本科論文目錄TOC\o"1-2"\h\z\u18984摘要 I29758Abstract II16656引言 120621系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 3160381.1系統(tǒng)方案論證 3318271.2系統(tǒng)工作原理 4210822硬件設(shè)計(jì) 5186382.1單片機(jī) 5191472.2按鍵設(shè)計(jì) 7266112.3光線檢測模塊 8280482.4雨滴檢測模塊 9128462.5電壓比較器 10240332.6微動步進(jìn)電動機(jī) 11164602.7硬件電路原理圖 12127853系統(tǒng)主要軟件設(shè)計(jì) 14302113.1軟件環(huán)境 14296283.2程序設(shè)計(jì) 1576684焊接與調(diào)試 17290714.1電路焊接 1727264.2系統(tǒng)調(diào)試 1891174.3實(shí)物測試 183128結(jié)論 2022355參考文獻(xiàn) 2118667附錄1原理圖 225718附錄2源程序清單 2314001致謝 30本科論文摘要為了解決在突然出現(xiàn)雨雪天氣不能及時(shí)收起晾曬在戶外的衣物情況，滿足人們更智能地收晾衣物需求，本文設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的晾衣架控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有手動控制和自動控制兩種控制方式。在手動控制方式下，人們可以自主選擇晾衣物和收衣物。在自動控制方式下，通過光敏電阻和雨滴傳感器來進(jìn)行當(dāng)前環(huán)境的檢測，由單片機(jī)完成系統(tǒng)控制，通過步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)晾衣機(jī)的自動伸縮。該晾衣架能夠根據(jù)所處環(huán)境的光照強(qiáng)度以及晴雨?duì)顟B(tài)來實(shí)現(xiàn)晾衣架的自動收晾衣物，當(dāng)且僅當(dāng)不下雨而且光照充足的條件下，晾衣架才會打開進(jìn)行衣服的晾曬，其他任何情況下晾衣架的狀態(tài)都是收衣物的狀態(tài)。本次所設(shè)計(jì)的晾衣架系統(tǒng)不僅能夠根據(jù)環(huán)境變化實(shí)現(xiàn)晾衣架的自動伸縮控制，而且具有體積小、重量輕，靈活方便、適用范圍廣、操作比較便捷等特點(diǎn)。結(jié)果表明，這款基于單片機(jī)的晾衣架控制系統(tǒng)徹底改變了人們的晾衣習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)了足不出戶就可以收晾衣物，再也不用擔(dān)心外出時(shí)衣物淋雨了。整套系統(tǒng)在運(yùn)行中表現(xiàn)出極好的智能型和便捷性，備受消費(fèi)者的青睞。關(guān)鍵詞：單片機(jī)；光敏電阻；雨滴傳感器；步進(jìn)電動機(jī)；晾衣架

AbstractInordertosolvetheproblemthatclothescan'tbeputupfordryingintheoutdoorinthesuddenrainandsnowweather,andtomeetpeople'sdemandofcollectinganddryingclothesmoreintelligently,thispaperdesignsaclothesrackcontrolsystembasedonsinglechipmicrocomputer.Thesystemhastwocontrolmodes:manualcontrolandautomaticcontrol.Underthemanualcontrol,peoplecanchoosetohangandreceiveclothes.Intheautomaticcontrolmode,throughthephotosensitiveresistanceandraindropsensortocarryoutthecurrentenvironmentdetection,bythesingle-chipmicrocomputertocompletethesystemcontrol,throughthesteppermotorforwardandbackwardrotationtoachievetheautomaticexpansionofthewashingmachine.Theclothesdryingrackcanautomaticallycollectanddryclothesaccordingtothelightintensityandthestateofrainandsunshineintheenvironment.Ifandonlyifthereisnorainandsufficientlight,theclothesdryingrackwillbeopened.Underanyothercircumstances,theclothesdryingrackisinthestateofreceivingclothes.Thedryingracksystemdesignedbythistimecannotonlyachieveautomaticexpansionandcontractioncontrolaccordingtotheenvironmentalchanges,butalsohasthecharacteristicsofsmallvolume,lightweight,flexibleandconvenient,widerangeofapplication,convenientoperationandsoon.Theresultsshowthatthissingle-chipmicrocomputerbasedclothes-hangercontrolsystemhascompletelychangedpeople'sclothes-dryinghabits,realizingthatyoucancollectandclothes-dryingwithoutleavingthehouse,andyounolongerhavetoworryabouttheclothesgettingwetwhenyougoout.Thewholesystemshowsexcellentintelligenceandconvenienceinoperation,andisfavoredbyconsumers.Keywords:Singlechipmicrocomputer;Photoresistance;Raindropsensor;Steppingmotor;clothes-horse引言從傳統(tǒng)意義上講，一般認(rèn)為智能家居電器系統(tǒng)的出現(xiàn)將會給人們的生活帶來品質(zhì)上的提升。其實(shí)智能化、自動化家居電器正在一步一步地邁向人們所期盼的，其中最顯著的變化就是系統(tǒng)的方便性、實(shí)用性、易整合性。晾曬衣物、被褥是晾衣架的基本功能，但如果使用傳統(tǒng)晾衣架，消費(fèi)者必須要通過自己對晾衣架進(jìn)行拉動調(diào)節(jié)，早晨開啟晚間關(guān)閉也只能是手動進(jìn)行，如果天空下雨消費(fèi)者家里沒有人或者是消費(fèi)者沒有察覺，那么晾衣架上的衣物就很容易沾上雨水導(dǎo)致衣物不干凈、所晾衣物容易受潮等等，針對以上一系列使用傳統(tǒng)晾衣架可能帶來的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)智能控制的晾衣架系統(tǒng)在最近幾年將會得到迅速發(fā)展?；谀壳暗陌l(fā)展?fàn)顩r，為了能夠解決人們原始操作帶來的種種不便問題本文設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的晾衣架控制系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)是為了解決人們晾衣的諸多問題，主要的功能是在自動模式下實(shí)現(xiàn)在沒有雨的白天情況下通過傳感器和光敏電阻的檢測驅(qū)動電動機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)晾衣架的伸展和收縮情況，在自動模式下的其他任意情況下晾衣架都處于收縮狀態(tài)，例如：在沒有光照的情況下晾衣架處于收縮狀態(tài)，在白天有光照但是所處的位置下雨的情況下晾衣架也將處于收縮狀態(tài)。人們的生活跟隨著科技的迅速發(fā)展開始對智能化、實(shí)用化等產(chǎn)品的需求量與日俱增。智能化產(chǎn)品的大量生產(chǎn)和使用使科學(xué)力量更貼近日常生活，這樣高大上的科學(xué)技術(shù)也已經(jīng)滲透到我們生活中的絕大多數(shù)領(lǐng)域，同時(shí)也激發(fā)了更多的人們對科普知識的濃厚興趣。人們對生活中各種電子產(chǎn)品的控制提出越來越高的要求，不但要求智能化而且還要求質(zhì)量好。當(dāng)然，各種智能家居系統(tǒng)作為現(xiàn)代人追捧的消費(fèi)對象也不例外。智能家居既有居住功能，又改善了人們大部分不方便的生活方式。智能晾衣架起源于中國，是一種新興起的行業(yè)。但在各項(xiàng)人工智能家具中針對晾衣工具這個(gè)方面的研究我國暫時(shí)沒有得到很大的重視和研究，甚至可以用沒有什么改變來形容。雖然有很多國家的各大廠家及研究人員對智能晾衣架都有較深的了解與研究，但是他們所研究出來的晾衣架只能通過消費(fèi)者手動按鍵或者拉動的方式對所晾衣物進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，不夠智能化，不能夠滿足現(xiàn)代人的諸多需求。因此智能晾衣架也有很大發(fā)展空間，其市場研究價(jià)值很高，并且漸漸的這種生活模式將會吸引社會的很大關(guān)注。在大多數(shù)普通人群的生活中，能夠根據(jù)外界環(huán)境的不斷變化而使硬件本身功能隨之變化的智能晾衣架并不常見。普通的晾衣架在生活中就僅僅只有一個(gè)功能。傳統(tǒng)的晾衣架有的是幾根鐵棒焊接在一起的，或者是用一根繩子搭在兩個(gè)木樁上，又或者是通過滾軸和各種器材組裝制成的晾衣架等等，這些晾衣架的功能并沒有多智能，甚至有些產(chǎn)品我們買到手里并不會組裝，拼接比較麻煩，位置也比較固定，不能隨意移動，占用的空間也比較大，使用范圍比較小，只能通過人工的方式去進(jìn)行操作。在科技如此發(fā)達(dá)的今天，普通的晾衣架存在很多不便利的問題，已經(jīng)不能夠滿足消費(fèi)者的多方面需求了。如果當(dāng)我們外出不在家的時(shí)候，天空突然出現(xiàn)下雨，晾洗的衣物在外面晾著，我們又不能夠幾時(shí)回來的情況下，那么這些衣物就只能被雨淋到導(dǎo)致重洗等現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在我們生活當(dāng)中，在目前的市場發(fā)展角度上看，質(zhì)量優(yōu)秀、更智能、實(shí)用度高的晾衣架更會受到更多人的喜愛。本文基于STC89C52設(shè)計(jì)的晾衣架控制系統(tǒng)，本篇論文主要內(nèi)容如下：第一章：系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的選題背景和研究目的提出自己的系統(tǒng)方案，同時(shí)結(jié)合當(dāng)前現(xiàn)狀選擇合適的主控芯片和傳感器選型；第二章：硬件設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，搭建焊接單片機(jī)模塊、電機(jī)驅(qū)動模塊、電源供電模塊、雨滴傳感器等模塊介紹；第三章：軟件設(shè)計(jì)。程序軟件的開發(fā)環(huán)境和程序設(shè)計(jì)；第四章：焊接與調(diào)試。對事物的電路焊接和軟件調(diào)試和硬件測試。1系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.1系統(tǒng)方案論證本設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出兩種方案：方案一：本方案設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)主控電路、按鍵電路、光線檢測、電機(jī)控制執(zhí)行部分組成。主要用到的元器件有：STC89C52單片機(jī)、小馬達(dá)電動機(jī)、光敏電阻等等。STC89C52單片機(jī)作為本方案的主控芯片，光敏電阻是用來識別所處環(huán)境為白天還是夜晚的光線強(qiáng)弱狀態(tài)。連接電源按下開關(guān)后，初始狀態(tài)是自動模式，通過光敏電阻自動識別當(dāng)前所處環(huán)境的光線強(qiáng)弱，即白天還是夜晚。當(dāng)時(shí)識別出是白天，光照比較強(qiáng)時(shí)，電動機(jī)正轉(zhuǎn)代表晾衣架伸展，用手觸碰相應(yīng)的限位開關(guān)，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動代表伸展到最大；當(dāng)時(shí)光敏電阻識別出是夜晚光照強(qiáng)度比較弱時(shí)，電動機(jī)反轉(zhuǎn)代表晾衣架收縮，用手觸碰相應(yīng)的限位開關(guān)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動停止代表收縮到最里面，以防止發(fā)生過卷。方案二：本次方案設(shè)計(jì)主要由單片機(jī)主控電路、雨滴檢測、光線檢測、按鍵電路、指示燈電路、電機(jī)控制執(zhí)行部分組成，主要用到的元器件有：STC89C52單片機(jī)、FC-37雨滴傳感器、光敏電阻、LED指示燈、微動步進(jìn)電動機(jī)等等。STC89C52單片機(jī)作為本方案的主控芯片，雨滴傳感器主要是用來檢測所處環(huán)境中是否存在下雨的情況；光敏電阻是用來識別所處環(huán)境為白天還是夜晚的光線強(qiáng)弱狀態(tài)；由于雨滴傳感器和光敏電阻輸出信號都是電壓信號，單片機(jī)無法直接處理，所以本方案使用型號為LM393的電壓比較器能夠?qū)⒐饷綦娮韬陀甑蝹鞲衅魉敵龅碾妷盒盘栟D(zhuǎn)化為數(shù)字量信號，然后傳送給單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。另外，整個(gè)系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了手動模式和自動模式，用戶可以根據(jù)所處環(huán)境和自己的需求對當(dāng)前晾衣架所處的狀態(tài)進(jìn)行自由的切換，電動機(jī)方面采用了比較方便的微動式步進(jìn)電動機(jī)，為了直觀的看到當(dāng)前系統(tǒng)所處于的模式和狀態(tài)，設(shè)計(jì)了指示燈電路以便于觀察。連接電源按下開關(guān)后，初始狀態(tài)是手動模式，用戶可根據(jù)自己的需求進(jìn)行收晾衣物，按下切換按鈕后，系統(tǒng)更換為自動模式。通過光敏電阻自動識別當(dāng)前所處環(huán)境的光線強(qiáng)弱，即白天還是夜晚。當(dāng)時(shí)識別出是白天，光照比較強(qiáng)且雨滴傳感器未檢測到有雨水時(shí)，電動機(jī)正轉(zhuǎn)拉動電動機(jī)上的端子（代表晾衣架上所晾的衣物）向左移動代表晾衣架伸展，當(dāng)電動機(jī)上的端子移動到最左面觸碰相應(yīng)的限位開關(guān)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動停止代表伸展到最大；當(dāng)時(shí)識別出是夜晚光照比較弱或者是在白天時(shí)雨滴傳感器檢測到有雨水時(shí)，電動機(jī)反轉(zhuǎn)拉動端子向右移動代表晾衣架伸展，當(dāng)電動機(jī)上的端子移動最右面自動觸碰相應(yīng)的限位開關(guān)，電動機(jī)轉(zhuǎn)動停止代表收縮到最里面，電動機(jī)轉(zhuǎn)動停止以防止發(fā)生過卷。根據(jù)上述兩種方案的介紹，對于本系統(tǒng)設(shè)計(jì)我選擇方案二，因?yàn)榉桨敢粚?shí)現(xiàn)的電動機(jī)正反轉(zhuǎn)并不能完全實(shí)現(xiàn)自動化，自動檢測到光線后，還需要手動按一下限位開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)正反轉(zhuǎn)的停止，方案二所采用的微動式步進(jìn)電動機(jī)可以實(shí)現(xiàn)自動停止正反轉(zhuǎn)；同時(shí)，方案一只有光照檢測模塊，沒有雨滴檢測部分，這樣實(shí)現(xiàn)出來的功能不能夠完全滿足用戶的要求，而方案二在方案一的基礎(chǔ)上添加了雨滴檢測裝置。顯而易見，方案二更符合我們的實(shí)際需求，具有易操作、智能化、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)勢。1.2系統(tǒng)工作原理下面介紹一下本系統(tǒng)的原理及總體框圖，總體框圖如1.1所示。圖1.1系統(tǒng)總體框圖本系統(tǒng)利用光敏電阻和雨滴傳感器來檢測當(dāng)前環(huán)境，由按鍵電路調(diào)整當(dāng)前系統(tǒng)所處的狀態(tài)，指示燈電路和微動步進(jìn)電機(jī)將信號發(fā)送給單片機(jī)，再由單片機(jī)檢測指示燈電路和微動步進(jìn)電動機(jī)以實(shí)現(xiàn)晾衣架的控制；雨滴傳感器和光敏電阻將檢測到的電壓信號輸入給LM393電壓比較器中，再由電壓比較器輸入到單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。在自動模式下，當(dāng)且僅當(dāng)白天不下雨的時(shí)候，晾衣架才會打開進(jìn)行晾曬衣服，其他任何情況下晾衣架的狀態(tài)都是收衣物狀態(tài)，這樣實(shí)現(xiàn)了智能晾衣架的設(shè)定。2硬件設(shè)計(jì)2.1單片機(jī)本系統(tǒng)需要有數(shù)據(jù)處理功能的CPU、隨機(jī)存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多個(gè)I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功能，作為系統(tǒng)中的主控制器，起到核心控制的作用。因?yàn)镾TC89C52性能穩(wěn)定、功耗低，存儲量也比較大[1]，所以本次設(shè)計(jì)選用主控制器型號是STC89C52的單片機(jī)。它的內(nèi)部ROM存儲器：8k；RAM：256k；定時(shí)器：2個(gè)（ROM：是程序存放指令代碼和一些固定數(shù)值，程序運(yùn)行后不可改動；RAM：用于程序運(yùn)行中數(shù)據(jù)的隨機(jī)存取，掉電后數(shù)據(jù)消失[2]。）32個(gè)可編程I/O口線可供用戶使用；八個(gè)中斷源，其部分引腳功能如表2.1所示。表2.1STC89C52引腳端口引腳第一功能第二功能位置符號功能符號功能P039-32P0.0-P0.7通用I/0口AD0-AD7地址數(shù)據(jù)總線P143473P1.0-P1.7通用I/0口P221-28P2.0-P2.7通用I/0口A8-A15地址總線（高位）P310P3.0通用I/0口RXD串行通信發(fā)送口11P3.1通用I/0口TXD串行通信接收口12P3.2通用I/0口INT0外部中斷013P3.3通用I/0口INT1外部中斷114P3.4通用I/0口T0計(jì)數(shù)器0輸入端口15P3.5通用I/0口T1計(jì)數(shù)器1輸入端口16P3.6通用I/0口WR外部存儲器寫功能17P3.7通用I/0口RD外部存儲器讀功能STC89C52是雙列直插式40管腳的芯片，其引腳如圖2.1所示。圖2.1STC89C52引腳圖單片機(jī)在學(xué)術(shù)上也可叫做微控制處理器[3]，在眾多微控制處理器中，單片機(jī)具有獨(dú)特的優(yōu)勢。單片機(jī)因具有質(zhì)量輕、所需空間小、容量大、成本低、低功耗、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)在20世紀(jì)70年代時(shí)得到了迅速的發(fā)展。一直到今天，隨著新時(shí)代中國特色社會主義的不斷壯大和發(fā)展以及十九大以來為積極響應(yīng)和配合國家號召，在自動化領(lǐng)域越來越趨近于智能化，在科技方面，更加注重于航空、陸地、水運(yùn)等方面的綜合性發(fā)展；在生活方面，智能化的產(chǎn)品更是琳瑯滿目。單片機(jī)的最小系統(tǒng)是指用盡可能少的外設(shè)器件和幾個(gè)電路模塊使單片機(jī)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。在大多數(shù)的STC89C52單片機(jī)的電路設(shè)計(jì)中最小系統(tǒng)包括：復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、電源電路[4]。本設(shè)計(jì)單片機(jī)的最小控制系統(tǒng)如圖2.2所示。復(fù)位電路對基于嵌入式的智能家居電器系統(tǒng)來說也是必不可少的，可以用來復(fù)原系統(tǒng)也可以用來防止由于系統(tǒng)的抖動而干擾系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定的時(shí)候，可以按下復(fù)位鍵來終止系統(tǒng)的運(yùn)行，系統(tǒng)復(fù)位的時(shí)間一般是持續(xù)5ms，本系統(tǒng)的復(fù)位時(shí)間是2ms，復(fù)位更快速。STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)的復(fù)位是通過外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的[5]。最小系統(tǒng)復(fù)位電路的實(shí)現(xiàn)過程是：我們可以把單片機(jī)的復(fù)位電路理解為電腦的重啟。當(dāng)電腦正在被運(yùn)行的時(shí)候，出現(xiàn)了死機(jī)的情況，此刻如果按下復(fù)位按鈕，電腦內(nèi)部的程序就會重新運(yùn)行[6]。同樣的道理，單片機(jī)也是一樣的。當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)正在運(yùn)行，突然受到外界環(huán)境的干擾出現(xiàn)程序跑飛的情況，按下復(fù)位按鈕，重新啟動程序，這樣以保護(hù)單片機(jī)不會因突然的干擾以至于系統(tǒng)崩潰。52單片機(jī)的復(fù)位需要在第9引腳處接低電平信號，當(dāng)系統(tǒng)啟動時(shí)，按下系統(tǒng)復(fù)位按鈕。如果再次按釋放鍵，系統(tǒng)將重新啟動。在操作系統(tǒng)中，您可以通過主開關(guān)控制系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位。處理任何事情都要有時(shí)間上的先后順序，單片機(jī)也是如此。為了確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)必須要有一個(gè)時(shí)鐘。單片機(jī)最小電路中的時(shí)鐘電路是由一個(gè)晶振和兩個(gè)電容構(gòu)成的。本系統(tǒng)所選的晶振為11.0592MHZ，電容的型號取決于所選擇晶振的型號來確定，所以這次設(shè)計(jì)選用的電容大小為30pF[7]。時(shí)鐘電路中的這兩個(gè)電容的作用是幫助晶振進(jìn)行起振的，以滿足控制器上電之后能夠正常地進(jìn)行工作。圖2.2單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖2.2按鍵設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中的按鍵需要能夠調(diào)控晾衣架系統(tǒng)的狀態(tài)切換，系統(tǒng)的手動和自動模式切換需要通過按鍵來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)處于手動模式下，又需要兩個(gè)按鍵來實(shí)現(xiàn)收晾衣物等。本設(shè)計(jì)需要實(shí)用性強(qiáng)，功耗低，最好鍵盤之間能夠相互獨(dú)立的按鍵。常用的按鍵有導(dǎo)電橡膠按鈕和機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵。導(dǎo)電橡膠按鈕是通過彈性復(fù)位，具有占用面積小、適合大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。但是使用壽命較短，使用一段時(shí)間后橡膠會出現(xiàn)老化的情況以至于彈力下降，同時(shí)導(dǎo)致灰塵更容易進(jìn)入到電路里導(dǎo)致接觸不良[8]。機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵是利用機(jī)械的彈性來實(shí)現(xiàn)復(fù)位的，直接用I/O口線構(gòu)成的單個(gè)按鍵電路，它的特點(diǎn)是每個(gè)按鍵單獨(dú)占用一根I/O口線，每個(gè)按鍵的工作不會影響其他I/O口線的狀態(tài)。電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單，具有成本低，低功耗，制作簡單，每一個(gè)按鍵之間都是相互獨(dú)立的，如果某一個(gè)出現(xiàn)了損壞方便更換等優(yōu)點(diǎn)。但是觸點(diǎn)處容易侵入灰塵而導(dǎo)致接觸不良，體積相對較大，但是由于本次設(shè)計(jì)需要用到的按鍵較少，所以需要占用的空間很小，不影響對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)安排。綜合選擇，本系統(tǒng)采用的是機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵，因?yàn)樗鼭M足本設(shè)計(jì)低功耗，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)，如果在使用過程中有按鍵出現(xiàn)損壞也不會影響整個(gè)系統(tǒng)，方便替換，需要的成本也低。在選擇了需要的按鍵之后，本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)我使用了3個(gè)機(jī)械觸點(diǎn)式按鍵，分別是手動/自動模式切換鍵，晾衣物鍵以及收衣物鍵，原理圖如圖2.3所示。K1與單片機(jī)的P35管腳相連，K2與單片機(jī)的P36管腳相連，K3與單片機(jī)的P37管腳相連。將信號輸入給單片機(jī)后實(shí)現(xiàn)手動自動模式的切換。圖2.3按鍵設(shè)計(jì)2.3光線檢測模塊本系統(tǒng)中需要可以檢測當(dāng)前所處環(huán)境的光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱，能夠?qū)梢姽饩哂幸欢ǖ撵`敏度。當(dāng)環(huán)境光照波長在0.38m以下的時(shí)候，認(rèn)為光照強(qiáng)度較弱，本系統(tǒng)中判定為黑天；當(dāng)環(huán)境光照波長在0.38m~0.78時(shí)，認(rèn)為光照強(qiáng)度較強(qiáng)，本系統(tǒng)中判定為白天。根據(jù)光敏電阻對光的敏感性可以分為：紫外光敏電阻、紅外光敏電阻和可見光敏電阻。可見光敏電阻可應(yīng)用于光電控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)選用的光敏電阻是可見光敏電阻，選用5528光敏電阻，我們又可稱它為光導(dǎo)管，其電路原理圖如圖2.4所示。它能在特定波長的光照射下，具有阻值迅速減小的獨(dú)特特點(diǎn)。該光敏電阻對光的敏感性與人眼對可見光的響應(yīng)比較接近，只要人眼可感受的光都會引起光敏電阻阻值的變化，隨著光照強(qiáng)度的增大，阻值也會隨之變小，環(huán)境溫度為25℃的最大功率。當(dāng)光敏電阻接收光線強(qiáng)度的波長低于0.38m時(shí)，本系統(tǒng)判定當(dāng)前為黑天；當(dāng)光敏電阻接收光線強(qiáng)度的波長在0.38m~0.78m時(shí)，本系統(tǒng)判定為白天。符合我對本系統(tǒng)光照的技術(shù)要求。從原理圖中我們可以看出，光敏電阻將電壓信號輸入給電壓比較器LM393中再由電壓比較器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號從OUTB管腳發(fā)送到單片機(jī)的P11管腳。圖2.4光敏電阻電路圖2.4雨滴檢測模塊雨滴傳感器作為本系統(tǒng)中用來檢測當(dāng)前系統(tǒng)所處環(huán)境的晴雨?duì)顟B(tài)，用來配合光敏電阻完成對環(huán)境狀態(tài)檢測。本系統(tǒng)要求當(dāng)光敏電阻檢測到當(dāng)前為黑天狀態(tài)時(shí)，無論雨滴傳感器是否能夠檢測到有雨，晾衣架都是收衣物的狀態(tài)；當(dāng)光敏電阻檢測到當(dāng)前為白天狀態(tài)時(shí)，雨滴傳感器檢測到有雨，那么晾衣架狀態(tài)為收衣物；若檢測到無雨，晾衣架狀態(tài)為晾衣物。雨滴傳感器又可以稱為雨刷傳感器，它的種類有很多，我用的型號是FC-37雨滴傳感器，它的原理圖如圖2.5所示。FC-37雨滴傳感器是一種雨珠感應(yīng)式雨滴傳感器，由高品質(zhì)FR-04雙面材料制成，面積為5.0*4.0cm，靈敏度相對較高，具有對抗氧化、導(dǎo)電性、壽命方面更優(yōu)越的性能。從它的構(gòu)造上就可看出，當(dāng)有水滴落在上面的時(shí)候，VCC和GND就會相連接，由于材質(zhì)的原因，他們直接相連接不會短路[9]。當(dāng)它檢測到有雨滴落在它的檢測器上時(shí)，它就會輸出電壓信號用來傳遞給單片機(jī)，所以根據(jù)它的這一特點(diǎn)完全能夠滿足本設(shè)計(jì)中對雨滴檢測模塊的要求。從原理圖中我們可以看出，雨滴傳感器將電壓信號輸入給電壓比較器LM393的INA+管腳中，再由電壓比較器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，從OUTA管腳發(fā)送到單片機(jī)的P10管腳。圖2.5雨滴傳感器電路圖2.5電壓比較器因?yàn)閱纹瑱C(jī)不能直接接收外界輸入的電壓信號，而本系統(tǒng)中用到的光敏電阻和FC-37雨滴檢測器輸出的信號都是電壓信號，所以需要電壓比較器用來將外界需要輸入給單片機(jī)的電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號。本設(shè)計(jì)所用的電壓比較器型號是LM393，它是一種高精度比較器，能夠兼容邏輯電路，主要參數(shù)和特點(diǎn)有：電源電壓工作范圍寬(單電源、雙電源均可工作)，單電源：2.0～36V；雙電源：±1.0～±18V；消耗電流小，ICC=0.8mA；輸入失調(diào)電壓小，VIO=±2mV；共模輸入電壓范圍寬，VIC=0～VCC-1.5V；輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；輸出可以用開路集電極連接“或”門。電壓比較器的所有沒有用到的引腳必須接地，LM393偏置網(wǎng)絡(luò)確立了其靜態(tài)電流與電源電壓范圍2.0~30V無關(guān)。在通常情況下，電源不需要加旁路電容。差分輸入電壓可以大于VCC并不損壞器件輸出負(fù)載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內(nèi)的任何電源電壓上[10]，不受VCC端電壓值的限制。所以本次設(shè)計(jì)采用了LM393電壓比較器將輸出的電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量信號送給單片機(jī)進(jìn)行處理。其電路圖如圖2.6所示，從原理圖中我們可以看出，電壓比較器的OUTA管腳與單片機(jī)的P10管腳相連，OUTB管腳與單片機(jī)的P11管腳相連，INA-和INB-分別接兩個(gè)滑動變阻器，用于調(diào)節(jié)光敏電阻和雨滴檢測器的靈敏程度。圖2.6電壓比較器電路圖2.6微動步進(jìn)電動機(jī)本設(shè)計(jì)需要控制晾衣架的收晾衣物，所以需要可以靈活實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的電動機(jī)，且需要電機(jī)反應(yīng)靈敏，具有可以快速啟動、停止的能力，系統(tǒng)負(fù)載重量20千克即可。本系統(tǒng)采用的電機(jī)是型號為DXM1159-A的2相4線式微動步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)晾衣架的伸縮功能，該步進(jìn)電動機(jī)具有低成本、低功耗、精度高等優(yōu)點(diǎn)[11]。該電動機(jī)可以承受負(fù)載0~30千克的重量。它的參數(shù)有：電機(jī)直徑：15mm；電機(jī)長度：10mm；絲桿長度：60mm；滑塊行程：50mm；步進(jìn)角：1.8度；P極對數(shù)是3000。根據(jù)公式1-1，我們需要知道線速度的值，根據(jù)公式1-3我們還需要知道電機(jī)的轉(zhuǎn)速，所以先從公式1-2開始計(jì)算，代入數(shù)值n=60*50/3000，得出n=1rad/s；將n=1rad/s再代入到公式3中線速度v=2*3.1*7.25*1=45.53mmrad/s。利用公式1-2和公式1-3得到了我們想要的數(shù)據(jù)，接著計(jì)算電動機(jī)最大負(fù)載為30千克時(shí)的功率：利用公式1-1代入數(shù)據(jù)得P=0.3*9.8*30=88.2w。那么本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要的負(fù)載為20千克即可，同樣，我們把數(shù)據(jù)代入大到公式1-1中得：P=0.25*9.8*20=49w因?yàn)樵谶x型過程中，一定要保證輸出功率大于負(fù)載所需要的功率，所以88.2w＞49w，符合本設(shè)計(jì)的需求。電機(jī)功率：P=F*v=mg*v(1-1)電機(jī)轉(zhuǎn)速：n=60f/p(1-2)線速度：v=2πR*n(1-3)式中F恒力，這里我們理解為恒等于重力；f50赫茲；P極對數(shù)；R電機(jī)直徑。微動步進(jìn)電機(jī)我們還可以把它叫做絲桿電動機(jī)。由于單片機(jī)的驅(qū)動能力弱，所以選擇LB1848來驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。LB1848的作用主要是放大驅(qū)動電流使步進(jìn)電機(jī)正常工作，工作電壓為5V[12]。通常單片機(jī)驅(qū)動LB1848時(shí)，VCC引腳應(yīng)該懸空或接電源。1N2、ENA、1N1引腳分別與單片機(jī)引腳P22、P21、P20相連，綜上所述，絲杠電動機(jī)符合本設(shè)計(jì)的需要，步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路原理圖如圖2.7所示。從圖中我們可以看出，電動機(jī)的驅(qū)動模塊LB1848芯片引腳IN2與單片機(jī)P22管腳相連，ENA與單片機(jī)P21管腳相連，IN1與單片機(jī)P20管腳相連，進(jìn)而控制微動步進(jìn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖2.7步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動電路原理圖2.7硬件電路原理圖本系統(tǒng)硬件部分原理是由單片機(jī)最小控制系統(tǒng)控制整個(gè)硬件部分的運(yùn)行，在最小控制系統(tǒng)旁邊有一個(gè)下載接口，用于系統(tǒng)C語言程序代碼的下載，整個(gè)系統(tǒng)使用5V電源，指示燈電路會顯示現(xiàn)在系統(tǒng)所處的狀態(tài)，四個(gè)指示燈分別代表自動模式、手動模式、晾衣物和收衣物，分別于單片機(jī)P00、P01、P02、P03管腳相連；當(dāng)系統(tǒng)接通電源按下總開關(guān)后，系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)為手動模式下收衣物，電動機(jī)接收到系統(tǒng)給的指令進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)動，當(dāng)觸碰到限位開關(guān)SW3后，電動停止轉(zhuǎn)動代表收衣物已達(dá)最大限度；同理，當(dāng)觸碰到限位開關(guān)SW2后，電動停止轉(zhuǎn)動代表晾衣物已達(dá)最大限度，此刻，用戶可根據(jù)自己的需求對晾衣架控制系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的狀態(tài)調(diào)節(jié)。當(dāng)我們按下切換按鍵系統(tǒng)變?yōu)樽詣幽Ｊ胶?，系統(tǒng)會根據(jù)光敏電阻和雨滴傳感器檢測到的電壓信號，由電壓比較器LM393將電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號輸入給單片機(jī)中已實(shí)現(xiàn)對晾衣架的系統(tǒng)控制。當(dāng)且僅當(dāng)光敏電阻檢測到當(dāng)前為白天且沒有雨的環(huán)境下，晾衣架才是晾衣物狀態(tài)，其他任何狀態(tài)都是收衣物狀態(tài)。本系統(tǒng)硬件電路圖如圖2.8所示。圖2.8硬件電路原理圖3系統(tǒng)主要軟件設(shè)計(jì)3.1軟件環(huán)境軟件是在硬件的基礎(chǔ)上對硬件的資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，是一個(gè)專門為硬件平臺開發(fā)相應(yīng)的軟件程序，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)，而硬件又是系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)，二者相輔相成缺一不可。本系統(tǒng)選用的開發(fā)環(huán)境是KeilC51。KeilC51是由美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，且C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可維護(hù)性上比其他語言有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用[13]。KeilC51軟件對于初學(xué)者來說是一個(gè)非常好用的軟件，而且它能實(shí)現(xiàn)在線的運(yùn)行、仿真，方便初學(xué)者用來調(diào)試，不僅能讓初學(xué)者在很快的時(shí)間內(nèi)找到自己出錯(cuò)的代碼，還方便改寫。該軟件所運(yùn)用到的語言可以是C語言，也可以是匯編語言，可以應(yīng)用的語言種類比較廣泛，因?yàn)樵诔跗诮佑|到軟件編程是我學(xué)的就是C語言類型，所以本次軟件設(shè)計(jì)我采用的是C語言進(jìn)行程序的編寫[14]。該軟件開發(fā)界面如圖3.1所示。圖3.1軟件開發(fā)界面圖使用該軟件進(jìn)行程序編程和系統(tǒng)研發(fā)時(shí)，它的流程是：首先要創(chuàng)建一個(gè)新的工程項(xiàng)目文件，選擇項(xiàng)目所用到的單片機(jī)型號，創(chuàng)建新出代碼編程窗口；接著對軟件中新建的源程序代碼文件進(jìn)行編寫和保存，在編輯窗口中運(yùn)用所學(xué)的C語言進(jìn)行程序的運(yùn)行[15]。然后，用項(xiàng)目管理器中生成設(shè)計(jì)者的應(yīng)用，如果發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤，及時(shí)修改源程序中的錯(cuò)誤，對編寫的程序進(jìn)行測試、下載與調(diào)試并且連接應(yīng)用。這樣軟件會生成一個(gè)HEX文件，該文件是用來將里面的代碼下載到單片機(jī)中，從而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)電路的控制。在本次設(shè)計(jì)中，下載源程序的工具是通過ISP下載工具（如圖3.2所示）來完成的，也就是下載上述生成的HEX文件，具體步驟為：圖3.2程序下載工具圖標(biāo)(1)首先打開軟件首頁如圖3.3所示；圖3.3軟件首頁(2)選擇所需要的單片機(jī)型號；(3)再選擇要下載的HEX文件；(4)選擇所在的串口和波特率，其中串口號可在設(shè)備管理器中查看或更改；(5)點(diǎn)擊下載，得到提示后上電，完成下載，進(jìn)行測試[16]。3.2程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用的C語言編程主要使用了if、while等判斷語句，當(dāng)光敏電阻檢測到當(dāng)前是白天或者理解為當(dāng)前所處環(huán)境的光照強(qiáng)度比較強(qiáng)，并且雨滴傳感器未檢測到當(dāng)前下雨，晾衣架接到指令開始向左或向右移動，當(dāng)移動到兩邊的任意一個(gè)限位開關(guān)的位置時(shí)，限位開關(guān)會閉合，此刻則表示晾衣架已到達(dá)指定的位置，晾衣架停止轉(zhuǎn)動。本系統(tǒng)的主要程序流程是：首先系統(tǒng)要判斷出當(dāng)前處于哪一種者模式，如果判斷出當(dāng)前模式為手動模式，那么就通過手動按鍵來控制步進(jìn)電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)以實(shí)現(xiàn)晾衣服曬衣服還是收衣服；如果是當(dāng)前所處模式為自動模式，那么僅在白天不下雨的情況下，晾衣架的狀態(tài)才是曬衣服，在其他任何的情況下，晾衣架的狀態(tài)都是收衣服的狀態(tài)。系統(tǒng)程序框圖如圖3.4所示。初始化初始化是否自動模式手動狀態(tài)下收衣服切換手自動模式否晾衣架收衣服Key1是否按下是否為白天是否下雨收衣服手動晾衣服是是否否晾衣服Key2是否按下是否手動按下Key3是是否開始結(jié)束圖3.4程序框圖4焊接與調(diào)試4.1電路焊接在選擇電路焊接的方式時(shí)，原始也是最常用的焊接方法是手工焊接。當(dāng)前，在工廠焊接大量的生產(chǎn)基本上是不采用原始的方法了，但是在普通元器件的修理、系統(tǒng)在測試中，最經(jīng)常使用的方法就是原始的手工焊接。焊接在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是很重要的環(huán)節(jié)，不管我們在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)想的和設(shè)計(jì)的再多，如果在焊接實(shí)物的這個(gè)過程中出現(xiàn)了問題，會影響到整個(gè)控制系統(tǒng)的運(yùn)行，這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)很有可能就會以失敗而告終[17]。所以說焊接的技術(shù)會直接導(dǎo)致設(shè)計(jì)的這個(gè)控制系統(tǒng)是否能夠使用。焊接后實(shí)物圖如圖4.1所示。圖4.1焊接實(shí)物圖為了確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，在焊接的時(shí)候要嚴(yán)格根據(jù)電路圖認(rèn)真對照，盡量避免焊接位置出現(xiàn)錯(cuò)誤或者連錯(cuò)線等問題。在電路的焊接過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)焊錫不夠的情況，這個(gè)時(shí)候我們需要做的是：補(bǔ)焊錫。但是應(yīng)注意補(bǔ)的焊錫量不能補(bǔ)太多，因?yàn)楹苋菀走B接到其它器件的引腳可能會導(dǎo)致出現(xiàn)短路的情況。如果遇到了焊錫過多時(shí)，有兩種方式可以解決這個(gè)問題：可以使用電烙鐵放在焊接處來回滑動，用電烙鐵將多余的焊錫帶走，也可以使用吸錫器除焊錫。4.2系統(tǒng)調(diào)試在系統(tǒng)接通電源之前，首先觀察實(shí)物的焊接是否存在問題，如：有明顯斷裂、正負(fù)極連接、器件連接、焊接不實(shí)等。如果焊接的物體沒有問題接下來我們用萬用表來檢測電源的正負(fù)電壓，觀察是否出現(xiàn)了嚴(yán)重的電源問題，如短路、斷路等以確認(rèn)焊接的系統(tǒng)沒有問題。物體焊接沒有問題以后，還需要對軟件程序進(jìn)行調(diào)試，如果程序調(diào)試沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤等問題，接下來驗(yàn)證系統(tǒng)的功能能否滿足要求，如果功能存在問題，需要繼續(xù)調(diào)試程序，反復(fù)進(jìn)行調(diào)試直到所有功能都滿足為止。4.2.1軟件調(diào)試在軟件調(diào)試過程中，點(diǎn)擊編譯按鍵，文件在系統(tǒng)中正常運(yùn)行，提示的信息可以在窗口中進(jìn)行顯示，若提示的信息中顯示錯(cuò)誤標(biāo)識，就要根據(jù)提示找到錯(cuò)誤程序并改正，直到錯(cuò)誤消失。實(shí)際在調(diào)試過程中，首次對程序進(jìn)行編譯時(shí)提示窗口提示錯(cuò)誤，經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)在程序句末尾遺漏的分號，除此之外出現(xiàn)過其他的問題，經(jīng)過請教老師還有公司的師傅以及同學(xué)的幫助，一次次的編譯和修改，直到程序提示沒有錯(cuò)誤為止。4.2.2硬件測試首先使用萬用表檢測電源是否連接完好，然后檢查元器件的管腳是否連接正確，有沒有出現(xiàn)接線錯(cuò)誤的情況。接通電源以后，觀察每個(gè)元器件是否能夠進(jìn)行正常的工作，逐一測試功能。在測試過程中，如果發(fā)現(xiàn)LED指示燈不亮，首先檢查焊接情況，如果沒有發(fā)現(xiàn)接錯(cuò)或虛焊情況，那么檢查程序的編寫是否出現(xiàn)錯(cuò)誤提示；如果都沒有問題，我們基本可以斷定是該元器件損壞了，需要更換新的LED指示燈。4.3實(shí)物測試根據(jù)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需求，對實(shí)物功能進(jìn)行逐一測試：(1)將電動機(jī)上的端子（用來表示所晾衣物）移動到中間位置，接通電源后按下開機(jī)按鈕，電源指示燈亮起，系統(tǒng)默認(rèn)為手動模式，電動機(jī)上的端子會默認(rèn)向右移動，代表晾衣架開機(jī)時(shí)默認(rèn)的狀態(tài)是收衣服；(2)按下切換模式按鍵，系統(tǒng)所處模式更換為自動模式，在光敏電阻附近照明營造白天光線強(qiáng)度較強(qiáng)環(huán)境，并且保持雨滴傳感器上干燥，步進(jìn)電動機(jī)上的端子向左滑動，代表晾衣架伸展曬衣物；(3)保持光敏電阻附近照明營造白天光線強(qiáng)度較強(qiáng)環(huán)境，將一片濕巾或者蘸有水的紙巾放在雨滴傳感器上營造天氣中為下雨?duì)顟B(tài)，步進(jìn)電動機(jī)上的端子向右滑動，代表晾衣架收縮收衣物；(4)取消光敏電阻附近的照明，用手捂住光敏電阻或者移動到光線較弱的地方，此時(shí)不管雨滴傳感器上是否檢測出有雨水，步進(jìn)電動機(jī)上的端子都是向右滑動，代表晾衣架收縮收衣物。所有的預(yù)設(shè)功能均得以實(shí)現(xiàn)，實(shí)物展示圖如圖4.2、4.3所示。圖4.2實(shí)物展示圖圖4.3實(shí)物展示圖結(jié)論通過以上分析，本系統(tǒng)使用STC89C52單片機(jī)作為主控制器，由電源電路、STC89C52單片機(jī)核心電路、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、LED指示燈電路、雨滴檢測模塊、光照檢測模塊和按鍵電路等組成。本文著重對基于單片機(jī)的晾衣架控制系統(tǒng)做出了比較詳細(xì)的報(bào)告，其中包括硬件部分與軟件部分兩大模塊，并且對其中各個(gè)重要子模塊增加了重點(diǎn)詳細(xì)說明。對于這次系統(tǒng)設(shè)計(jì)，我主要的設(shè)計(jì)思路是解決人們晾衣物問題，實(shí)現(xiàn)自動化、智能化。系統(tǒng)利用光敏電阻和雨滴傳感器來進(jìn)行當(dāng)前環(huán)境的檢測，當(dāng)系統(tǒng)切換為自動模式狀態(tài)下，只有當(dāng)且僅當(dāng)不下雨的白天的時(shí)候，晾衣架才會打開進(jìn)行晾衣服，其他任何情況下晾衣架的狀態(tài)都是收衣物狀態(tài)，這樣就實(shí)現(xiàn)了一種智能晾衣架的設(shè)定。所用到的器件分別有：STC89C52單片機(jī)、型號為FC-37的水滴傳感器作為檢測當(dāng)前環(huán)境是否下雨的傳感器、光敏電阻作為檢測白天黑夜的傳感器，由于雨滴傳感器和光敏電阻輸出的信號都是電壓信號，所以采用了LM393電壓比較器將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量信號送給單片機(jī)進(jìn)行處理。為滿足用戶的多種需求，整個(gè)系統(tǒng)還設(shè)置了手動和自動兩種模式；為了直觀的看出當(dāng)前模式和狀態(tài)，還設(shè)計(jì)了指示燈電路，電機(jī)方面采用了能夠成直線運(yùn)動的微動電機(jī)，有利于更加清晰的觀察出晾衣架當(dāng)前所處模式。本設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)的功能有：系統(tǒng)接通電源以后，按下總開關(guān)，系統(tǒng)默認(rèn)為手動模式，收衣物的狀態(tài)，此刻，如果用戶需要手動調(diào)節(jié)可利用收晾衣物按鍵進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)；可觀察指示燈的燈亮來確定當(dāng)前所處模式和狀態(tài)，從左數(shù)第一個(gè)燈表示手動模式，第二個(gè)燈表示自動模式，第三個(gè)燈表示晾衣物，第四個(gè)燈表示收衣物；按下切換按鍵，此時(shí)系統(tǒng)切換為自動模式，由光敏電阻檢測當(dāng)前所處環(huán)境的光照強(qiáng)度，若為白天，且雨滴傳感器并未檢測到有雨的情況下，晾衣架狀態(tài)為晾衣物；若白天雨滴傳感器檢測到有雨的情況下，晾衣架狀態(tài)為收衣物；若為黑天，那么不管雨滴傳感器是否有檢測到下雨，晾衣架狀態(tài)都為收衣物。通過這樣的設(shè)計(jì)解決了人們因工作需求或其他未在家的情況下，晾曬的衣物因下雨沒有被及時(shí)收回等問題，希望會給更多的人帶來智能的生活享受。參考文獻(xiàn)[1]霍孟友.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004：112-125[2]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,1999：45-78[3]何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:航天航空大學(xué)出版社,2000：178-494[4]傅揚(yáng)烈.單片機(jī)原理與應(yīng)用教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2002：19-65[5]李世榮.智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)研究[D].同濟(jì)大學(xué),2008[6]張振榮.MCS-51單片機(jī)原理及實(shí)用技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社,2000：10-13[7]沈紅衛(wèi).基于單片機(jī)的智能系統(tǒng)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附錄2源程序清單#include<REGX52.H> //包含單片機(jī)內(nèi)部寄存器的頭文件#defineucharunsignedchar //宏定義#defineuintunsignedint//定義微動電機(jī)管腳sbitEN=P2^1; //使能sbitA1=P2^0; //A相sbitB1=P2^2; //B相//定義限位開關(guān)管腳sbitswitch1=P3^3; //控制電機(jī)往左邊的開關(guān)sbitswitch2=P3^4; //控制電機(jī)往右邊的開關(guān)//定義LM393兩個(gè)輸出管腳sbitLM393_A=P1^0; //連接的是水滴傳感器，水多，輸出為0sbitLM393_B=P1^1; //連接的是光敏電阻，光強(qiáng)為1//定義按鍵sbitkey1=P3^5; //連接IO口sbitkey2=P3^6;sbitkey3=P3^7;bitkey1_flag=0; //按鍵標(biāo)志位bitkey2_flag=0;bitkey3_flag=0;//定義指示燈sbitled0=P0^0; //led燈IO口sbitled1=P0^1;sbitled2=P0^2;sbitled3=P0^3;bitA_M=1; //手自動模式標(biāo)志1是手動模式，0是自動模式bitR_L=1; //多余變量bitOpen_Close=1; //控制絲杠電機(jī)打開關(guān)閉標(biāo)志，0是往右轉(zhuǎn)，1是左轉(zhuǎn)voiddelay(uinttime)//誤差0us{while(time--);}voidRRM(void) //往右邊走{ EN=1; //開啟使能端 A1=1; //兩相點(diǎn)擊，相位取反，轉(zhuǎn)向相反 delay(400); B1=1; delay(400); A1=0; delay(400); B1=0; delay(400); EN=0;}voidLLM(void) /往左走{ EN=1; B1=0; delay(400); A1=0; delay(400); B1=1; delay(400); A1=1; delay(400); EN=0;}voidkey_dispose(){if(!key1) //按鍵1按下{ if(key1_flag) { //清除，防止按下后連續(xù)觸發(fā) key1_flag=0; A_M=~A_M; //手自動模式切換 } } elsekey1_flag=1;if(!key2) //按鍵2按下{ if(key2_flag) { key2_flag=0; if(A_M)Open_Close=0; //如果是手動模式，則控制絲桿電機(jī)右轉(zhuǎn) } } elsekey2_flag=1;if(!key3) //按鍵3按下{ if(key3_flag) { key3_flag=0; if(A_M)Open_Close=1; //如果是手動模式，則控制絲桿電機(jī)左轉(zhuǎn) } } elsek