基于單片機的眼部按摩儀設(shè)計-控制系統(tǒng)設(shè)計定稿

摘要為了在一天勞累的工作后，讓眼睛能夠有充分的休息，讓人們消去眼睛疲勞。本文主要設(shè)計一款眼部按摩儀，具有震動以及熱敷的功能。主要運用了stc89c52作為控制芯片，控制電機以及電熱絲來產(chǎn)生震動和毛巾熱敷的效果，本文介紹了設(shè)計過程以及各個零部件，護眼儀主要由，最小系統(tǒng)電路、按鍵開關(guān)電路、電機驅(qū)動電路、電熱絲驅(qū)動電路、指示燈電路組成，外部件有提供充電蓄能的鋰電池結(jié)構(gòu)、DC升壓模塊以及7805穩(wěn)壓模塊的設(shè)計組成，調(diào)試電阻絲的溫度是此次設(shè)計的最大的難題，需要經(jīng)過不斷的調(diào)試，才能夠得到舒適的溫度。在設(shè)計過程中需要考慮到電路的電流是否能夠達到電機以及電熱絲所需要的電流大小，就用到了三極管放大電路來提供足夠大的電流來驅(qū)動器械，設(shè)計完成后的器械使用安全調(diào)試，這都是在設(shè)計過程中不可缺少的。關(guān)鍵詞：單片機、眼部按摩儀、控制系統(tǒng)DesignofEyeMassageInstrumentBasedonSCM-ControlSystemDesignAbstractInordertohaveafullrestafterahardday'swork,sothatpeoplecaneliminateeyefatigue.Thisarticlemainlydesignsaneyemassageinstrument,hasthevibrationandthehotcompressfunction.Mainlyusethestc89c52ascontrolchip,controlmotorandelectricheatingwiretoproducetheeffectofvibrationandtowelhotcompress,thispaperintroducesthedesignprocessandthevariouscomponents,eyeinstrumentismainlycomposedof,minimumsystemcircuit,buttonswitchcircuit,motordrivecircuit,heatingwiredrivecircuit,indicatorlightcircuit,externalsupplylithiumbatterychargingenergystoragestructure,DCboostermodule,aswellas7805voltageregulatormoduledesign,debugresistancewiretemperatureisthebiggestproblem,thedesigntakesconstantdebugging,wasabletogetacomfortabletemperature.Inthedesignprocess,itisnecessarytoconsiderwhetherthecurrentofthecircuitcanreachthecurrentsizerequiredbythemotorandelectricheatingwire.Thetriodeamplifyingcircuitisusedtoprovidesufficientcurrenttodrivethedevice.Thesafedebuggingofthedeviceafterthedesigniscompletedisindispensableinthedesignprocess.Keywords:SCM、EyemassageInstrument、ControlSystem目錄TOC\o"1-3"\h\u255201.引言 .引言1.1產(chǎn)品背景眼部按摩儀是在近代的科技水平發(fā)展迅猛，各類器械的工藝發(fā)展下，智能的機械都能夠做的非常精致且便于攜帶，功能眾多以及它的體積也變得越來越小了，塑料模具工藝的誕生讓我們許多機械都能夠裝載在適當?shù)哪＞弋斨?，計算機軟件畫圖的輔助下，我們更能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計以及創(chuàng)造我們?nèi)祟惿钏\用的工具，隨著人們生活的改變，從以前的貧困逐漸到現(xiàn)在的小康社會，人們也更愿意花錢買保健產(chǎn)品，保健器械，現(xiàn)在在各種商場電影院內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了許多自助按摩椅來提供人們歇息，更有許多人愿意花錢購買保健器械，眼部、頸部、背部、足部、小腿、等按摩儀器已經(jīng)在近幾年內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)，相關(guān)方面的技術(shù)也十分成熟，相關(guān)的技術(shù)公司也越來越多，慢慢的在市場上站穩(wěn)了腳，也誕生了相關(guān)的技術(shù)人員，市場空間很大，在中國甚至于全世界，都用非常多的近視人群，小學生、中小學生、配眼鏡的比例居高不下，眼部按摩儀的主要服務(wù)人群就是小學生、中小學生、高中生眼睛在發(fā)育的過程中過度使用且不做一些調(diào)養(yǎng)、按摩、歇息很容易就會導致近視，對于長期工作需要使用電腦的人群來說也是如此，對于眼睛近視的重視程度，我國對中小學生就研究出了一套簡單的眼保健操來保護自己的眼睛，市面上也有很多成熟且安全的眼部按摩儀的出現(xiàn)，倘若能夠給中小學生每人配備一個，那對于我國近視人群的比例是否能夠大幅度的下降呢？人的眼睛到了20幾歲將不再加深度數(shù)，定型了，家電行業(yè)競爭激烈，而按摩保健產(chǎn)品則剛剛興起，這是一個新興的市場，對于許多創(chuàng)業(yè)者都是十分吃香的。目前的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀已經(jīng)變得非常成熟先進，所研發(fā)的常見的功能有熱敷與震動的功能，而比較先進的功能有氣壓罩、藍牙音樂、同頻震動，還有一些模仿人手功能的氣囊擠壓功能的，許多品牌技術(shù)已經(jīng)達到了只需要運用一塊小小的芯片就能夠做出來三種以上的效果，已經(jīng)可以做到盡可能小的PCB板，小到一塊餅干大小，產(chǎn)品越精細它所蘊含的技術(shù)含量就越高，密集程度、排版順序都是重中之重，此類產(chǎn)品的定價在200-800上下，價格越貴所擁有的功能也就越多，技術(shù)層面越高。而在200-400左右價格的按摩儀已經(jīng)擁有了熱敷、震動、氣壓等功能了，可以說是物美價廉，非常適合大眾，不管你是國內(nèi)外公司制造的，你的產(chǎn)品外觀、性能、價位、安全才是在市場最具有競爭力的因素，相同的價格你有的功能比別人多，那你的競爭力就大，此類產(chǎn)品，最頂級的價位最高的護眼儀不僅僅是按摩了，而是通過貝茨視力訓練法來設(shè)計出來的產(chǎn)品，已經(jīng)不是物理按壓的方式去給眼睛做保健了，而是運用微電腦控制3D影像技術(shù)，在長筒暗室倉內(nèi)通過看近看遠來鍛煉睫狀肌，強壯晶狀體，從而增強眼軸的調(diào)節(jié)能力。如果在入睡前、課間、剛做完作業(yè)、或者工作后再使用這類護眼儀，那么孩子近視、弱視、遠視、斜視的幾率就少之又少了。1.2研究的目的和意義眼部按摩儀的目的就是為了服務(wù)人們更好地保護自身的眼睛，研究其中所運用的技術(shù)科技，能夠?qū)崿F(xiàn)更多的功能，讓我們解放雙眼，我們在生活中所遇到的壓力后，能夠得到釋放，得到放松，更好的愛護我們的眼睛，在以前貧困的中國，溫飽都成了問題，現(xiàn)在的中國已經(jīng)擁有了資本、實力，能夠自行創(chuàng)造出各種器械，研發(fā)出了各種技術(shù)，有能力、有資本、有技術(shù)、有信心可以做出高科技產(chǎn)品，追的上其他科技發(fā)達的國家，為了人民生活的更加健康、快樂、幸福、美滿，在國家興起的背景下，技術(shù)發(fā)展迅猛的前提下，各類保健器械得以出世，這個充滿精致的時代，做的東西越小越精致，通過不斷地改進，不斷地進步，我也想做出一樣能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)于人們的科技產(chǎn)品，能夠?qū)ι鐣兴暙I，能夠看到人們用到我設(shè)計的產(chǎn)品，結(jié)合現(xiàn)代化的設(shè)計理念，做出一個滿足于大眾的作品，試想一下，在一天的勞動過后，我們洗完澡躺在床上，戴上眼部按摩儀，十幾分鐘后，得到了舒服的按摩，困意一來便到頭就睡，那種舒緩了一整天疲勞的感覺能夠使我們明天的工作更加的有效率，如今按摩器械已經(jīng)在當今社會種扮演著極其重要的角色，是社會進步，國家發(fā)展的衍生品，同時也是提高人民生活質(zhì)量的不可少的因素。如果此類產(chǎn)品沒有得到重視和那么多年的發(fā)展，那我們的生活的很多地方就沒有我們現(xiàn)在那么便利，而此類產(chǎn)品的高精度、高工藝方面，相對于發(fā)達國家我們的研究成果、技術(shù)深度，還有很長的路要走，目前許多高技術(shù)、多功能設(shè)計還是依賴于進口仿造，自主研發(fā)的不多，這些都是要我們不斷努力的去改變的。核心技術(shù)的發(fā)展和人才的培養(yǎng)都是要經(jīng)過很多年的努力培養(yǎng)才行的，按摩儀器種所體現(xiàn)的技術(shù)其實也是我國發(fā)展中的技術(shù)，看似一樣小玩具，實則內(nèi)部的技術(shù)、制造工藝，模具的工藝，是十分重要的，是我們這個時代不可缺少的技術(shù)有，都是國家需要經(jīng)過一代人的學習、努力、研究所積累的知識庫存，在我們這個科技飛速發(fā)展的時代，世界第三次信息革命，很明顯這是個新的時代，電腦技術(shù)的誕生，電子信息的出現(xiàn)這都是這個時代的產(chǎn)物，因此，健康科技產(chǎn)品的市場比以往任何時候都要困難，所以想在這個市場下獲得生存，必須要有亮點，性價比、安全性、功能性等特點，國內(nèi)的保健企業(yè)卻并未順利發(fā)展，僅僅在中低端發(fā)展，無法做到外國的高集成電路板。本課題研究的眼部按摩儀具有震動按摩的功能，按鍵操控，電熱敷、定時關(guān)機等作用，這更有助于實現(xiàn)按摩器的集成化，智能化。震動按摩，通過電機讓整個結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動，對眼部進行全方位的按摩，會使人體的疲憊得到舒緩，而熱敷實則是熱療，熱屬于一種物理能量中的一種，通過對人體眼部的穴位施加一定的熱量，給與經(jīng)絡(luò)溫暖的氣息，使氣血通暢，達到了減緩人體疲勞的作用，醫(yī)學上講，利用熱療，能夠提高細胞組織的能夠，增強血液循環(huán)。課題設(shè)計的意義就是能夠給與那些經(jīng)過一天勞累工作的人一些溫暖，眼睛得到保護，讓人民的生活更加輕松，能夠更好地工作，全心全意為人民服務(wù)，給社會帶來更多的便利。2.總控制電路設(shè)計2.1單片機的選擇2.1.1單片機的簡介這是一塊多功能型的邏輯芯片，它相當于一臺計算機，相比于計算機它只差了一些I/O設(shè)備，當它出現(xiàn)的時候就為許多領(lǐng)域的學習提供便利。從上世紀90年代開始，單片機就開始被人們熟知，人們也逐步運用實踐起來，開發(fā)了許許多多的電子產(chǎn)品，在幾十年里的實踐過程中，它已經(jīng)積累了非常多的實踐方案，開發(fā)應用的程度也十分深入了，實現(xiàn)現(xiàn)代許多智能化電子設(shè)備的創(chuàng)新與發(fā)展，單片機芯片能夠?qū)?shù)據(jù)即時處理，而且處理的速度非常迅速，單片機擁有著強大的數(shù)據(jù)處理能力，給與了現(xiàn)代化技術(shù)更深層次的，更加高深的技術(shù)研究，把以前不可能實現(xiàn)的功能，無法想象的能力，放在現(xiàn)在都能夠做到并且還能夠在原本的基礎(chǔ)上做的更加多的功能。2.1.2STC89C52的管腳信息此次硬件設(shè)計采用STC89C52，如圖2.1所示：圖2.1單片機管腳信息2.2晶振電路最重要的是不受到干擾，可靠性能好。晶振電路如圖2.2所示圖2.2晶振電路所用到的晶振和電容如下表2.1所示。表2.1元件參數(shù)電子元器件名稱規(guī)格型號數(shù)量晶振12M49S1瓷片電容22PF50V22.3復位電路復位電路就是用于將電路一開始時保持在起始狀態(tài)的，通過獨立按鍵以及電容、電阻就能夠做出來，復位電路的開啟的方法有所不同，一般來說有2種，第一種是給電路上電之后單片機自行進行復位操作；第二種是通過按鍵來進行復位。設(shè)計的電路如圖2.3所示。圖2.3復位原理圖所需要的材料如表2.2所示。表2.2元件參數(shù)電子元器件名稱規(guī)格型號數(shù)量電容10uf1電阻10k1按鍵四腳12.4按鍵控制模塊此課題所設(shè)計的按鍵啟停電路如圖2.4所示。圖2.4按鍵控制原理圖獨立式按鍵的內(nèi)部原理如圖2.5所示圖2.5獨立按鍵原理圖此次課題采用的是外部中斷P3.2，P3.3所對應的電平的輸出為1；材料如表2.3所示表2.3元件參數(shù)電子元器件名稱規(guī)格型號數(shù)量按鍵四腳2電阻1K22.5啟停指示燈模塊此課題所設(shè)計的啟停指示燈電路如圖2.6所示。圖2.6指示燈原理圖2.5.1LED燈的簡介在這次的課題的設(shè)計當中，用作指示燈的元器件正是發(fā)光二極管，LED燈已經(jīng)在中國市場上逐漸取代了白熾燈，成為了各家各戶的光，成為了人民最常用的燈飾產(chǎn)品，制造材料充沛，所以使得它的價格非常便宜，廣受人民的喜愛，而在我國的中山市古鎮(zhèn)鎮(zhèn)的燈飾行業(yè)已經(jīng)達到了“世界燈飾之都”的稱號了，已經(jīng)擁有了各式各樣的燈，已經(jīng)擁有著世界領(lǐng)先水平的燈飾制造技術(shù)，不管是塑料模具成型，電路驅(qū)動設(shè)計，發(fā)光二極管技術(shù)，都已經(jīng)是世界前列的水平了，燈具模具的設(shè)計技術(shù)已經(jīng)到達了領(lǐng)先水平。燈飾行業(yè)的發(fā)展讓一個古鎮(zhèn)發(fā)展成為了接近縣級的都市。2.5.2LED燈的原理及運用LED燈發(fā)光的顏色取決于內(nèi)部材料的不同，取決于化學材料導電發(fā)光的材料不同，比如磷化鎵、碳化硅、氮化鎵等等材料分別能夠使發(fā)光二級光發(fā)出紅光、綠光、黃光、藍光，這就是它發(fā)不同顏色光的基本原理。接的正向電壓的話，發(fā)光二極管就能正常地操作，發(fā)出你原本添加的材料類型的光，如果接的反向電壓的話，少數(shù)電子很難注入和流動，所以一般不發(fā)光，發(fā)出多強的光跟電能有關(guān)系，流過發(fā)光二極管的電流有多大，它所產(chǎn)生的光能就能有多大，本次課題所用到的發(fā)光二極管如圖2.7所示。圖2.7發(fā)光二極管而本文所用到的發(fā)光二級光內(nèi)部構(gòu)造原理圖如圖2.8所示圖2.8發(fā)光二極管內(nèi)部構(gòu)造市面上的這種發(fā)光二極管都是這樣的構(gòu)造，正極電流進去的部分是小塊的晶片，負極電流進去的部分是大塊的晶片，長的引腳接正極，短的就接上負極，再用環(huán)樹脂包裹起來，而環(huán)樹脂內(nèi)部摻和的材料就是讓發(fā)光二極管發(fā)出各種類型的光的關(guān)鍵部分。2.5.3發(fā)光二極管的特點對于為什么國家乃至于世界都在使用LED燈，那必然有它可取之處，與傳統(tǒng)的燈相比，節(jié)能、顯色性、響應速度好。節(jié)能便是最重要也是最關(guān)鍵最受人們喜歡的特點，安全，就是其第二個非常重要的原因，你想想看以前的燈絲燈泡，開關(guān)次數(shù)多了，用的久了那燈絲的耐久度不高，斷裂的概率就會非常高，需要人們經(jīng)常去換新的燈泡，其中的金錢損失那將是非常巨大的，環(huán)保，由于LED燈制造所使用的材料是不含有任何的汞等金屬材料的，以前的白熾燈中就含有這種材料，所以人們都會喜歡上LED燈，反而以前的白熾燈在逐漸地被淘汰了。響應速度快，大家都可以回想起以前的燈管，是不是有一個記憶就是，按下開關(guān)后需要等很久才能夠通電發(fā)光，有時甚至開不了，傳統(tǒng)燈泡有的甚至發(fā)光后，需要一段時間才能夠達到正常的亮度，房間里面需要一段時間才能照亮整個房間。LED燈不會產(chǎn)生過多的熱量，在我們的日常生活中都有一個景象，在昏暗的夜晚里，有一盞路燈，過一段時間產(chǎn)生熱量，招引了許許多多的蚊子，昆蟲環(huán)繞著燈，甚至有許多排泄物在上面，使得不僅燈泡臟，燈柱的附近也很臟，如果是房間里面的話，那簡直是不忍直視，白熾燈和節(jié)能燈都會發(fā)熱，使得室內(nèi)的溫度升高，而發(fā)熱量極少的LED燈就解決了這兩個問題，時代的發(fā)展，技術(shù)的發(fā)展，LED燈的誕生讓我們的生活確實干凈了很多，而生活在這個時代是幸運的。2.6震動電機模塊為了使按摩儀產(chǎn)生震動的效果和STC89C52電路中的5V電壓能夠驅(qū)動電機，本課題所設(shè)計的是一個三極管放大電路，驅(qū)動電路電路圖如圖2.9所示圖2.9震動電路這個電路很簡單，正是眼部按摩儀所需要的精小的電路設(shè)計，既能夠?qū)崿F(xiàn)其功能，又能夠減少成本。而其中所用到的NPN三極管、二極管、震動電機都是經(jīng)過細細挑選的。2.6.1NPN三極管的選擇本文所采用的是市面上常用的S8050直插NPN三極管，實物如圖2.10所示圖2.10S8050該產(chǎn)品是一款小功率NPN型硅管，是電路硬件設(shè)計中常用到的半導體三極管型號之一，在這個放大電路中，三極管是擁有著放大電流的作用，為了把兩個震動電機驅(qū)動起來，發(fā)揮著不可或缺的作用。三極管的引腳圖如圖2.11所示。圖2.11S8050引腳圖PNP結(jié)跟NPN結(jié)的極性不同，大致相同，其實在1947年12月23日，晶體管的出現(xiàn)具有著劃時代的意義，因為它在圣誕節(jié)前夕發(fā)明的，所以也被稱為“給世界的圣誕節(jié)禮物”七八十年過去了，現(xiàn)在深刻地知道這個劃時代意義的發(fā)明，對生活產(chǎn)生了多么巨大的變化啊。S8050參數(shù)如表2.4表2.4元件參數(shù)產(chǎn)品參數(shù)材質(zhì)硅管顏色分類S8050直插NPNTO-92三極管結(jié)構(gòu)npn適用頻率低頻管功率小功率管封裝方式插件三極管2.6.2振動電機的選擇本文選購的微型直流振動電機實物如圖2.12所示。圖2.12直流電機不管兩個接頭哪個接正極，哪個接負極都是可以的，本文所選擇的微型震動電機的參數(shù)如下表2.5。表2.5元件參數(shù)產(chǎn)品參數(shù)品牌杰創(chuàng)軒型號N20電壓3v電源方式直流電產(chǎn)地其他海外地區(qū)2.6.3振動電機的特點與應用電機的型號也是很有講究的，一振動電機運用于各種各樣的行業(yè)場合，所以振動電機的也各種各樣，款式眾多，有幾噸重的，也有幾克重的，有些振動頻率十分大的，也有一些振動頻率十分小的，開山拓海的工程也是需要振動電機的，那種電機就十分巨大了，振動電機也能夠配合很多重型機動車，在日常生活中會看到，馬路上有那種類似挖掘機的機器，裝著振動鉆頭來打碎那些需要重新鋪水泥的水泥路，應該有許多的人看到過這個場景。隨著技術(shù)的發(fā)展，幾乎所有的機械都會有各種各樣的類型，在各種各樣的行業(yè)中發(fā)揮著各自的作用，哪怕是一個小小振動電機。2.7熱敷恒溫模塊同樣的設(shè)計方案，本文選取的熱敷發(fā)熱元器件是電熱絲，一種通過電流、電阻率、電熱絲面積不同所產(chǎn)生的溫度不同的材料，碳纖維發(fā)熱線如圖2.13所示。原理如圖2.14所示。圖2.13發(fā)熱線圖2.14熱敷電路圖2.7.1發(fā)熱材料的選擇在最開始的時候，本文選擇的是發(fā)熱片，就是那種PET聚酯加熱膜的如圖2.15所示。圖2.15加熱膜這種膜非常的方便，但是就是面積相對于所要放置的眼部按摩儀里面就顯得有些大了，而且不是很舒服，發(fā)熱的溫度非常高，不太適合，而且所需要占去的空間很大，相對于能夠通過一些方法得到想要的溫度的發(fā)熱線來說顯得不那么方便，最終放棄了這個材料的使用，改用了可以自己設(shè)計走線的鐵氟龍外皮包裹的發(fā)熱線，鐵氟龍的材料包裹比硅橡膠好很多，能夠達到阻燃的效果，而且在加熱過程中沒有任何異味。2.7.2鐵氟龍發(fā)熱線的技術(shù)參數(shù)在眼部按摩儀當中可能運用很長的發(fā)熱線，一般都是用20CM以下的長度，它是正宗東麗進口碳絲它的技術(shù)參數(shù)如表2.6所示。表2.6電熱絲參數(shù)3K6K12K24K36K48K硅橡膠外徑2mm2mm3mm3mm4mm5mm鐵氟龍外徑1.5mm1.8mm2mm2.2mm2.5mm2.7mm產(chǎn)品電阻148Ω/米78Ω/米33Ω/米17Ω/米12Ω/米9Ω/米發(fā)熱絲的使用說明48K就是48000根碳纖維絲=電阻9歐姆/米

36K就是36000根碳纖維絲=電阻12歐姆/米24K就是24000根碳纖維絲=電阻17歐姆/米

12K就是12000根碳絲電阻33歐姆

6K就是6000根碳絲電阻=78歐姆/米

3K就是3000根碳絲電阻=146歐姆/米

適用于室內(nèi)地暖或者溫差低的場合。3.可充電模塊設(shè)計3.1電池的選擇由于需要盡量減少其空間的使用，本文采用的是市面上專為DIY設(shè)計所生產(chǎn)的可充電鋰電池，在一部按摩儀里面的空間就很小，所以盡量選擇了比較小型的鋰電池，為了在享受按摩的時候不受到充電線的影響，隨時隨地的充電，只需要一條幾乎挨家挨戶都擁有的USB充電線就可以充電，所以排除了一次性電池的選擇，選擇了可充電的市面上常用的可充電鋰電池，實物如圖2.18所示。圖3.1鋰電池產(chǎn)品參數(shù)如表3.1所示。表3.1元件參數(shù)品牌伯朗型號適用火兔兔電池生產(chǎn)企業(yè)深圳科祥威電子有限公司生產(chǎn)日期2020/02/20電壓3.7V容量800mA3.2DC升壓片的選擇本文使用的使3.7V鋰電池，所以想到用DC升壓片來給電路升壓使得全部元器件都能夠正常使用，讓電路電壓達到8V再用下面會講到的穩(wěn)壓模塊7805使得電壓穩(wěn)定在5V，所以DC升壓片是穩(wěn)定電路里面不可缺少的一部分，實物如下圖3.2所示。圖3.2DC升壓片正反面3.2.1DC升壓片的簡單介紹及原理DC升壓片就是為了讓鋰電池3.7V的電壓升至8V達到三端穩(wěn)壓模塊所需要的電壓最后再降壓到平穩(wěn)的5V。產(chǎn)品介紹：輸入電壓范圍：25V-5VOUT。輸入電壓需低于或等于設(shè)置的輸出電壓輸出能力：以3.7V鋰電池輸入時，可輸出5V1A、8V0.5A\9V0.45A\12V0.3A以5V鋰電池輸入時，可輸出8V0.7A、9V0.7A、12V、0.5A默認12V輸出時，LED指示燈消耗電流約為1mA若關(guān)閉指示燈，空載時輸入端電流<1mA電壓設(shè)置：PCB正面可以看到標有A、B字樣，使用電烙鐵改變字符旁的焊盤通斷即可更改輸出電壓，下表中0表示焊盤斷開，1表示焊接連通。LED指示燈旁的焊盤也可以斷開來關(guān)閉指示燈。如下表3.2所示表3.2電壓選擇表ABVOUT005V018V109V1112V3.3穩(wěn)壓模塊78053.7V的鋰電池經(jīng)過了設(shè)定為輸出為8V的DC升壓片后，需要用到接下來的穩(wěn)壓模塊7805給與單片機電路一個穩(wěn)定的5V電壓，實物如下圖3.3所示。圖3.37805三端穩(wěn)壓器模塊3.3.17805三端穩(wěn)壓器的介紹三端穩(wěn)壓器，它在電子領(lǐng)域運用地非常的普遍，它對于很多的電子設(shè)備的應用很多，尤其在小型的低壓電子環(huán)境當中，它所具備的能力是將一個比較高比較不穩(wěn)定的電壓穩(wěn)定在一個比較低且穩(wěn)定的電壓，這就是本文所用到的7805三端穩(wěn)壓器的作用，將不穩(wěn)定的電路電壓，穩(wěn)定在所需要的5V電壓，給電路提供一個穩(wěn)定的電壓。它是一個模塊由幾個電容，幾個電阻，還有一個二極管，LM7805芯片才能夠運用到這個模塊。3.3.27805三端穩(wěn)壓器的原理原理如圖3.4所示。圖3.47805三端穩(wěn)壓器原理圖上面所說到的是一個模塊，而在這個模塊中最重要的電子元器件就是LM7805，它有點跟三極管相似，一般來說在電壓較大的情況下，它是需要散熱保護和安全工作區(qū)保護的，而設(shè)計的電壓小，所以就不設(shè)置和不提供散熱保護給這個三端穩(wěn)壓模塊了，在這個X78XX系列里面，LM7805的引腳圖如圖3.5所示。詳細的電氣特性如下表3.3所示。圖3.5引腳圖表3.3電氣特性參數(shù)參數(shù)符號測試條件最小值典型值最大值單位輸出電壓VoTj=25℃4.85.05.2V5.0mA<1o<1.0A,Po<15WVi=7.5vto20v4.755.005.25V線性調(diào)整率△VoTj=25℃,Vi=7.5Vto25V4.0100mVTj=25℃,Vi=8Vto12V1.650mV負載調(diào)整率△VoTj=25℃,lo=5.0mAto1.5A9100mVTj=25℃,lo=250mAto750mA450mV靜態(tài)電流IQTj=25℃5.08mA靜態(tài)電流變化率△IQlo=5mAto1.0A0.030.5mAVi=8Vto25V0.30.8mA輸出電壓溫漂△Vo/△Tlo=5mA0.8mV/℃輸出噪音電壓VNf=10Hzto100KHz,Ta=25℃42μV紋波抑制比RRf=120Hz,Vi=8Vto18V6273dB輸入輸出電壓差Volo=1.0A,Tj=25℃2V輸出阻抗Rof=1KHz15mΩ短路電流1SCVi=35V,Ta=25℃230mA峰值電流1PKTj=25℃2.2A3.3.3LM7805的重要性在電子元器件領(lǐng)域，很顯然7805使用頻率非常高，常常運用在單片機電路當中，5V的電路也通常需要用到7805，對于本次課題設(shè)計扮演者非常重要的角色，是必備的元器件，在穩(wěn)壓方面沒有其他方法比使用三端穩(wěn)壓模塊更加穩(wěn)定、簡單、便捷了，用LM7805已經(jīng)可以滿足了本文所需要的要求了。3.4USB充電保護模塊為了使鋰電池能夠充上電，本文使用了經(jīng)常使用的micro接口模塊，在模塊當中設(shè)計有著充電顯示燈，非常地方便設(shè)計電路，節(jié)省了很多地方，技術(shù)也老道，成熟，一般都非常地安全，不會出現(xiàn)什么大問題，如下圖3.6所示。圖3.6USB保護模塊實物圖3.4.1micro接口模塊的特點在2004年6月很多手機產(chǎn)商包括諾基亞、三星、摩托羅拉等等，成立了開放移動終端平臺組織。在2007年9月，OMTP公布了全球統(tǒng)一的手機充電器接口標準為MicroUSB.所以至今都有很多藍牙、MP4、音箱數(shù)碼相機等等都會用到這種接口。Micro接口運用的很普遍，傳輸方便，是全球通用的一種接口，使用起來也方便，也能夠支持許多外接設(shè)備，這個模塊最重要的一點是能夠保護到電路的安全，對于很多小型電路來說是非常使用的一樣器件。3.4.2micro接口模塊的產(chǎn)品參數(shù)表3.4元件參數(shù)充電方式線性充電充電電流1A可調(diào)充電精度1.5%輸入電壓4.5V~5.5V滿充電壓4.2V充電指示紅燈充電、紅綠燈常亮充滿輸入接口MICRO接口麥克USB工作溫度-10°到+85°能否反接不能反接尺寸23mm*18mm4.電路框架與焊接4.1電子元件的焊接所有的元器件的焊接都是經(jīng)過本文設(shè)計的仿真大致模樣來設(shè)計焊接線路的，如圖4.1所示。圖4.1總電路線路圖為了盡可能地把須有的電子元件密集且有序地焊接在電路板上，除了電路板上的電路設(shè)計外，還有考慮所用到的模塊的安裝輸入端口。在電熱絲的長度選用方面都得需要很多次的測試與調(diào)試才能夠?qū)㈦姛峋€的溫度掌控住，在不損壞元件的前提下，把鋰電池、USB充電模塊、DC升壓片、7805三端穩(wěn)壓模塊、STC89C52、振動電機模塊、熱敷恒溫模塊焊接完整，要注意三極管各個引腳對應的揭發(fā)，各個模塊的政府及不能接反了。4.2總設(shè)計框架在設(shè)計之初就必須要有一個框架圖，那就是集合了鋰電池、MICRO接口模塊、DC升壓板、LM7805三端穩(wěn)壓模塊、STC89C52單片機、電機、電熱線、發(fā)光二極管的一個框架如圖4.2所示。STC89C52STC89C527805三端穩(wěn)壓模塊USB充電模塊DC升壓振動電機7805三端穩(wěn)壓模塊USB充電模塊DC升壓振動電機電熱絲鋰電池電熱絲鋰電池圖4.2總設(shè)計框架5.控制程序的設(shè)計5.1Proteus的簡介這款軟件能夠把市面上絕大部分元器件都能夠畫在板子上，設(shè)計思路清晰，所以在這里簡單地介紹下這一款。它是一款集原理圖布圖、代碼調(diào)試、電路仿真、PCB設(shè)計、虛擬模擬合為一體的設(shè)計平臺，它是可以幫助人們從一個概念開始真正完整地設(shè)計出產(chǎn)品的很完美的幫手，里面含有著市面上各式各樣的以前的火熱的芯片，里面具有著幾乎市面上所有的電子元器件，當中我基本能夠在Proteus軟件中找到我所需要的元件，在最近的軟件更新中而它擁有的基本操作一般都是這么一個流程的，首先建立一個屬于最近的仿真文件夾，按照教程建好保存好最近的文件之后，選擇好自己所需要的芯片放在電路圖中后，就開始在ComponentMode中尋找各種電子元器件，再將自己需要的電子元器件放置在電路圖中，經(jīng)常會用到的TerminalsMode中的地線跟電源線，所以在同學們的課題設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計中都能夠運用的到，是我們學生從理論走向?qū)嵺`的重要環(huán)節(jié)，隨著科技的發(fā)展這些仿真技術(shù)的推廣，讓廣大學生群體都有了很好的學習資源，相對于以前的刻苦的學習環(huán)境來說，這無疑是人類的一大步，仿真技術(shù)的推廣無疑給與了我們學生的學習實踐，學習資源，很多同學都認為單片機的學習，擁有了仿真技術(shù)的出現(xiàn)，大大地提高了同學們的興趣，在仿真實踐當中汲取了養(yǎng)分，吸收了大量的知識，提高了我們的動手能力，廣泛地被師生們科學家們運用，它具有這很大的推廣利用價值，所以各類院校都運用這款軟件來進行教學。5.2keiluVsion的簡介本文運用這款軟件編寫所需要的程序，導入到仿真里面試試看能否仿真出所設(shè)計的功能，響應?？蓪懶远加兄艽蠛苊黠@的優(yōu)勢，所以keil才被選取高校里面教書的必學軟件，Keil提供了許許多多的容易看懂和使用的集成環(huán)境、強大的功能，一定能讓你事半功倍，更加簡單地設(shè)計出所需要的代碼，為社會提供新鮮技術(shù)和發(fā)明，推動經(jīng)濟的發(fā)展，而通過其中做出來的產(chǎn)品能夠推動全國人名的生活水平的發(fā)展。在最根本的學習流程就是學習建立新的文件流程步驟，以下是建立新項目基本步驟打開keiluvision2，點擊項目欄里面的project里面的newuvisionproject新項目建好之后再點擊工具欄里的file里面的new新建一個文件，這時候就必須要注意了，一定要將它保存為尾綴是.c的格式，這是這款軟件對于C語言的規(guī)定，記住就好，然后在keiluvision2的左邊的project里面的窗口，雙擊Target1文件名里面的的SourseGroup1，在經(jīng)過以上操作之后就可以在里面開始寫你的代碼了下面圖5.1是keiluvision2的操作窗口。圖5.1操作窗口開始5.3程序框架開始初始化定義初始化定義開啟外部中斷開啟外部中斷NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNY是否按下K2Y電機不動電機啟動是否按下K1電熱絲不通電電熱線通電NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNY是否按下K2Y電機不動電機啟動是否按下K1電熱絲不通電電熱線通電圖5.2程序框架圖5.4單片機開發(fā)板和燒錄對于學習研究單片的初學者而言，單片機的開發(fā)板也稱為面包板正是所需要學習工具，如下圖5.3所示圖5.351單片機開發(fā)板5.4.1開發(fā)板功能介紹里面的教程教導了很多的學習方法，和學習視頻，本套教程可兼容普中51-單核-A2、51-雙核-A6、普中51-雙核-A7、HC6800-EM3V3.0、HC6800-EM3V2.2、HC6800-EM3V2.2C開發(fā)板，普中51-雙核-A6開發(fā)板與普中51-雙核-A7、HC6800-EM3V3.0、HC6800-EM3V2.2、HC6800-EM3V2.2C開發(fā)板內(nèi)的模塊設(shè)計絕大多數(shù)一樣，只是部分模塊設(shè)計不同而已，比如普中51-雙核-A6，A2開發(fā)板采用的是STC89C52和STC8A8K64S4A12雙51內(nèi)核CPU設(shè)計，對于普中51-單核-A2等，默認使用的是STC89C52單CPU設(shè)計，其內(nèi)部模塊與普中51-雙核-A6開發(fā)板幾乎一樣，只是一個是單CPU設(shè)計，一個是雙CPU設(shè)計，而且普中51-單核-A2開發(fā)板部分IO口與部分模塊相互關(guān)聯(lián)，而其它部分開發(fā)板開放IO口連接完全開放，所以這部分開發(fā)板可以按照普中51-單核-A2、HC6800-EM3V3.0、HC6800-EM3V2.2、HC6800-EM3V2.2C開發(fā)板的實驗接線方式操作，因此教程也就通用。5.4.2普中51-單核-A2開發(fā)板模塊介紹開發(fā)板各功能模塊圖5.4如下：圖5.4模塊分布圖各個模塊的功能如下表5.1所示表5.1模塊分布序號模塊功能描述1五線四相步進電機驅(qū)動模塊使用ULN2003芯片，可驅(qū)動直流電機、五線四相步進電機2動態(tài)數(shù)碼管模塊使用74HC245芯片和和74HC138譯碼器驅(qū)動2個四位一體共陰數(shù)碼管3LCD1602/LCD12864連接LCD1602液晶屏或連接LCD12864液晶屏4EEPROM模塊使用AT24C02芯片，存儲容量為256字節(jié)，可實現(xiàn)IIC-EEPROM功能，存儲的數(shù)據(jù)掉電不丟失58*8單色LED點陣模塊可獨立控制LED顯示數(shù)字、字符、簡單漢字圖形等6蜂鳴器模塊使用無源蜂鳴器，可實現(xiàn)報警提示等功能7DS1302時鐘模塊使用DS1302時鐘芯片，可實現(xiàn)數(shù)字時鐘功能8使用DS1302時鐘芯片，可實現(xiàn)數(shù)字時鐘功能可固定單片機，并將單片機IO口全部引出，方便用戶二次開發(fā)9LED流水燈模塊使用8個小燈，可實現(xiàn)LED流水燈控制10ADC模塊使用XPT2046芯片，可實現(xiàn)模擬信號采集轉(zhuǎn)換，可設(shè)計簡易電壓表等11DAC(PWM)模塊使用LM358芯片，可實現(xiàn)模擬信號輸出、PWM控制12USB轉(zhuǎn)TTL串口模塊使用CH340芯片，可實現(xiàn)USB轉(zhuǎn)TTL串口功能，既可下載程序，又可實現(xiàn)串口通信13矩陣鍵盤模塊使用4*4矩陣鍵盤，可實現(xiàn)鍵盤輸入控制14獨立按鍵模塊使用4個按鍵，可實現(xiàn)按鍵控制15NRF24L01模塊接口支持NRF24L01模塊，可實現(xiàn)2.4G無線16DS18B20接口可接入DS18B20溫度傳感器進行溫度檢測17紅外接收模塊使用一體化紅外接收頭，可實現(xiàn)紅外遙控通信18復位按鍵系統(tǒng)復位按鈕5.4.3程序的燒錄如下圖5.5所示。圖5.5CH340一段時間后，如果安裝成功會顯示如下圖5.6所示：圖5.6成功界面如果顯示“驅(qū)動預安裝成功”或者“驅(qū)動安裝失敗”等提示信息，表明驅(qū)動安裝不成功。這時可以打開光盤目錄“\3--開發(fā)工具\2.開發(fā)板驅(qū)動\驅(qū)動安裝失敗解決方法”，安裝對應的驅(qū)動。如果還是安裝失敗，可以重新?lián)Q條USB線（支持安卓手機數(shù)據(jù)線）再次安裝測試，如果還是安裝失敗，還可以下載一個驅(qū)動精靈，讓其自動檢測硬件驅(qū)動，一般通過這幾個步驟都是可以解決驅(qū)動安裝失敗等情況。驅(qū)動安裝成功后可以打開打開光盤目錄“\3--開發(fā)工具\3.程序燒入軟件\普中科技燒寫軟件（推薦使用）\PZ-ISP自動下載軟件.exe”軟件，查看串口號是否顯示有“CH340”字樣的串口，如果有則證明驅(qū)動安裝成功，否則失敗。如圖5.7所示。圖5.7串口號信息其次，安裝好CH340驅(qū)動后，就可以下載程序了，在下載程序前先確認下開發(fā)板上的USB轉(zhuǎn)TTL串口模塊上的P5短接片是否短接（P31T與URXD連接，P30R與UTXD連接），出廠的時候該短接片默認已經(jīng)短接好，如圖5.8所示：圖5.8TTL模塊接下來就用開發(fā)板廠商開發(fā)的軟件下載燒錄需要的程序如圖5.9所示。圖5.9燒錄軟件1、鼠標雙擊該軟件，彈出如下界面：（注意軟件的版本號）打開界面如圖5.10所示。圖5.10燒錄軟件界面2、選擇芯片類型為“STC89Cxx(New)”，如下圖5.11所示：圖5.11芯片界面將波特率設(shè)置為“4800”這是經(jīng)過測試后得到的可以運用的波特率。如圖5.12所示。圖5.12波特率界面4、其他的選項保持默認設(shè)置。下面點擊“打開文件”，選擇到你Keil所保存的.hex文件打開就可以了，如下圖5.13所示：圖5.13打開文件最后一步是按下程序下載按鈕就可以了，成功燒錄后如下圖5.14所示.圖5.14成功界面參考文獻[1]沙憲政,霍紀文.新一代低頻電治療儀的研制[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2003(02)：15-20.[2]余學飛.單片機控制的便攜式低頻電疼痛治療儀的研制[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2004(08)：32-35.[3]王寶彬,唐健,林清.基于單片機89c52的新型指紋鎖的設(shè)計[J].沈陽工業(yè)學院學報,2004(04：30+50.[4]夏子浦,徐穎秦,倪榮,孫絲韜,沈錦程,張欣.基于STC89C52單片機的自動灌溉系統(tǒng)設(shè)計[J].電子世界.2017(11)：51-53.[5]汪洋,王少宏,李鑫.一種基于STC89C52單片機的簡易智能小車的實現(xiàn)[J].電腦知識與技術(shù).2016(17)：56-62.[6]朱貴憲.基于STC89C52單片機控制的智能滅火系統(tǒng)設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù).2017(16)：20-25.[7]劉曉藝,劉清平,安仕梅.基于STC89C52單片機的溫度采集與控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技廣場.2016(06)：101-105.[8]李茸,段哲民,林珊珊,黃心杰,郭龍.一種智能型電熱毯溫控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程.2014(16)：20-30[9]李進,韓東起.基于單片機的按摩椅的制作[J].電腦知識與技術(shù).2013(01)：35-40[10]顧濱.Protel99SE實用教程[M].北京：人民郵電出版社，2008：15-30.[11]陳小虎.電工電子技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2006：50-70.[12]王曉明.電動機的單片機控制[M].北京：北京航空航天大學出版社，2002：41-53.[13]梅曉榕,柏桂珍,張卯瑞.自動控制元件及線路[M].北京：科學出版社，2005：70-82.[14]孫靜.基于單片機的直流電機控制[J].科技資訊,2018(24)：43-62.[15]張新榮，張宇林，周紅標，唐中一.基于單片機的按摩機傳動數(shù)字控制電路設(shè)計[J].自動化應用2011(10)；80-95.[16]陳海宴.51單片機原理及度應用[M].北京：北京航空航天大學出版社，2010：34-52.[17]盧莉蓉，王小明，李慧賢，霍晨晨.一種STC89C51單片機控制按摩眼罩的設(shè)計[J].山西電子技術(shù).2018：70-83.[18]王霞，袁夢，胡麗君.不同眼部休息方法對緩解醫(yī)學生視疲勞的作用[J].中國學校衛(wèi)生.2016，37（9）；1314-1317.[19]覃建，王麗婭，石迎輝.LCQ-A型眼部保健理療儀緩解視疲勞臨床效果觀察[J].醫(yī)藥論壇雜志.2013，34（5）；6-10.[20]李艷.單片機技術(shù)在電氣傳動控制系統(tǒng)中的應用[J].通信電源技術(shù).2018,35(02):169-170.[21]JairLúcioPradosRibeiro.Resonanceinaheadmassager.2015,53(4):245-245.[22]IanMcilraith,YvonneMBuys,RobertJCampbell,GrahamETrope.OcularmassageforintraocularpressurecontrolafterAhmedvalveinsertion[J].CanadianJournalofOphthalmology-journalCanadienDOphtalmologie.2008,43(1)：48-52[23]XuejunTian,JianliangLi,DarongLi.DesignofautomaticwateringsystembasedonSTC89C52MCU[J].2018,18(4):949-961.總結(jié)通過此次的設(shè)計，發(fā)現(xiàn)很多公司產(chǎn)商生產(chǎn)一個產(chǎn)品是非常不容易的，那不是一兩個星期就能夠設(shè)計出來的，它需要從理論到設(shè)計到每個零部件的銷路和夠賣到實物的生產(chǎn)組裝，最后到調(diào)試、測試性能、測試安全性，再到最后的出售，每一步都是至關(guān)重要的，任何一步出現(xiàn)失誤都會直接影響后面的步驟，甚至根本不能夠進行下一步，而學習大學里面學的模擬電路、數(shù)字電路等等基礎(chǔ)知識，當初學習的時候就不知道對以后的工作有什么作用，到了畢設(shè)這里，我之前所學的知識都是有用的，都是一個非常重要的基礎(chǔ)，無論是單片機課程還是電路的課程或者是C語言的學習，都是在打基礎(chǔ)，倘若沒有這些課程的學習，就直接做畢業(yè)設(shè)計，那其中的難度會大上幾倍，在有軟件硬件電路的知識儲備下，我能夠更加好地運用，更加熟練地運用學過卻忘記的東西。在做畢設(shè)的過程中，我了解到了許許多多的電子元器件，了解到電子這一方面是非常大的，它好比大海，也許一個人窮盡一生都只能在其中一個小方面做到極致，如果想全面吸收學透，那是不可能的，學海無涯，這就是我此次畢業(yè)設(shè)計領(lǐng)略到的古人的傳承文化的精髓。從一開始的無從下手，十分害怕我搞不定程序方面的設(shè)計，一切就從實現(xiàn)功能最開始，你不可能一開始就什么都會，我懂得了，所有的技術(shù)大神都是從最基礎(chǔ)的程序練起來的，都是從基礎(chǔ)知識一步一步的突破，一步一個腳印慢慢積累起來的，都是從簡單的基礎(chǔ)開始的，在學習程序的時候，一遍看不懂看兩遍，看三遍就大概能夠掌握了。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我直接相信在以后遇到困難時，我都有信心能夠找到方法解決這些困難。加油。致謝在剛?cè)氪髮W時，什么都不會，迷迷糊糊的，十分迷茫，找不到自己的目標，我爸爸經(jīng)常跟我說道，一個人活在世上就要有自己的目標、理想，追逐自己的目標、理想這樣的人生才會有意義，哪怕其中有很多困難，目標、理想都會給你勇氣、給你希望，在我的大學生活里，遇到了很多人，我的舍友、同學、朋友、老師、學長、在任何時候，只要你自己想要站起來，找到了自己的目標，只要你向他們尋找?guī)椭?，他們將會毫不吝嗇地幫助你，給你一些自己經(jīng)歷過覺得有用的經(jīng)驗，給與你們指導，在這次的畢業(yè)設(shè)計當中，四年的大學老師所教到的有關(guān)電子的知識都能夠用的到。在選題之初，我不知所措，曹老師給與了我們大量的案列，給與了我們很多想法構(gòu)思，在設(shè)計當中給與了我們很多參考文獻，讓我們學習其中我們所需要的知識，在我無從下手的時候請教了曹老師和幾位同學，我才能夠在慌亂中冷靜下來，尋找到了思路，以及達到這些設(shè)計的方法，感謝曹老師對我們畢業(yè)設(shè)計的監(jiān)督和幫助，在曹老師的講解下我們的撰寫論文格式就規(guī)范了很多，剛開始寫的時候亂七八槽的無從下手。能夠在大學四年里開開心心地學習生活，我要感謝我的父母經(jīng)濟和精神上的鼓勵支持，在我最迷茫的時候點亮了我，也讓我找到了我人生的目標，感謝大學四年里老師、同學們的陪伴，感謝學校給與了我們一個能夠快速成長的地方，讓我們能夠快快樂樂，安全地成長。十分感謝。附錄一程序代碼#include<reg52.h>typedefunsignedcharu8;typedefunsignedintu16;sbitk1=P3^2;//按鍵K1sbitk2=P3^3;//按鍵K2sbitled1=P1^0;//按鍵指示燈1sbitled2=P1^1;//按鍵指示燈2sbitdj=P2^0;//電機的震動sbitdrs=P2^1;//電熱絲voiddelay(unsignedinty){unsignedx,z;for(x=y;x>0;x--);for(z=110;z>0;z--);}voidmain(void){led1=1;led2=1;dj=0;drs=0;while(1){if(k1==0){delay(10);if(k1==0)led1=~led1;while(1){delay(500);//電機0.5秒啟停間隔開啟dj=1;delay(500);//電機0.5秒啟停間隔關(guān)閉dj=0;}}if(k2==0){delay(10);if(k2==0)//電熱絲通電led2=~led2;drs=~drs;//電熱絲斷電}while(!k1);while(!k2);//按鍵等待松開重新檢測}}附錄二英文文獻附錄三英文文獻翻譯科學與工程計算方法雜志18（2018）949-961949doi10323/jcm-180835IOS出版社基于STC89C52單片機的自動澆水系統(tǒng)設(shè)計田學軍，李建良，李大榮嶺南師范大學機電工程學院，廣東湛江抽象。本設(shè)計采用STC89C52單片機和ADC0832變頻器作為系統(tǒng)的核心，根據(jù)土壤YL-69土壤濕度檢測電流，與適合植物生長的設(shè)定溫度范圍進行比較，如果土壤水分值低于設(shè)定限值單片機的數(shù)值范圍，單片機控制繼電器開關(guān)閉合，電機泵工作;如果檢測到土壤水分高于設(shè)定值“單片機”微電腦控制開關(guān)，繼電器，電機泵停止工作的上限值。連續(xù)檢測和判斷的過程，是系統(tǒng)功能設(shè)計的重點。關(guān)鍵詞：自動澆水系統(tǒng)，土壤水分收集，STC89C521.介紹種花比種花更容易。植物的存活率不高，這是一個問題，其原因是植物的生長需要適當?shù)耐寥浪?，但人們傾向于隨意種植植物。它們沒有測量就澆灌植物，這對植物的健康生長是有害的。對于沒有一定時間的水生植物甚至忘記澆灌植物來說無疑是不負責任的，因為它會使植物漸枯萎。澆水太多或太少都不利于植物的健康生長。如今，社會正處于自動化的過程中，電子機械勞動所取代的人力勞動高漲正在興起。如果我們使用能夠根據(jù)實際土壤水分準確控制澆水量和澆水時間的電子設(shè)備，植物可以及時澆水，這無疑有利于植物的健康生長，勞動力得到解放。目前可用的灌溉控制器規(guī)模小且價格昂貴，僅限于實驗和理論研究。自動灌溉控制器可以節(jié)省能源，水和增加產(chǎn)量，但一次性投資對農(nóng)民來說太多了[4].根據(jù)這一理想，本研究設(shè)計了一種自動澆水裝置。本設(shè)計以STC89C52單片機為核心，以YL-69土壤濕度傳感器為檢測裝置，以繼電器控制泵送電機為輸出端口。C51語言用于編譯程序以支持整個系統(tǒng)，并構(gòu)建滿足當前市場要求的自動澆水系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下特定功能：每天在規(guī)定的時間內(nèi)供水;根據(jù)一年中的季節(jié)調(diào)整水量;根據(jù)土壤含水量自動或手動澆水，等等。?通訊作者：田學軍，嶺南師范大學機電工程學院廣東省湛江市金津路29號電子郵件139.com。1472-7978/18/$35.00Qc2018-IOSPress和作者。版權(quán)所有2XJTian等。/基于STC89C52單片機的自動澆水系統(tǒng)設(shè)計2.系統(tǒng)核心組件2.1.Stc89c52微控制器STC89C52微控制器具有4K字節(jié)閃存可編程和可擦除只讀存儲器（ROM）。由于在單芯片中，多功能8位CPU和閃存，ALMEL高性能微控制器，低能耗空閑和斷電模式的組合，該微控制器為嵌入式控制系統(tǒng)提供高度靈活和高度精確的方案[1].與其他類型的微控制器或開發(fā)板（如AT89C51，CC2530等）相比，選擇STC89C52微控制器的優(yōu)勢在于幾個方面，即數(shù)據(jù)存儲空間，可編程閃存和大型EEPROM存儲空間。存儲的程序更大，計算速度更快。而且，STC89C52的編程很容易，而且成本低，這使得它非常適合這種設(shè)計并成為系統(tǒng)的核心。2.2.ADC0832信號轉(zhuǎn)換器ADC0832的分辨率為8位，+5V電源，低功耗約15mW。它不需要零和滿量程校準。由于其體積小，成本價格比高，兼容性好，在國內(nèi)的普及率和利用率相對較高[2].當系統(tǒng)工作時，YL-69土壤濕度傳感器的模擬信號輸出不能被微控制器直接識別和處理，需要ADC0832轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，以便識別和處理微控制器。ADC0832的工作過程如下。當ADC0832不工作時，CS為高電平，禁用轉(zhuǎn)換器芯片。當ADC0832開始工作時，CS設(shè)置為低電平，直到轉(zhuǎn)換完成。微控制器將時鐘脈沖發(fā)送到CLK端口，轉(zhuǎn)換器芯片開始工作。土壤濕度傳感器將模擬信號傳輸?shù)紺HO端口，模擬信號由轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并通過DO端口輸出到微控制器。3.灌封自動澆水系統(tǒng)的設(shè)計該系統(tǒng)采用YL-69土壤濕度傳感器收集土壤濕度。YL-69的工作原理是傳感器的兩個電極檢測土壤電導率，即檢測數(shù)據(jù)是土壤電導率引起的電壓變化結(jié)果。[3].原理圖如圖1所示。1.所獲得的模擬信號通過LM393芯片輸入ADC0832進行轉(zhuǎn)換。原理圖如圖1所示。2.土壤濕度檢測電路的設(shè)計主要由STC89C52和ADC0832組成。YL-69土壤濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)紸DC0832。該電路包括濕度采集，AD轉(zhuǎn)換，數(shù)碼管顯示，繼電器驅(qū)動等功能。當微控制器需要采集數(shù)據(jù)時，它發(fā)送啟動A/D轉(zhuǎn)換器的指令，ADC0832根據(jù)接收的地址轉(zhuǎn)換輸入的模擬信號。信號。轉(zhuǎn)換完成后，轉(zhuǎn)換器通知微控制器讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。微控制器調(diào)用中斷程序來讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。最后，微控制器通過軟件處理收集的濕度數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到數(shù)碼管進行顯示。澆水系統(tǒng)的設(shè)計有自動和手動部件。通過比較發(fā)送到微控制器的土壤濕度值和預設(shè)的上限和下限來實現(xiàn)自動澆水部分。當濕度低于下限時，XJTian等。/基于STC89C52單片機的自動澆水系統(tǒng)設(shè)計3圖1.土壤濕度傳感器示意圖。圖2.AD轉(zhuǎn)換電路的示意圖。圖3.電源模塊示意圖。微控制器觸發(fā)信號斷開繼電器，水射流馬達停止?jié)菜?。手動部分通過用戶按鍵實現(xiàn)控制澆水[3]并改變澆水模式。當土壤水分不均勻時，系統(tǒng)可以使用多個濕度傳感器進行多點檢測，然后將信號的平均值發(fā)送到STC89C52單片機進行控制。原理圖設(shè)計是通過硬件電路，根據(jù)要實現(xiàn)的功能。系統(tǒng)活動和功能通過軟件編程實現(xiàn)。通過仿真檢查所設(shè)計的電路和程序的校正。最后，系統(tǒng)進行了調(diào)試。4.系統(tǒng)硬件電路設(shè)計該系統(tǒng)的原理圖由AltiumDesignerSummer09軟件繪制。系統(tǒng)電路由6個主要模塊組成，每個模塊都有其功能。電源模塊，復位模塊和時鐘模塊是微控制器正常工作的必然模塊。繼電器驅(qū)動模塊，按鍵模塊和數(shù)碼管驅(qū)動模塊是微控制器系統(tǒng)的功能模塊。它們都是實現(xiàn)系統(tǒng)功能所必需的。4.1.電源模塊系統(tǒng)的電源可以由便攜式電池的USB端口提供。該電源模塊由DC供電，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的輸出電源環(huán)境，是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。在電源電路中增加了去耦電容，具有濾波功能，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定工作[5].電源模塊的原理圖如圖1所示。3.4.2.復位電路模塊微控制器的上電復位是系統(tǒng)的初始化操作，以使微控制器和其他單元處于相同的建立狀態(tài)并工作。當系統(tǒng)受到干擾，程序出錯時，需要按鍵并手動復位，系統(tǒng)才能正常工作。圖4.復位模塊和時鐘模塊的原理圖。上電復位的工作原理如下。當電源接通時，電容器C1進入充電過程，相當于短路。RST端子具有高電平，系統(tǒng)自動復位。當電容器的充電過程結(jié)束時，C1相當于斷路器，RST端子通過阻抗接地，電平逐漸降低，程序正常運行。手動復位的工作原理是通過鍵S1將RST端子連接到電源。按下鍵時，RST端子為高電平，復位完成。當電容逐漸充電時，RST接地，其電平逐漸下降，程序正常運行[6].復位電路原理圖如圖2所示。4.4.3.時鐘模塊為實現(xiàn)系統(tǒng)各功能部分的同步工作，電路應由唯一的時鐘信號控制，并根據(jù)時鐘信號按時序工作[5].微控制器正常工作所需的時鐘信號由時鐘模塊電路產(chǎn)生，時鐘的頻率和質(zhì)量直接影響微控制器系統(tǒng)的速度和穩(wěn)定性。在STC89C52微控制器的引腳XTAL1和XTAL2之間添加一個晶體振蕩器，形成一個自激振蕩器，產(chǎn)生的脈沖直接傳輸?shù)絻?nèi)部時鐘電路。6圖5.數(shù)字管驅(qū)動電路的示意圖。微控制器。同時，兩個外部電容器連接到電路中進行微調(diào)[6].時鐘模塊的原理圖如圖2所示。4.4.4.數(shù)碼管驅(qū)動電路模塊為了向用戶顯示當前檢查土壤的數(shù)據(jù)和預設(shè)的土壤濕度范圍，系統(tǒng)采用數(shù)碼管顯示，以便用戶更直觀地了解當前的濕度范圍。對于數(shù)字管的正常工作，需要動態(tài)驅(qū)動電路來控制數(shù)字管的每個段和數(shù)字[6].如果微控制器直接連接到數(shù)碼管，則微控制器不能為數(shù)碼管提供足夠大的驅(qū)動電流，而數(shù)碼管不能顯示。為了解決這個問題，數(shù)字管的驅(qū)動電路由連接到微控制器的P0端口的位PNP晶體管選擇開關(guān)實現(xiàn)。開關(guān)控制LED組，微控制器的P0端口控制段選擇，LED顯示相應的數(shù)字。數(shù)字管驅(qū)動電路的原理圖如圖1所示。5.4.5.關(guān)鍵電路模塊在此設(shè)計中，鍵連接到微控制器的P1端口，按下哪個鍵是通過讀取P1端口的狀態(tài)來確定的。按鍵執(zhí)行相應的功能。在該設(shè)計中，關(guān)鍵電路模塊采用獨立的鍵模式[6].它的結(jié)構(gòu)簡單可靠。值得注意的是，當按下按鍵時，按鍵會振動，XJTian等。/基于STC89C52單片機的自動澆水系統(tǒng)設(shè)計7圖6.關(guān)鍵電路模塊示意圖。圖7.繼電器驅(qū)動電路模塊的示意圖。干擾微控制器的決策，需要軟件程序來消除振動[7].關(guān)鍵電路模塊示意圖如圖1所示。6.4.6.繼電器驅(qū)動電路模塊這個系統(tǒng)的主要功能是澆水。泵電機的上電和斷電由繼電器控制，有利于泵電機的精確控制。圖8.整個系統(tǒng)電路。在電路中也起到保護作用。該模塊采用9012PNP晶體管作為繼電器的控制開關(guān)。PNP晶體管的發(fā)射極具有高電平。當晶體管的基極具有低電平時，集電極和發(fā)射極直接連接，繼電器的開關(guān)閉合[7].電容器C5是陶瓷電容器，其功能是保護繼電器免受電子干擾。D1是LED。當繼電器開關(guān)閉合時，D1亮起。當繼電器的開關(guān)斷開時，D1熄滅。D1的功能是作為警示燈，用戶可以實時觀察繼電器的工作狀態(tài)[8].發(fā)光二極管D1，繼電器K1和泵電動機P3并聯(lián)連接。因此，對發(fā)光二極管的損壞（如果有的話）不會影響泵電動機的正常操作。繼電器驅(qū)動電路模塊的原理圖如圖2所示。7.4.7.總體系統(tǒng)電路（圖8)系統(tǒng)需要為上述六個模塊構(gòu)建整體電路。我們使用AltiumDesignerSummer09軟件根據(jù)每個模塊的詳細功能設(shè)計通用原理圖，如圖1所示。8.在此基礎(chǔ)上，還可以實現(xiàn)電路仿真和PCB板圖，大大提高電路設(shè)計效率和質(zhì)量。5.系統(tǒng)軟件設(shè)計軟件是實現(xiàn)系統(tǒng)功能的主要組成部分。在這個自動澆水系統(tǒng)中，C51語言用于編譯程序[9].軟件程序主要實現(xiàn)兩個功能。一種是通過按鍵改變預設(shè)的土壤濕度范圍，另一種是進行自動和手動澆水。主程序流程圖如圖1所示。圖9.主計算機的主程序流程圖。在軟件中，預設(shè)的濕度上限和下限分別為70％和25％。在澆灌不同類型的植物時，濕度范圍可能不同。如果在程序中改變不同的濕度范圍并且系統(tǒng)需要重新下載，那肯定是單調(diào)乏味且不方便。因此，增加了按鍵改變預設(shè)濕度范圍的功能，大大提高了整個系統(tǒng)的實用性。當未按下鍵S4時，按下S2將打開電機電源，按下S3將關(guān)閉電機。這是手動澆水功能。按下S4時，數(shù)字管上顯示預設(shè)的濕度上限。按S3將加1;按S2鍵將減去1.同時，當前濕度上限將顯示在數(shù)碼管上。再次按下S4時，數(shù)碼管將顯示濕度下限。按S3將加1;按S2時將減去1.同時，當前濕度下限將顯示在數(shù)碼管上。關(guān)鍵功能程序的詳細代碼如下。dianji=1;menu_1+;if(menu_1=3)voidkey_wit(){if(menu_1==0){dianji=0;if(key_can=3)if(key_can==2)}if(key_can=1){10XJTian等。/基于STC89C52單片機的自動澆水系統(tǒng)設(shè)計{menu_1=0;}}自動澆水功能是該系統(tǒng)的核心功能，由軟件共同實現(xiàn)程序和微控制器。該程序的功能如下。目前的土壤濕度是}if(menu_1==1){if(ky_can==2){s_high++;if(s_high>99)s_high=99;}if(key_can=3){s_high-;if(s_high<=s_low)s_high=s_low+1;}dis_smg[0]=smg_du[s_high%10];dis_smg[1]=smg_du[s_high/10%10];dis_smg[2]=0xef;dis_smg[3]=0x26;}if(menu_1==2){if(key_can==2){s_low++;if(s_low>.=s_high)s_low=s_high-1;}if(key_can=3){s_low=1;s_low--;if(s_low<=1)}dis_smg[0]=smg_du[s_low%10];dis_smg[1]=smg_du[s_low/10%10];dis_smg[2]=0xef;dis_smg[3]=0xBC;}檢測到，如果低于或等于預設(shè)的下限，則將“值”加1，然后再次進行判斷。如果“value”小于2，并且不滿足條件，則繼續(xù)檢測。這種設(shè)計的目的是為了檢測系統(tǒng)的準確性，并防止由錯誤數(shù)據(jù)引起的電機通電。如果重新檢測到的濕度值低于下限，則將“值”加1。滿足循環(huán)值大于或等于2的條件，并且程序繼續(xù)。電機接通電源，“值”設(shè)置為10.此步驟的目的是讓條件循環(huán)繼續(xù)滿足并執(zhí)行。當濕度高于下限時，“值”被清除。類似地，進行當前土壤濕度與預設(shè)上限之間的比較，并通過算法和程序?qū)崿F(xiàn)澆水功能。該計劃介紹如下。voiddianji_kongzi(){Staticucharvalue,value1;if(shidu<=s_low){value++;if(value>=2){Value=10;Dianji=0;}}elseValue=0;If(shidu>=2){Value++;If(value>=2){Value=10;Dianji=1;}}6.系統(tǒng)仿真在Protues7.8模擬過程中，輸入P1的數(shù)據(jù)實際上是YL-69土壤濕度傳感器檢測到的數(shù)據(jù)。土壤濕度數(shù)據(jù)需要手動設(shè)定，系統(tǒng)濕度范圍設(shè)定為50％-70％。運行系統(tǒng)，觀察繼電器的工作狀態(tài)。仿真結(jié)果與預期一致，證明電路和程序是正確的。數(shù)字10是實驗的物理圖像。系統(tǒng)仿真結(jié)果如表所示1.在物理生產(chǎn)成功之后，系統(tǒng)經(jīng)過多次測試，具有正常的執(zhí)行狀態(tài)，表明可以進行穩(wěn)定的工作。12XJTian等。/基于STC89C52單片機的自動澆水系統(tǒng)設(shè)計表格1系統(tǒng)仿真結(jié)果SHT11預設(shè)濕度系統(tǒng)濕度范圍繼電器開關(guān)狀態(tài)40％50%–70%關(guān)閉60%50%–70%關(guān)閉80%50%–70%斷開概要圖10.系統(tǒng)實驗的物理圖。在家用盆栽植物自動澆水裝置系統(tǒng)的設(shè)計中，我們密切關(guān)注每一步的準確性和準確性。在設(shè)計過程中，我們首先考慮是否可以提供系統(tǒng)功能，并搜索了大量相關(guān)信息以供參考。然后，整體規(guī)劃和硬件和軟件生產(chǎn)解決了各種技術(shù)問題。我們將繼續(xù)努力，以更好地使設(shè)計適應市場。參考[1]Y.Liu，關(guān)于微控制器課程設(shè)計教學的探討[J]，教育教學論壇（18）（2013），246-247。（用中文（表達）[2]T.Lan，基于ADC0809的數(shù)字電壓表[J]，科技資訊（27）（2011），64。（中文）ndthebibliography[3]R.Sun和D.Sun，數(shù)字溫濕度數(shù)據(jù)記錄儀的設(shè)計[J]，現(xiàn)代電子技術(shù)28（7）（2005），74-76。（用中文（表達）[4]J.Xiao和D.Liu，基于STC89C52單片機的節(jié)水灌溉智能控制系統(tǒng)[M]未來控制與自動化。施普林格柏林海德堡，2012年，223-230。[5]C.Liu，實用傳感器[M]。北京：國防工業(yè)出版社，2004,6。（中文）[6]H.Sun，微控制器項目設(shè)計教程[M]。北京：電子工業(yè)出版社，2009,6。（中文）[7]G.Zong和D.Li，多微控制器系統(tǒng)的應用技術(shù)[M]。北京：國防工業(yè)出版社，2003。10.（中文）[8]F.Wang，微控制器控制的節(jié)水灌溉系統(tǒng)研究[D]，武漢：華中農(nóng)業(yè)大學。（用中文（表達）[9]余曉青，ZLZhang，基于STC89C52和GSM的灌溉遠程監(jiān)控系統(tǒng)[J]。節(jié)水灌溉，2011年。[10]Y.Ai和Z.Fu，數(shù)字電子基礎(chǔ)[M]。北京：中國電力出版社，2008。（中文）

電腦無法識別U盤該怎么辦HYPERLINK電腦無法識別U盤怎么辦?打開我的電腦上單擊右鍵，在快捷菜單里，選擇“管理”，打開“計算機管理”窗口。在計算機管理窗口里，選擇“存儲”下面的“磁盤管理”，如果看得到?jīng)]有盤符的U盤，那么在這個U盤上按鼠標右鍵，選擇“更改驅(qū)動器名稱和路徑”選項，就打開了“更改……的驅(qū)動器號和路徑”對話框。再點擊“更改”按鈕，打開“更改驅(qū)動器號和路徑”的對話框，在“指定以下驅(qū)動器號”的右邊下拉列表里，選擇你希望分配給U盤的驅(qū)動器號，盡可能靠后選擇，比如X、Y、Z，選擇好后，單擊確定按鈕，回到上一次“更改……的驅(qū)動器號和路徑”對話框窗口，再一次單擊確定，就回到“計算機管理”窗口。至此，如果一切正常，就給U盤單獨設(shè)置了一個長久使用的驅(qū)動器號，并卻，不受虛擬驅(qū)動器的影響了。建議將U盤插到電腦上，看任務(wù)欄中是否顯示圖標，如果顯示，在我的電腦點右鍵查看屬性——高級——硬件——設(shè)備管理器——查看里面是否有問號的設(shè)備，在問號設(shè)備上點右鍵——更新驅(qū)動程序然后下一步——否暫時不連接到網(wǎng)絡(luò)——下一步自動安裝軟件（推薦）就可以了另外：系統(tǒng)不認U盤的幾種處理方法1.禁用主板usb設(shè)備。管理員在CMOS設(shè)置里將USB設(shè)備禁用，并且設(shè)置BIOS密碼，這樣U盤插到電腦上以后，電腦也不會識別。這種方法有它的局限性，就是不僅禁用了U盤，同時也禁用了其他的usb設(shè)備，比如usb鼠標，usb光驅(qū)等。所以這種方法管理員一般不會用，除非這臺電腦非常重要，值得他舍棄掉整個usb總線的功能。但是這種屏蔽也可以破解，即便設(shè)置了密碼。整個BIOS設(shè)置都存放在CMOS芯片里，而COMS的記憶作用是靠主板上的一個電容供電的。電容的電來源于主板電池，所以，只要把主板電池卸下來，用一根導線將原來裝電池的地方正負極短接，瞬間就能清空整個CMOS設(shè)置，包括BIOS的密碼。隨后只需安回電池，自己重新設(shè)置一下CMOS，就可以使用usb設(shè)備了。（當然，這需要打開機箱，一般眾目睽睽之下不大適用~~）2.修改注冊表項，禁用usb移動存儲設(shè)備。打開注冊表文件，依次展開"HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\usbehci”雙擊右面的“Start”鍵，把編輯窗口中的“數(shù)值數(shù)據(jù)”改為“4”，把基數(shù)選擇為“十六進制”就可以了。改好后注銷一下就可以看見效果了。為了防止別人用相同的方法來破解，我們可以刪除或者改名注冊表編輯器程序。提示：“Start”這個鍵是USB設(shè)備的工作開關(guān)，默認設(shè)置為“3”表示手動，“2”是表示自動，“4”是表示停用。3.在computermanagement里將removablestorage的使用權(quán)限禁止。computermanagement是一個windows管理組件，可以在控制面板——管理工具——計算機管理打開。在該工具窗口中storage——removablestorage——property中，general項，可以控制系統(tǒng)托盤是否顯示security則可以管理移動存儲設(shè)備的使用權(quán)限。在security中將普通用戶的使用權(quán)限降低，就可以達到禁用u盤的目的。破解的方法也很簡單，管理員降低普通用戶移動存儲設(shè)備的使用權(quán)限，但未必禁用computermanagement的使用權(quán)限。普通用戶可以通過這個工具解除usb移動存儲設(shè)備的使用權(quán)限限制。另外，值得一提的是，如果u盤插到電腦上后可以驅(qū)動，但是我的電腦里卻沒有盤符，很有可能是管理員改動了u盤的默認盤符，使得我的電腦不能識別。這種情況，可以在movablestorage中看到u盤驅(qū)動器?？梢栽趗盤驅(qū)動器屬性設(shè)置里為u盤重新分配一個盤符，再重新插拔一次u盤，就可以在我的電腦里看到u盤的盤符了。一、首先可以將該U盤換到別的機器上，看使用是否正常。如果排除了硬件損壞的可能，一般就是軟件方面有問題。在WindowsXP+SP1操作系統(tǒng)下，有些USB2.0設(shè)備的