1、摘要近年來，隨著人們生活水平的日益提高，人們對衛生問題的關注越來越高。人們常用洗手來控制細菌的傳播，但很多人往往忽略了洗完手后使手變干的步驟，從而導致洗手效果的減弱，因此我們有需要注意洗手后干手的環節。而自動干手器不僅能夠干手，還具有衛生、人性化的特點，因而得到大眾的喜愛。自動干手器是一種高檔的衛生潔具，其可以取代毛巾、紙巾，對手部進行干燥。具有節能、環保、人性化的優點，被廣泛應用于賓館酒店、機場車站、體育場館等公共場所的洗手間。現在市場上購買的自動干手器的控制電路大多使用555 時基電路和數字集成電路。由于采用電阻，電容等分立元件較多。電磁干擾較強。工作不穩定，人性化方面不夠完善。本設計采用

2、52 單片機進行電路控制，克服了以上缺點。用52 單片機和紅外感應設計的干手器具有能夠自動感應人手的伸進和離開，通過硬件可以加減每次工作時間， 可以用數碼管顯示干手器設定的時間并在干手機工作時顯示此次工作倒計時時間，還能使用選擇開關選擇輸出冷風或熱風，分別滿足不同溫度天氣的使用。該設計在方案上有設計的可行性，也具有一定的市場前景。對自己而言，該課題的研究可以把大學所學的專業知識應用到實際的電路設計中去，使自己的專業知識得到進一步的鞏固。關鍵詞： 單片機；紅外感應；干手器桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第 1 頁共 33 頁AbstractIn recent years, with th

3、e increasing living standard, people concerned about the increasing health problems. Wash hands often used to control the spread of germs, but many people tend to ignore the hand after hand washing drying steps, resulting in the weakening effect of hand washing, so we need to pay attention to dry ha

4、nds after washing hands part. The automatic hand dryer to dry hands only, but also with health, human characteristics, and therefore loved by the public.Automatic hand dryer is a high-end sanitary ware, which can replace the towels, paper towels, opponents of the drying. Energy saving, environmental

5、 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 result of resistors, capacitors and other discre

6、te 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 of dry hands with the ability to automatically s

7、ense 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 switch can use cold or hot, the weather at differen

8、t temperatures were used to meet.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 further consolidate.Key words: MCU;

9、Infrared sensing; Airing implement引言 11 緒論11.1 課題背景 11.2 課題研究的目的和意義11.3 課題研究內容12 方案論證22.1 方案一22.2 方案二22.3 系統方案對比論證23 硬件電路23.1 硬件電路設計原理23.2 硬件設計的系統框圖33.3 硬件電路的芯片介紹33.3.1 單片機AT89S52介紹63.3.2 紅外對管 63.3.3 數碼管 73.3.4 繼電器 73.4 自動干手器的基本組成73.4.1 晶振電路 73.4.2 復位電路 103.4.3 數碼管顯示電路123.4.4 繼電器電路113.4.5 紅外感應電路133.

10、4.6 電吹風電路134 軟件設計154.1 軟件設計介紹154.2 主程序的設計164.3 定時中斷程序的設計184.3.1 實現功能64.3.2 中斷流程圖64.3.3 關鍵技術65 系統制作及調試205.1 系統制作 205.2 電路板的制作205.3 硬件調試205.4 軟件調試205.5 整機調試 206 結論23謝辭 24參考文獻 25附錄 26附錄一26附錄二26附錄三27附錄四27附錄五27自動干手器是一種高檔衛生潔具，廣泛應用于學校、機場車站、賓館酒店、體育場等公共場所的洗手間。當洗手后，將雙手伸在自動干手器的出風口下，自動干手器會自動送出舒適的冷風或者熱風，迅速使你的雙手去

11、濕吹干，而當你把手一離開自動干手器的吹風口時它又自動停風關機，可達到不要毛巾擦干手上水分和防止疾病交叉感染的要求。市場上的自動干手器的控制電路大多使用555時基電路和數字集成電路。由于采用電阻，電容等分立元件較多。電磁干擾較強。工作不穩定。本設計采用單片機進行電路控制，克服了以上缺點。而且用單片機和紅外感應設計的干手器還具有實現烘手時間可調、能夠顯示干手器的倒計時間等具有人性化的功能。1 緒論1.1 課題背景近年來，隨著人們生活水平的日益提高，人們對衛生的關注越來越高。人們常用洗手來控制細菌傳播，但很多人往往忽略了洗完手后使手變干的步驟，因此導致洗手效果的減弱。英國的一項新研究顯示，選擇讓手變

12、干的正確方法有利于防止手上殘留細菌傳播與繁殖。英國布拉德福德大學等機構的研究人員在新一期運用微生物雜志上申報說，洗手是有效去除細菌的方法，但還不能去除所有的細菌，如果隨后不使用正確的方法讓手變干，殘留的細菌會在濕潤的環境中繼續生長擴散。因此，讓手變干的方法正確與否也對手上細菌的控制起著至關重要的作用。調查顯示，在運用紙巾、借助各類“干手器”等方法中，運用干手器最能防止細菌的擴散。因此，研究符合市場需求的干手器對提高人們的生活質量有一定積極的意義。1.2 課題研究的目的和意義我們都知道，衛生和環保是21 世紀人們最關心的話題之一。設計符合市場需要的環保節能產品對提高人民的生活質量有著積極意義，為

13、了使人們洗手之后能夠有效地防止細菌的再次擴散，我們迫切的需要具有人性化與智能化的東西來干手，讓我們在使用時候能保持愉快的心情。1.3 課題研究內容本次設計以單片機為核心，用紅外感應原理來檢測人體信號。當單片機檢測到人體信號后。通過單片機來控制數碼管顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現干手器的設計。設計的自動干手器能完成以下功能：（ 1）用單片機設計自動干手機，能自動識別人手的伸進與離開，在人手伸進干手可工作范圍內，干手機工作，手離開則立刻停止工作。（ 2）一次工作設定時間為15 秒。此時間可以通過硬件改變，最大 30 秒。 （ 3）用數碼管顯示干手機設定的時間并在干手機工作時

14、顯示此次工作倒計時時間，當不工作時不顯示任何時間。（ 4）使用選擇開關選擇輸出冷風或熱風，分別滿足不同溫度天氣的使用。2 方案論證2.1 方案一：采用如圖2.1 的電路框圖，紅外感應模塊用紅外對管來實現。由單片機產生4000HZ的方波信號，驅動紅外發射管向下發射紅外線脈沖。當有手伸到干手器下面時，發射的紅外線脈沖被反射回來，由紅外接收管接收并轉換為電信號，電信號經運放進行信號放大后得到的方波信號送至單片機P34 端口，從而實現對人體信號的采集。當單片機檢測到人體信號后，通過軟件來控制數碼管顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現干手器的設計。圖 2.1 方案一電路框圖2.2 方案

15、二采用如圖2.2 的電路圖，紅外感應模塊用熱釋電傳感器處理芯片BIS0001 和人體熱釋探頭來實現，當有行人進入熱釋電紅外傳感器（PIR）的探測區內時，PIR便將檢測到的人體輻射出的紅外信號轉換為低頻（0.5 9Hz）電信號， 加至 BISS0001 的運算放大器的輸入端 （14 腳 ），經放大、濾波和信息處理后，在其輸出端（2 腳）輸出有一定延時的高電平控制信號。將得到的高電平信號輸入單片機端口，也可以實現對人體信號的采集。當單片機檢測到人體信號后，通過軟件來控制數碼管顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現干手器的設計。2.2 方案二電路框圖桂林電子科技大學畢業設計（論文）報

16、告用紙第 1 頁共 33 頁2.3 系統方案對比論證從以上的兩個方案中，很容易看出，方案一電路簡單，系統穩定性好，符合設計的要求。 方案二電路復雜，輸出的信號有延時，而且感應人體信號時并不是很穩定。所以，綜合考慮選擇方案一，這樣設計的自動干手器具有成本低、穩定性好的特點。3 硬件電路3.1 硬件電路的設計原理硬件電路主要由晶振電路、復位電路、數碼管顯示電路、繼電器電路、紅外感應電路和電吹風電路組成。本設計采用AT89S52單片機完成整個系統的控制流程。，紅外感應模塊用紅外對管來實現人體信號的采集。由單片機產生4000HZ的方波信號，驅動紅外發射管向下發射紅外線脈沖。當有手伸到干手器下面時，發射

17、的紅外線脈沖被反射回來，由紅外接收管接收并轉換為電信號，得到的電信號經過運放進行信號放大后得到的方波信號送至單片機P34 端口，從而實現對人體信號的采集。當單片機檢測到人體信號后，通過軟件來控制數碼管來顯示倒計時間，并控制繼電器閉合來控制電吹風的開關來實現干手器的設計。3.2 硬件設計的系統框圖系統的主要設計框圖如圖3.1 所示。圖 3.1 硬件設計的系統框圖3.3 硬件電路的芯片介紹3.3.1 單片機AT89S52介紹單片計算機即單片機，其全稱為單片微型計算機( Single Chip Microcomputer ) 。由于單片機原來就是為了實時控制應用而設計制造的，因此，亦稱為微控制器(

18、Microcontroller ) , 就是將CPU、 RAM、 ROM、定時/記數器和各種輸入/輸出(I/O) 接口( 如并行 I/O 口、 串行 I/O 口和 A/D 轉換器 ) 等多種接口電路都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。本電路是用單片機來實現的, 單片機種類繁多，不過又以MCS-52系列的單片機使用最廣泛。而且本設計的主要功能和52系列的單片機用途很合適，所以我們選用ATME公L司的52系列芯片。1P1. 0VCCP1. 1P0.0(AD0)P1. 2P0.1(AD1)P1. 3P0.2(AD2)P1. 4P0.3(AD3)P1. 5P0.4(AD4)P1. 6P0.5(AD

19、5)P1. 7P0.6(AD6)RSTP0. 7(AD7)P3. 0(RXD)E A/VPPP3. 1(T XD)AL E /PROGP3. 2(INT 0)PSE NP3. 3(INT1)P2.7(A15)P3. 4(T 0)P2.6(A14)P3. 5(T 1)P2.5(A13)P3. 6(W R)P2.4(A12)P3. 7(RD)P2.3(A11)XT AL 2P2.2(A10)XT AL 1P2. 1(A9)GNDP2. 0(A8)4023933843753663573483391032311130122913281427152616251724182319222021圖 3.2 A

20、T89S52的管腳AT89S52具有下列主要性能：· 8KB可改編程序Flash 存儲·全靜態工作：0Hz 24MHz·三級程序存儲器保密· 128× 8 字節內部RAM· 32條可編程I/O 線· 2個 16位定時器 /計數器· 6 個中斷源·可編程串行通道·片內時鐘振蕩器AT89S52的引腳及功能AT89S52單片機的管腳說明如圖3.2 所示。（1） 主要電源引腳 VCC 電源端 GND 接地端（2） 外接晶體引腳XTAL1和 XTAL2 XTAL1 接外部晶體的一個引腳。在單片機內部，它是

21、構成片內振蕩器的反相放大器的輸入端。當采用外部振蕩器時，該引腳接收振蕩器的信號，既把此信號直接接到內部時鐘發生器的輸入端。 XTAL2 接外部晶體的另一個引腳。在單片機內部，它是上述振蕩器的反相放大器的輸出端。采用外部振蕩器時，此引腳應懸浮不連接。（3） 控制或與其它電源復用引腳RST、 ALE/PROG、 /PSEN和 /EA/VPP RST 復位輸入端。當振蕩器運行時，在該引腳上出現兩個機器周期的高電平將使單片機復位。 ALE/PROG 當訪問外部存儲器時，ALE（地址鎖存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節。即使不訪問外部存儲器，ALE端仍以不變的頻率（此頻率為振蕩器頻率的1/6 ）周期性

22、地出現正脈沖信號。因此，它可用作對外輸出的時鐘，或用于定時目的。然而要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。在對Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/PROG） 6。 /PSEN 程序存儲允許（/PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。當AT89S52/LV52由外部程序存儲器取指令（或常數）時， 每個機器周期兩次/PSEN有效 （既輸出 2 個脈沖） 。 但在此期間內，每當訪問外部數據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不出現。 /EA/VPP 外部訪問允許端。要使CPU只訪問外部程序存儲器（地址為0000HFFFFH） ， 則 /EA端必須保持低

23、電平（接到GND端） 。 當 /EA端保持高電平（接VSS端）時，CPU則執行內部程序存儲器中的程序。（4） 輸入 /輸出引腳P0.0 P0.7 、 P1.0 P1.7、 P2.0 P2.7 和P3.0 P3.7 P0端口（P0.0P0.7 ） P0 是一個 8 位漏極開路型雙向I/O 端口。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅動8 個 TTL輸入，對端口寫1 時，又可作高阻抗輸入端用。 P1 端口（P1.0P1.7 ） P1 是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向 I/O 端口。 P1的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL輸入。對端口寫1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電

24、位，這時可用作輸入口。作輸入口時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 P2端口 （ P2.0 P2.7） P2 是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向 I/O 端口。 P2的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL輸入。對端口寫1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P2作輸入口使用時，因為有內部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。 P3端口（P3.0 P3.7） P3 口管腳是8 個帶內部上拉電阻的雙向I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL門電流。 當 P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，

25、由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89S52的一些特殊功能，這些特殊功能見表3-1 7。表 3-1 P3 端口的特殊功能端口引腳兼用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INT0（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（ 定時器0 的外部輸入）P3.5T1（定時器1 的外部輸入）P3.6/WR（外部數據存儲器寫選通）P3.7/RD（外部數據存儲器讀選通）3.3.2 紅外對管紅外對管是紅外線發射管與紅外接收管配合在一起使用時候的總稱。紅外線發射管（如圖3.3 ）在 LED封裝行業中主要有三個常用的波段，

26、如下850NM、 875NM、940NM。根據波長的特性運用的產品也有很大的差異，850NM波長的主要用于紅外線監控設備、875NM主要用于醫療設備、940NM波段的主要用于紅外線控制設備。例如：紅外線遙控器 、光電開關、光電記數設備等。紅外線接收管（如圖3.4）是將紅外線光信號變成電信號的半導體器件，它的核心部件是一個特殊材料的PN結，和普通二極管相比，在結構上采取了大的改變，紅外線接收管為了更多更大面積的接受入射光線，PN結面積盡量做的比較大，電極面積盡量減小，而且PN結的結深很淺，一般小于 1 微米。紅外線接收二極管是在反向電壓作用之下工作的。沒有光照時，反向電流很小（一般小于0.1 微

27、安） ，稱為暗電流。當有紅外線光照時，攜帶能量的紅外線光子進入 PN結后，把能量傳給共價鍵上的束縛電子，使部分電子掙脫共價鍵，從而產生電子- 空穴對（簡稱：光生載流子）。它們在反向電壓作用下參加漂移運動，使反向電流明顯變大，光的強度越大，反向電流也越大。這種特性稱為“光電導”。紅外線接收二極管在一般照度的光線照射下，所產生的電流叫光電流。如果在外電路上接上負載，負載上就獲得了電信號，而且這個電信號隨著光的變化而相應變化。紅外接收管的作用是進行光電轉換，在光控、 紅外線遙控、光探測、 光纖通信、光電耦合等方面有廣泛的應用3.3 紅外線發射管3.4 紅外線接收管3.3.3 數碼管數碼管（如圖3.5

28、）是一種半導體發光器件，其基本單元是發光二極管。數碼管按段數分為七段數碼管和八段數碼管，八段數碼管比七段數碼管多一個發光二極管單元（多一個小數點顯示）；按能顯示多少個“8”可分為1 位、 2 位、 4 位等等數碼管；按發光二極管單元連接方式分為共陽極數碼管和共陰極數碼管。共陽數碼管（如圖3.6）是指將所有發光二極管的陽極接到一起形成公共陽極（COM）的數碼管。共陽數碼管在應用時應將公共極COM接到+5V，當某一字段發光二極管的陰極為低電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陰極為高電平時，相應字段就不亮。共陰數碼管是指將所有發光二極管的陰極接到一起形成公共陰極（COM）的數碼管。共陰數碼管在應用時

29、應將公共極COM接到地線GND上，當某一字段發光二極管的陽極為高電平時，相應字段就點亮。當某一字段的陽極為低電平時，相應字段就不亮。本設計需要用到數碼管的動態顯示方式。數碼管動態顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8 個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp" 的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O 線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該

30、位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為1 2ms，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮， 但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I/O 端口，而且功耗更低3.5 數碼管實物圖3.6 數碼管原理圖3.3.4 繼電器繼電器是一種電子控制器件，如圖3.7 所示。它具有控制系統（又稱輸入回路）和被控制系統（又稱輸出回路），通常應用于自動控制電路中，它實際上

31、是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。圖 3.7 繼電器原理圖電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產生電磁效應，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉 ”觸點，可以這樣來區分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀

32、態的靜觸點，稱為“常開觸點 ”；處于接通狀態的靜觸點稱為 “常閉觸點 ”。3.4 自動干手器的基本組成3.4.1 晶振電路晶振振蕩器，在單片機系統里晶振的作用非常大，它結合單片機內部的電路，產生單片機所必須的時鐘頻率，單片機的一切指令的執行都是建立在這個基礎上的，晶振提供的時鐘頻率越高，那單片機的運行速度也就越快。晶振的作用是為系統提供基本的時鐘信號。通常一個系統共用一個晶振，便于各部分保持同步。有些通訊系統的基頻和射頻使用不同的晶振，而通過電子調整頻率的方法保持同步。電路圖如圖3.8 所示。3.4.2 復位電路復位操作完成單片機片內電路的初始化，使單片機從一種確定的狀態開始運行。當 AT89

33、S52單片機的復位引腳RST出現5ms以上的高電平時，單片機就完成了復位操作。如果RST持續為高電平，則單片機就處于循環復位狀態而違法執行程序。因此要求復位后能夠脫離復位狀態。根據這個要求，這里采用的是電平按鈕復位方式。上電后，由于電容充電，使RST持續一段高電平時間。當單片機已在運行之中時，按下復位鍵也能使RST持續一段時間的高電平，從而實現上電且開關復位的操作。通常選擇電容值10 30 F， 電阻值10k 。電路圖如圖3.9所示。3.4.3 數碼管顯示電路本設計用2 位共陽數碼管，把 7 段數碼管按順序接到單片機的P0 端口， 而數碼管P2.0和 P2.1 端口。當單片機檢測到信號輸入時，

34、數碼管將顯示干手器的工3.10所示圖 3.10 數碼管顯示電路圖3.4.4 繼電器電路當單片機檢測到信號輸入時，單片機輸出一個高電平使得繼電器中的線圈兩端得到3.11 所示。3.11 繼電器電路圖3.4.5 紅外感應電路紅外線感應單片機產生4000HZ的方波信號，驅動紅外發射管發射紅外線脈沖。當有手伸到干手器下面時，發射的紅外線脈沖被反射回來，由紅外接收管接收并轉換為電信號，電信號經運放進行信號放大后得到的方波信號送至單片機，從而實現對人體信號的采集。電路如圖3.12所示。3.12 紅外感應電路圖3.4.6 電吹風電路當接到冷風檔時，電動機驅動轉子帶動風葉旋轉。當風葉旋轉時，空氣從進風口吸入，

35、由此形成的離心氣流再由風筒前嘴吹出，從而得到冷風。若在電動機接通的基礎上電熱絲也接通到電路上，裝在風嘴中的發熱支架上的發熱絲變熱并由電動機風扇吹出，則吹出的是熱風。自動干手器主要就是通過控制電動機和電熱絲的開關來實現冷風和熱風的選擇。電路如圖3.13 所示。3.13 電吹風電路圖4 軟件設計4.1 軟件設計介紹本系統軟件設計包含一個主程序和一個中斷程序，其中主函數包括六個子函數。4.2 主程序的設計程序的主函數中包含方波初始化和紅外頻率檢測初始化程序，并根據標志位Flag的狀態來執行顯示倒計時、設置時間和按鍵的操作。主程序的流程圖如圖4.1 所示：4.3 定時中斷程序的設計4.3.1 實現功能

36、 中斷程序主要實現了檢測接收頻率是否符合發射頻率，當延時檢測接收頻率也符合要求時，數碼管顯示設定時間并倒計時，繼電器閉合使得電吹風工作。4.3.2 中斷流程圖桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第 1 頁 共 33 頁4.2 中斷函數流程圖Flag=RUNNINGNoYes計數值加一ctrlcount+;No確認時間到Flag=HAVE_INVERIFY退出中斷桂林電子科技大學畢業設計（論文）報告用紙第 1 頁共 33 頁4.3.3 關鍵技術單片機定時器/計數器在測量控制系統中，常常需要實時時鐘，以實現定時或延時控制；也常常需要有計數器，以實現外界事件進行計數。MSC-52單片機內部有3

37、個 16位可編程定時器/ 計數器T0、 T1 和 T2。可編程其功能（如工作方式、定時時間、量程、啟動方式等）均可由指令來設置完成、每個定時器的計數信號來自片內振蕩器的12 分頻信號，即每個機器周期，計數器加1 ，直至溢出。而計數方式是外部脈沖從引腳t0或 t1 加入，外部脈沖的下降沿將觸發計數器計數，直至溢出。定時器方式寄存器TMOD主要用于選定定時器的工作方式。定時器控制寄存器TCON主要控制定時器的啟動與停止。在使用定時器/計數器前，需要對其進行初始化設置，大致步驟如下：a. 確定工作方式（對TMOD賦值）。b. 預置定時或計數初值（可直接將初值寫入TH0， TL0或 TH1， TL1）

38、 。c. 根據需要開放定時器/ 計數器的中斷（直接對IE 賦值） 。d. 啟動定時器/計數器（若已規定用軟件啟動（GATE=）1，則需要給外加引腳啟動電平。當實現了啟動要求之后，定時器/ 計數器即按規定的工作方式和初值開始計數或定時） 。定時工作方式有四種，不同的工作方式，計數的位數不同，則最大計數值也不同。若最大計數值為M，則各種方式下M的值如下：工作方式0M=213=8192工作方式1M=216=65536工作方式2M=213=256工作方式3 T0 分為兩個8 位計數器，所以兩個M值均為256. 因為定時器/ 計數器是 “加1”計數，并在計滿溢出是產生中斷請求，因而定時器 / 計數器的初

39、值也可這樣計算：X=M 計數值（公式1）定時器控制字有兩個分別為TNOD和 TCON定時器 / 計數器的方式寄存器TMODTMOD是一個8位的特殊功能寄存器，對應的地址是89H，不可位尋址。主要實現三個功能：（ 1）確定選擇定時器還是計數器；（ 2）選擇何種工作方式；（ 3）是否借用外中斷控制定時器和計數器的啟停；TMOD的低4位是控制T0的字段（T0P3.4 定時器/計數器0外部事件脈沖輸入端）。TMOD的高4位是控制T1 的字段（T1P3.5 定時器/計數器1 外部事件脈沖輸入端）。M1（ TMOD.）5， M0（ TMOD.）4用 M1， M0來控制定時器/計數器的4種工作方式：方式 0

40、： M1=0， M0=0. 13 位定時 /計數方式方式1：M1=0，M0=1. 16位定時 /計數器方式2： M1=1， M0=0. 8 位初值自動重新裝入的8 位定時 /計數器方式3：M1=1，M0=1. 僅適用于T0，分為兩個8 位計數器，T1 停止計數定時器 / 計時器控制寄存器TCONTCON是一個8 位的特殊功能寄存器，對應的地址為88H，可為尋址。控制字的格式和含義：TF1（ TCON.7） ,TF0（TCON.5）-T1 、 T0計數溢出標志位設計的程序用TO計數，T1 計時，T0、 T1 都工作于自啟動、方式2。故TMOD=ox1； 5本程序需要用10ms的定時，由單片機晶振

41、Fosc=12MH，z所以機器周期T=12*t0=12*（ 1/12MHz） =1us 設定定時器T1 初始值為X，則：（ 216-X） *1us=10ms 從而可知定時器 T1 初始值X=65536-10000=55536=d8f0H，因而可得到定時10ms計算頻率的程序：# define TIMER_H0xd8；# define TIMER_L0xf0；定時計數器T2具有時鐘輸出方式，當RCLK=TCLK=， 0T2OE=1， C/T =0時， T2處于時鐘輸出方式，T2 的溢出脈沖從P1.0 輸出，輸出脈沖的頻率f 由下式決定：f=Fosc/4*（65536-（ RCAP2H,RCAP2

42、L）本設計需要產生一個20 KHz 的方波信號來調制紅外線發射，由20× 1000=12×1000000÷ （65536-（ RCAP2H,RCAP2L） ，得 （ RCAP2H,RCAP2L）=65386=ff6aH# define RCAP2_H 0xff；# define RCAP2_L 0x6a；5 系統制作及調試5.1 系統制作單片機的應用開發可分為以下四個過程：（ 1）硬件系統設計調試。如電路設計、PCB印制板繪制等。（ 2）應用程序的設計。如程序的構思、用軟件編寫等。（ 3）應用程序的調試。對硬件進行在線調試，在調試中不斷修改、完善硬件及軟件。（ 4

43、）系統脫機運行檢查。進行全面檢查，針對出現的問題修正硬件、軟件或總體設計方案。5.2 電路板的制作電路設計好以后，需要用畫圖軟件對電路圖經行設計。PCB板的設計也是一個十分重要的內容，在畫圖中器件的布局要合理，圍繞核心元件布局，考慮實際的元件連接，那樣設計的電路圖才較美觀。電路線條的大小要注意，過小的線條腐蝕的時候容易被腐蝕掉。自己第一次畫圖的時候沒有注意焊盤的大小，導致鉆孔之后得到的電路板焊接情況不理想。經過改進后得到理想的電路板。5.3 硬件調試在制作完硬件后，我根據設計的步驟要求我對自己的硬件電路板進行了調試工作，首先是檢測器件的好壞，是否正常工作，導線是否導通等。具體的實現方法是先檢測

44、電容、電阻及導線是否短接，采用的工具是萬用表。在測試的時候發現紅外感應電路中的運放器LM358沒有工作，經檢查是地線沒有接好。接著檢查各個引腳的信號，給電路接通電源，大概用手摸一下元器件是否發熱，有的話，關掉電源，進行再次檢測；沒有的話，則測試所有芯片的VCC端電壓是否達到要求，接地端是否都接地，無誤后，則開始對電路中所用到的引腳進行信號波形測試，所使用的工具最好是示波器。在測試中發現紅外感應輸出的波形不甚理想，經檢查是輸入方波信號經過電容后波形會上漂，所以在電路中增加了一個上拉電阻，使得輸出的波形達到理想狀態。最后進行聯機調試。調試的時候，采用的是也是部分調試。原來測試的時候能夠檢測到單片機

45、，但是再次檢測時發現電腦檢測不到單片機。將檢查發現單片機和下載線都沒有問題。最后經過逐步排查發現是晶振壞了，通過換好的晶振使得單片機正常工作。5.4 軟件調試本設計系統的控制程序是采用C51 語言編程，編程所采用的軟件是Keil uVision3MCS-51編程軟件。關于單片機C語言軟件調試，在語句中出現的語法錯誤，該軟件會提示出來，以便于更正。因此，軟件調試主要的工作是檢查頭文件是否正確，是否與單片機的端口地址相匹配。其次，就是檢查初始化程序的正確性，根據設計的要求定義正確的初始化程序，為后面程序的執行做好鋪墊作用。然后就是根據軟件實現步驟逐個檢查程序的可行性，以及程序的嵌套性是否都能達到設

46、計的要求。在編譯的過程中發現軟件找不到 T2 定時器，經過多次檢查是自己漏寫了頭文件“sfr T2MOD = 0xC9; ”經過改正后系統達到了初步預期的結果。在調試的時候發現紅外感應誤判的情況較嚴重。經過修改程序，使新的程序能夠對紅外感應接收到的頻率進行再次確認之后才進行相應的操作。使得誤判的情況基本消失。5.5 整機調試整機調試主要是測試按鍵時候符合要求，接線時候正確等。通過各個模塊的、各個功能的測試并改進最終使得設計的系統達到預期的目的。6 結論經過一個學期的努力，順利的完成了畢業設計所要求的任務。期間，我收集了大量的關于紅外感應和單片機方面的資料，經過比較分析得出此設計方案。本課題設計

47、的自動感應干手器，硬件方面的主要設計在于主動式紅外感應電路和單片機控制電路的設計和制作，然后用電吹風就能實現冷風和熱風的功能了。這樣就能實現了一個自動干手器的設計。在設計初期過程中，曾遇到過方案選擇的問題。原來計劃用被動式熱釋電紅外傳感器信號處理電路，用信號處理芯片BISS0001 芯片和熱釋電紅外傳感器（PIR）來感應人體發出特定波長10微米左右的紅外線信號。但是在設計該電路圖后發現該電路時延的情況嚴重，然后探頭對晃動的人體感應較敏感，當人體不動時，感應人體信號不敏感。綜合上面兩點考慮，被動式的紅外感應電路不符合自動干手器設計所要求的快速、穩定的要求。因而，紅外感應模塊用主動式的紅外對管來感

48、應。而紅外對管設計的電路基本不存在時延和穩定性的問題，符合實際的要求。在程序設計過程中發現單片機會自動感應的情況嚴重，經分析認為是紅外感應的誤判引起的，經過修改程序進行二次確認后再執行使得誤判的情況得到解決。本設計所制作的基于單片機控制的干手器能夠實現自動識別人手的伸進與離開，在人手伸進干手機可工作范圍內，干手機工作，手離開則立刻停止工作。一次工作設定時間為 15 秒。此時間可以通過硬件改變，最大30 秒。用數碼管顯示干手機設定的時間并在干手機工作時顯示此次工作倒計時時間，當不工作時不顯示任何時間。使用選擇開關選擇輸出冷風或熱風，分別滿足不同溫度天氣的使用。通過畢業設計我不但學到了很多新的知識

49、，而且鞏固了原來學過的知識，把所學的東西貫通起來，能夠把硬件的知識和軟件的知識很好的結合在一起，學會如何使軟件與硬件配合工作。還學會了在調試過程中遇到問題的解決方法，驗證電路的可行性，對自己以后的學習和工作有很大的好處。謝辭不知不覺，為期十六周的畢業設計就要結束了。我的畢業論文也已經整理完畢，電路調試進展順利，達到了預期的結果。畢業設計的完成意味著我的大學學習生活即將結束，從此我將進入一個新的人生旅途、開始一段嶄新的生活和工作。在此，我衷心地感謝所有在我做畢業設計期間幫助過我的人。首先我要感謝我的指導老師洪莉老師的大力幫助和支持。在整個設計過程當中，洪莉老師在大局上指導我畢業設計的每一進程，還在百忙中抽空為我答疑解難，幫我分析講解畢業設計中所遇到的問題。不僅如此，洪莉老師還無私的給我提供了豐富的學習資源和良好的學習環境，為我的畢業設計帶來了很大方便。同時在我完成畢業設計的過程中提供了很多指導性的意見，使我受益匪淺。另外，洪莉老師淵博的學識、嚴謹的治學態度和為人給了我很大的教育，這些將使我終身受益。在此，我衷心感謝洪莉老師給予我的幫助和教育。此外，我還要感謝曾經幫助過我的同學，謝謝他們給予我的無私的幫助。他們的一些建議使