路引脚。当使用内部时钟时，这两个引脚端外接石英晶体和微调电容。当使用外部时钟时，用于外接外部时钟源。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，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AT89C51的一些特殊功能口，如表1所示。
表1 P3特殊功能口
P3引脚 兼用功能
P3.0 串行通讯输入（RXD）
P3.1 串行通讯输出（TXD）
P3.2 外部中断0（ INT0
P3.3 外部中断1（INT1
P3.4 定时器0输入(T0)
P3.5 定时器1输入(T1)
P3.6 外部数据存储器写选通WR
P3.7 外部数据存储器写选通RD
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
EAVPP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
引脚如图2所示：
图2 AT89S52引脚图
2．AT89S52的应用
（1）复位电路
在振荡器运行时，有两个机器周期以上的高电平出现在此引脚时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。复位后P0－P3口均置1引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM的0000H处开始运行程序。常用的复位电路如图3所示。
图3 复位电路
（2）晶振电路
XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。如图4所示。
图4 晶振电路内部方式
（二）热释电传感器
热释电传感器的工作原理是当这种材料受到红外辐射而温度升高时，表面电荷将减少，相当于释放了一部分电荷，故称为热释电。将释放的电荷经放大器可转换为电压输出。热释电传感器引脚功能如图5所示，它是一种检测人体发射红外线而输出电信号的传感器。
【摘要】
本设计从现在化计算机控制技术入手，利用单片机的强大智能功能，通过完整的软件与硬件的结合，模拟了红外感应烘手器的控制系统。
本产品是由红外感应模块、单片机模块和数码管显示模块三部分组成，采用一体化反射型光电探测器RPR220作为感应，并将此信号引入单片机，通过单片机控制触发继电器，启动烘手器。由热释传感器来测量环境的温度，以控制单片机吹出的是热风还是冷风。本报告详细的阐述了此项目的基本设计思路和原理，以及整个制作过程中出现的问题，并附有相应原理图和各模块电路。整个工作过程的控制有软件编程来实现。通过验证表明本系统设计合理，自动化程度高，实现过程时间短，工作稳定可靠，基本满足了应用要求。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】红外感应,单片机,热释传感器
引言 1
一、系统设计方案 1
（一）烘手器分类方式 1
（二）系统设计方案 1
二、系统芯片介绍 2
（一）AT89S52单片机 2
1.引脚功能说明 2
2．AT89S52的应用 4
（二）热释电传感器 5
（三）固态继电器（SSR） 5
（四）非门集成电路 74LS06 6
（五）双向总线接收器 74LS245 6
（六）集成运放LM324 7
三．系统硬件电路设计 7
（一）显示电路 7
（二）控制电路 9
（三）感应电路 9
1.热释检测电路 9
2.红外检测电路 9
（四）热风电路 10
（五）电源电路 10
（六）系统原理图 11
四、系统软件设计 11
（一）流程图 11
1.主流程图 11
2.开关流程图 12
（二）软件系统调试 14
总结 14
致谢 15
参考文献 16
附录一 原理图 18
附录二 PCB图 19
附录三 元件清单 20
附录四 程序 22
引言
烘手器，一种卫浴间用感应烘手洁具电器，在现代是先进和理想的卫生清洁器具和设备。它主要运用于宾馆、餐饮、娱乐、医院、单位、学校、食品厂、电子工厂、医药生产厂、实验室等场所，能够带来清洁、卫生、安全、无污染的效果，尤其是能防止疾病、细菌的交叉感染。
随着人们对卫生要求的不断提高，现在对烘手器已经有了一定的需求。很多公共场所甚至家庭都有了使用烘手器的需求。
当洗手后，将双手伸在自动烘手器的出风口下，自动烘手器会自动送出舒适的暖风，迅速使您的双手去湿变干，而当把手离开自动干手器风口时它又自动停风关机。可达到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交叉感染的要求。红外感应烘手器克服了现有烘手器不能多方向出风，容易使手部皮肤温度过高的缺点，旨在提供一种循环向多方向出风的烘手器。
本设计主要采用单片机AT89S52，电热丝发热，红外感应，热释检测电路，实现红外感应烘手器整体功能。本设计制作简单，使用方便，自动化程度高，成本低，可靠性高。
一、系统设计方案
（一）烘手器分类方式
1、烘手器按照发热原理分为：电热丝型和PTC型；
2、按照感应原理分为：电磁感应、红外感应和手动触摸型；
3、按照干手的形式分为：以为主热量为辅的风量型；以热量为主的热风型；
4、烘手器还可以按照电动机的形式来划分：(1)有电容异步电动机、(2)罩极式电动机、(3)串激电动机、(4)直流电动机、(5)永磁电动机等多种形式。
本设计主要采用单片机AT89S52、电热丝发热方式和红外感应方式实现电路的整体功能。
（二）系统设计方案
本系统实现的功能是当手伸到出风口时，烘手器可自动开启；当烘手器启动时，显示运行时间；显示烘手器出风口温度。
本系统设计原理是采用一体化反射型光电探测器RPR220作为感应，并将此信号引入单片机，通过单片机控制从而触发继电器，启动烘手器，由热释传感器来测量环境的温度，来控制单片机吹出的是热风还是冷风。系统框图如图1所示。
图1 系统框图
二、系统芯片介绍
（一）AT89S52单片机
1.引脚功能说明
（1）输入/输出引脚（I/O口线）
P0.0～P0.7:P0口8位双向I/O口，占39～32脚；
P1.0～P1.7:P1口8位准双向I/O口，占1～8脚；
P2.0～P2.7:P2口8位准双向I/O口，占21～28脚；
P3.0～P3.7:P3口8位准双向I/O口，占10～17脚；
（2）控制口线
PSEN(29脚)：外部程序存储器读选通信号。
ALE/PROG(30脚)：地址锁存允许/编程信号。
EA/VPP(31脚)：外部程序存储器地址允许/固化编程电压输入端。
RST/VPD(9脚)：RST是复位信号输入端,VPD是备用电源输入端。
（3）电源及其它口线
Vcc(40脚)：电源端+5V。
GND(20脚)：接地端。
XTALl、XTAL2(19～18脚)：时钟电路引脚。当使用内部时钟时，这两个引脚端外接石英晶体和微调电容。当使用外部时钟时，用于外接外部时钟源。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，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AT89C51的一些特殊功能口，如表1所示。
表1 P3特殊功能口
P3引脚 兼用功能
P3.0 串行通讯输入（RXD）
P3.1 串行通讯输出（TXD）
P3.2 外部中断0（ INT0
P3.3 外部中断1（INT1
P3.4 定时器0输入(T0)
P3.5 定时器1输入(T1)
P3.6 外部数据存储器写选通WR
P3.7 外部数据存储器写选通RD
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
EAVPP：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；当EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
引脚如图2所示：
图2 AT89S52引脚图
2．AT89S52的应用
（1）复位电路
在振荡器运行时，有两个机器周期以上的高电平出现在此引脚时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。复位后P0－P3口均置1引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM的0000H处开始运行程序。常用的复位电路如图3所示。
图3 复位电路
（2）晶振电路
XTAL1是片内振荡器的反相放大器输入端，XTAL2则是输出端。内部方式时，时钟发生器对振荡脉冲二分频，如晶振为12MHz，时钟频率就为6MHz。晶振的频率可以在1MHz-24MHz内选择。电容取30PF左右。如图4所示。
图4 晶振电路内部方式
（二）热释电传感器
热释电传感器的工作原理是当这种材料受到红外辐射而温度升高时，表面电荷将减少，相当于释放了一部分电荷，故称为热释电。将释放的电荷经放大器可转换为电压输出。热释电传感器引脚功能如图5所示，它是一种检测人体发射红外线而输出电信号的传感器。
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