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AT89C51单片机单门消毒柜控制电路课程设计
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2011-05-14
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本设计主要介绍了一个采用AT89C51单片机为核心制作的一个单门消毒柜控制电路。它主要由硬件和软件两大部分组成。硬件部分主要由控制电路、单片机开关电源电路、报警电路等部分组成。
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贵 贵州大学本科课程设计 第 1 页
第一章 选题背景、主要思想及方案论证
1.1 选题背景
单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个
计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲:一块芯片就成了一台计算机。它的
体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时,学
习使用单片机了解计算机原理与结构的最佳选择。可以说,二十世纪跨越了三
个“电”的时代,即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过,这种电
脑,通常是指个人计算机,简称 PC 机。它由主机、键盘、显示器等组成。还
有一类计算机,大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械
的单片机(亦称微控制器)。顾名思义,这种计算机的最小系统只用了一片集
成电路,即可进行简单运算和控制。因为它体积小,通常都藏在被控机械的“肚
子”里。它在整个装置中,起着有如人类头脑的作用,它出了毛病,整个装置就
瘫痪了。现在,这种单片机的使用领域已十分广泛,如智能仪表、实时工控、
通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机,就能起到使
产品升级换代的功效,常在产品名称前冠以形容词——“智能型”,如智能型洗
衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品,
不是电路太复杂,就是功能太简单且极易被仿制。究其原因,可能就卡在产品
未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。
在计算机出现以前,有不少能工巧匠做出了不少精巧的机械。 进入电器
时代后,人们借助电气技术实现了自动控制机械,自动生 产线甚至自动工厂,
并且大大地发展了控制理论。然而,在一些大 中型系统中自动化结果均不理想。
只有在计算机出现后,人们才见 到了希望的曙光。如今借助计算机逐渐实现了
人类的梦想。但是,计算机出现后的相当长的时间里,计算机作为科学武器,
在科学的 神圣殿堂里默默地工作,而工业现场的测控领域并没有得到真正的 应
用。只有在单片机(Microcontroller)出现后,计算机才真正 地从科学的神圣殿
堂走入寻常百姓家,成为广大工程技术人员现代 化技术革新,技术革命的有利
武器。目前,单片机在民用和工业测 控领域得到最广泛的应用。彩电,冰箱,
贵 贵州大学本科课程设计 第 2 页
空调,录像机,VCD,遥 控器,游戏机,电饭煲等无处不见单片机的影子,单
片机早已深深 地溶入我们每个人的生活之中。伴随着时间的推移,信息高速公
路的飞速发展以及计算机网络的成熟发展,人类已进入后 PC 时代。当今社会,
人们开始考虑如何将客户终端设备变得更加智能化、数字化,从而使得改进后
的客户终端设备轻巧便利、易于控制或具有某些特定的功能。我们的生活已经
和自动化控制密不可分了。
单片机应用在我国才刚刚起步,有着广阔的前景。大力培养单片机应用人
才,特别是在工程技术人员中普及单片机知识有着重要的现实意义。
单片机单片机是二十世纪七十年代中期发展起来的一种大规模集成电路器
件,是将计算机的基本部件微型化并集成在一块芯片上的计算机。单片机具有
体积小、可靠性高、价格低、功能多、使用方便和系统设计灵活等特点,在民
用和工业测控领域得到了广泛的应用,单片机与我们的生活息息相关。二十世
纪八十年代以来,单片机得到了迅速发展,其应用不断深入,新技术更是层出不穷.
单片机的应用技术是一项新型的工程技术,伴随着单片机的发展而得以发展.
本次课程设计是基于单片机的消毒柜的控制电路的设计,以 AT89C51 单
片机为核心设计一个单门消毒柜。旨在提高学生对所学知识的综合应用能力,
增强学生的动手能力和实践能力,为今后的生活和工作打下坚实的基础。
1.2 主要思想
众所周知,通过某一开关按下与否,可以通过程序来控制单片机某个口线
输出“高”电平或“低”电平,然后再通过继电器便可以实现小信号控制大功率器件,
从而使电热管进行加热。
1.3 方案论证
本 设 计 采 用 美国 ATMEL 公司 生 产 的 AT89C51 单片 机 作 为 控 制 芯 片 。
AT89C51 是一种带 4K 字节闪存可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash
Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压、高性能 CMOS 8 位微
处理器。器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准
MCS-51 指令系统,片内置通用 8 位中央处理器(CPU)和 Flash 存储单元。
功能强大的 AT89C51 单
贵 贵州大学本科课程设计 第 3 页
片机适用于本次消毒柜控制电路的设计。
本次课程设计,选用 AT89C51 单片机作为控制芯片,简化了硬件电路的结
构,具有成本低、性能高、实用性强、使用方便等诸多优点。
贵 贵州大学本科课程设计 第 4 页
第二章 硬件电路设计及描述
2.1 硬件电路原理方框图
此次设计的消毒柜的硬件电路主要包括开关控制电路、晶振电路、上复位
电路、电热管加热控制电路、扬声器报警电路以及直流电源电路等部分。整个
硬件电路原理方框图如图 2.1 所示。
该电路采用 AT89C51 作为控制芯片。消毒柜采用 220V,50Hz 交流电,
内部加热电热管功率 1000W;消毒柜插头接上市电和电热管通电加热时,面
板上都要有相应的指示灯显示;变压电路将 220V 交流电压通过整流电路转化
为 5V 的直流电对电路提供电源;单片机通过晶振电路产生脉冲信号,通过输
出各种电脉冲信号来驱动控制各部分正常工作;掉电保护电路保证系统掉电时
时钟不会停止。
图 2.1 硬件电路原理方框图
2.2 开关控制电路
通过键盘控制电路的“启动/停止”按键控制消毒柜的开启和关闭及控制
贵 贵州大学本科课程设计 第 5 页
故障报警器报警的解除。三个开关分别接在单片机的 P0.0、P0.1、P0.2 口,
如图 2.2 所示。
S1 控制消毒柜门的开/关,S2 为手动控制开关,S3 为温度控制开关。当
开关闭合,相应的接口为低电平,达到断开的作用;相反,当开关断开,相应
的接口为高电平,达到闭合的作用,系统开始工作。
AT89C5
1
单
片
机
指示灯
扬声器报警电路
开关控制电路
继电器
晶振电路
直流电源电路
上复位电路
电热管
加热控
制电路
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