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1、毕业设计(论文)材料 专业班级 电子信息工程094班 姓 名 俞英枭 指导教师 王金铭（讲师） 所在学院 信息科技学院 2013年 5月 总 目 录一、 毕业设计(论文)二、 指导老师评语表三、 评阅人评阅表四、 答辩记录表五、 答辩委员会评语表 毕 业 设 计 (论 文) 题 目 智能马桶控制器设计 专 业 电子信息工程 班 级 094班 姓 名 俞英枭 指导教师 王金铭(讲师) 所在学院 信息学院 完成时间：2013年 5月承 诺 书我谨此郑重承诺：本毕业设计（论文）是本人在指导老师指导下独立撰写完成的。凡涉及他人观点和材料，均依据著作规范作了注释。如有抄袭或其它违反知识产权的情况，本人愿
2、接受学校处分。 承诺人（签名）： 年 月 智能马桶控制器设计信息科技学院电子信息工程专业 俞英枭摘 要：随着我国经济不断发展,人们对生活品质要求越来越高,针对于坐便器这方面,已经开始从传统坐便器向智能化坐便器方向发展。本设计是基于嵌入式AT89C52单片机的一个微控制器，利用温度传感器DS18B20的温度采集功能来控制座圈温度的加热、保温。利用红外人体感应传感器来采集人体信息，和座圈上的压力传感器一起来控制马桶的自动冲水功能。利用单片机I/O口的输入/输出来控制电机的转动带动碰头的伸缩、电磁阀的打开，以及送风电路的开启。该设计利用Proteus仿真实现智能马桶控制器的一些简单功能，以完成本次设
3、计。关键词： 嵌入式；AT89C52；传感器；电机A Design of Intelligent Toilet-seat ControllerYu Yingxiao，Major in Electrical & Information Engineering, College of Information Science & TechnologyAbstract: With the development of Chinas economy, people demand for high quality of life. In the home appliance that has starte
4、d from the traditional to the intelligent. This design is a micro-controller based on embedded AT89C52. To control the seat heating temperature using the temperature sensor DS18B20s acquisition function. Information of human body is collected by infrared sensor and pressure sensor for controlling th
5、e toilets automatic flushing function.Electric machinery,Solenoid valve and Air circuit are controlled by SCM I/O port.To complete the design,we must to do some Proteus simulation to achieve some simple functions.目 录1 绪 论31.1课题研究的目的与意义31.2 国内外相关技术的发展及现状31.3本文研究的主要内容42 智能控制器系统设计3152.1系统需求分析52.2系统方案技术
6、52.2.1 单片机技术52.2.2 传感器技术62.2.3 电机控制技术72.3系统功能构架82.4本章小结93 智能控制器硬件电路设计25103.1硬件电路设计原则和方法103.2硬件电路图设计103.2.1 52单片机控制模块设计33103.2.2 人体红外信号采集32模块设计123.2.3 座圈压力信号采集模块设计133.2.4 步进电机驱动电路模块设计24133.3本章小结144 智能马桶控制器软件设计154.1软件设计原则和功能分析154.2智能控制器的软件设计方法154.3软件主程序的初始化164.4 软件子程序设计184.5定时器/计数器和中断的运用194.5.1 定时器模式1
7、94.5.2中断模式204.6 本章小节225 智能控制器模块的简单电路仿真236总结与展望24致 谢24参考文献25附 录271 绪 论智能控制技术是一门比较新兴的交叉前沿技术，是自动控制技术不断发展过程中一个新的阶段1。目前智能控制技术已经深入应用到非常众多的领域，例如航空航天、军事、工业、家电及服务业等。本章将介绍智能控制器研究的目的与意义、智能控制技术的发展和现状以及在智能家居中的应用。1.1课题研究的目的与意义进入21世纪，智能控制35技术飞速发展，广泛被应用到工业、电力和交通等各个领域，甚至进入了家庭智能家居。从卫星的远程控制到工业上的现场应用、生活中的各种应用；从谐波抑制2到阀门
8、流量智能控制3，智能控制已经进入到生活的方方面面，为我们的生活带来了各种各样的便利。基于智能控制技术在生活中的应用，并针对其在生活中如何实现给人们带来便利和舒适的要求，本文设计了一个生活中已经很常见的智能马桶控制器。采用AT89C52单片机作为主控芯片，对马桶机械部分进行数据采集和控制以及满足人们的一些简单需求。该系统不仅能给人们生活带来一点便利，而且还有节水、节电的功能，符合了节约、环保的生活理念。1.2 国内外相关技术的发展及现状智能控制技术是目前国内外自动控制技术学科中的一个具有挑战性和非常活跃的领域，代表着目前科技发展最新的方向之一4。它不但包含了人工智能、自动控制34、计算机科学和系
9、统理论的内容，而且还涉及了其他很多种学科，已经成为了自动控制领域中发展最迅速和最兴旺的分支学科5。智能马桶作为智能控制技术在生活中的应用，已经比较普遍的，国内也有许多大品牌。也是智能控制技术在智能家居上的一大应用。智能家居是在家庭产品自动化、智能化的基础上，来实现或满足人们生活中的一些需求。智能家居怎样做到实用、易用、人性化，真正提高人们的生活品质，才是智能家居的发展方向。20世纪60年代以后，产生了线性系统理论、最优控制理论、自适应控制理论等现代控制理论6，比起经典控制理论，能够解决更加复杂的问题。随着计算机科学技术的飞速发展，使得智能控制技术普遍的运用到了生活了，大大的满足了人们的需求和生
10、活的舒适度。智能家居这一概念首先出现在美国，美国一家专业顾问公司PARKS的统计数据显示：1995年，一个美国的家庭的自动化设备平均需要70009000美元；而到2004年，国际智能家居产品的销售额达148亿美元。而我国的智能家居到2005年才开始普及，但是根据国家制定的“到2010年，中国大中城市百分之六十的住宅要实现智能化”，智能化将会在中国得到非常迅速的发展，之智能控制技术的发展，智能家居系统将为人们提供更加轻松、舒适、安全、环保的现代生活环境。1.3本文研究的主要内容本文着重论述智能控制技术在生活中的应用，即通过软硬件的设计来实现抽水马桶36的智能化控制。论文大体分为4个大部分：1智能
11、控制器的方案设计，包括需求分析、功能构架和系统方案选择；2硬件电路设计，主要是各个功能模块的硬件电路图设计；3软件设计；4软硬件综合仿真与分析。2 智能控制器系统设计31本章主要根据此智能控制器所要完成的功能，选择并制定系统的设计方案。随着计算机技术、自动控制技术和传感器通讯技术的发展，人工智能及智能控制技术被广泛运用在生活中。该设计主要将用到单片机技术71011、传感器技术8以及电机控制技术9等。本章将通过这些技术制定本设计的较适合方案。2.1系统需求分析智能马桶控制器的设计虽然是生活应用中的对象控制与调节，没有像工业现场那样需要适应恶劣环境的要求，但是也需要考虑到一些因素对系统的影响，比如
12、湿度。该控制器是一个通过按键和传感器来操作从而实现智能化工作的简单系统，通过对一些物理量的控制来实现各种功能。有些物理量在时间上或者数值上都是连续的，称为模拟量12，比如温度、水位、电机的转速等；另外一些物理量在时间上或数值上不是连续的，称为开关量，如电机的痛断。因此系统在设计时，既要设计模拟量控制通道，又要设计开关量控制通道，以来实现该系统所具有的功能。通过模拟量控制通道对连续变化的物理量进行调节，如阀门开度调节、温度调节等；通过开关量控制通道对离散变化的物理量进行调节，如开关的闭合与打开。2.2系统方案技术随着智能控制技术的发展，家用电器的智能化，将大大提高效率，并且更加环保。该系统将涉及
13、的技术有单片机技术、传感器技术以及电机控制技术等。2.2.1 单片机技术单片机作为计算机家族的重要一员，它具有功能强、体积小、功耗低工作可靠性高而又廉价。因为它的特点，现在已经被广泛的运用于各大领域，尤其是在自动控制、军工产品、智能仪器仪表、汽车电子等工业领域，而且很多家用电器也已经开始运用单片机来做一些简单的应用16。目前，单片机的种类繁多。许多大公司在单片机上具有很强的实力，如ST、Motorola、Atmel、Intel、三星等等18。单片机的应用主要在控制领域，又作为控制器，作为控制系统的核心器件，一般以嵌入的方式工作，所以单片机和嵌入式系统没有明显的区分的标准和界限。嵌入式系统在自动
14、控制领域的应用：1智能仪器仪表。用单片机优化设计，使得仪表数字化、智能和多功能化。2实时工业控制系统。基于单片机的嵌入式控制系统在用于外部环境恶劣的工业现场时，具有安全、抗干扰强的优点。3机电一体化产品。单片机与传统的机械产品结合，使机械产品结构简化、控制智能化、指标精密化等。4。家用电器。许多家电都运用了单片机，并且引入了嵌入式智能系统，给人们的生活大大的提供了方便，并带来了一些资源一定限度上的节约。单片机技术的发展是以微处理技术和超大规模集成电路技术为基础的，应用领域的广泛，促进了微处理技术的发展，微处理芯片的功能越来越强大，单片机在应用中的特点主要有以下几点：1控制系统在线应用。控制对象和单片机的密切联系，使得熟练掌握单片技术的同时还要了解控制对象，懂得传感技术，有一
