基于单片机的自动抽纸系统大学本科毕业论文.doc

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1、宿州学院2014届本科生毕业设计 基于单片机的自动抽纸系统设计 2014届本科生毕业设计 分类号：TU824.1题 目: 基于单片机的自动抽纸系统设计 2014年 5月 15 日摘 要本系统采用STC89C52单片机设计出一套蹲便器自动抽纸系统。本系统由单片机，红外传感器，激光传感器，步进电机和一些控制模块组成。利用单片机、步进电机等实现人方便后自动抽出一定长度的纸的功能。单片机负责把采集到的数据处理后与控制模块通信。通过红外线来探测是否有人进入系统范围，根据红外线辐射的能量进行检测，检测到有人后经红外传感器把信号发送给中心系统，同时指示灯亮，进行提示。当有人方便时，按下按键，系统便会自动出纸

2、。通过实践，我们小组成功的做出了自动抽纸系统并且拍摄了实物图，本系统用料简单，无论从方法和用料都是具有可行性的。关键词：通信；红外；步进电机；STC89C52ABSTRACTThe system uses a set of single-chip design STC89C52 Pissing automatic pumping paper system. The system consists of microcontroller, infrared sensors, laser sensors, stepper motors and some control module. Use of

3、microcontroller, stepper motor for automatic extraction of people after a certain length of paper to facilitate the function. MCU responsible for processing the collected data communication with the control module. Via infrared to detect if someone enters the system-wide, according to the energy det

4、ect infrared radiation detected by the infrared sensor after someone sends signals to a central system, and indicator lights, prompting. When someone convenient, press the button, the system will automatically eject. Through practice, the success of our team to make an automatic pumping system and s

5、hoot a real paper map, the system is simple to use material from both the methods and the materials used are feasible.Keywords: Communicate; Infrared; Stepper motor; STC89C52 目 录绪论11 设计思路与方案11.1 设计思路11.2 设计方案12 步进电机的工作原理及特性22.1 步进电机的简介22.2 步进电机的特点22.3 步进电机的工作原理33 硬件电路设计53.1 单片机最小系统电路53.2 控制模块103.3 驱

6、动模块103.4 激光检测电路输出133.5 串口通信模块134 软件设计144.1 程序流程图144.2 系统主程序154.3 定时中断设计164.4 外部中断设计174.5 Proteus仿真软件174.6 本次系统的仿真图185 PCB板设计及硬件调试195.1 PCB制作过程195.2 硬件调试PCB205.3 系统设计实物图20结束语22参考文献23附 录24致 谢29 基于单片机的自动抽纸系统设计绪论在一些人流量较大的地方，例如游乐场、商场或者大型的公共场所。传统的公共厕所节水效果不理想，很容易被人为的损毁，并且可能滋生很多细菌。对于环境污染而言，手动抽纸无疑是有害无益的，并且对于

7、人类的身体健康都有显著地影响。为了节约水源和保证纸张的不浪费，为了解决这个问题，便设计了一个采用STC89C52单片机的蹲便器自动抽纸系统。利用单片机、红外和激光传感器驱动步进电机，来实现人方便以后自动抽纸的功能。在当今这个当节约成为一种潮流的时代，仍旧存在这一群人，对公共财物一点不节约，从而造成手动抽纸大量浪费，若是改造成自动抽纸，便可以达到节约纸张的目的。随着人们的生活品质逐渐提高，自动抽纸系统可以满足对于人们生活空间的自动化需求，达到卫生和节约的完美结合. 随着新科技的发展，单片机已经在这个新科技产业中占有一席之地。例如在自动化领域，当二者相结合的时候，既可以完成智能自动控制，又可以让自

8、动抽纸的功能得以实现，为广大市民提供了更加贴心和人性化的服务。1 设计思路与方案1.1 设计思路在客流量较多的场所，手动抽纸装置效果不佳，使用寿命短，已是个不争的事实。不仅不卫生而且细菌滋生势必对人类健康有影响。因此要设计出一个合理而且方便实施的自动抽纸系统。在科技发展史的长河中，单片机的应用与普及是人们始料未及的。本系统所采用的STC89C52芯片是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器 。在单芯片上，8位的CPU有一个灵活的系统内可编程闪存，使得STC89C52为许多嵌入式控制应用提供高度灵活，超有效的解决方案。与传统的AT89C51单片机，它可以直接

9、用于与串行下载功能，速度更快，使用更方便比较。1.2 设计方案系统用STC89C52微控制器单元与外部电源相连接，复位晶体，MAX232电平转换电路的信号检测系统，信号处理系统及信号输出系统，以形成最小的单芯片系统电路。信号检测系统主要由红外传感器和激光传感器。主要的红外传感器，以检测是否有人使用厕所，激光传感器是用来检测是否有纸张用完。红外传感器检测系统激光传感器主控制器供电系统驱动系统抽纸系统图1系统框图2 步进电机的工作原理及特性2.1 步进电机的简介步进电机是一种将电脉冲到的角位移或致动器的线性位移。它简单地说，当驱动器接收到一个脉冲信号，将驱动步进电机，以设置一个固定的角度（即步进角

10、）的旋转方向。我们可以控制脉冲的数量来控制的角位移，从而达到准确定位;同时我们也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，以达到调速的目的。在非过载，电机转速的情况下，停止的位置只取决于脉冲频率和脉冲信号，这不会影响，即一个脉冲信号被施加到电机的负荷改变的次数，电机被接通一个步骤角。存在的这种线性关系，具有不累积误差只有周期性误差的步进电机等。使得在速度控制，位置等来控制步进电机的领域变得非常简单，精度高。原则上，步进电机是一种低速同步电动机。本次毕业设计采用了两相或三相步进电机皆可。2.2 步进电机的特点1) 步进电机的精度一般是3-5的踩踏角度和角位移正比，与输入脉冲不累积误差，有

11、良好的追随性。2) 步进电机的表面不允许温度过高。首先，使步进电机温度退磁磁电机，导致扭矩下降，甚至进一步的损失;一般来说，磁退磁点高于130摄氏度，有的甚至高达200摄氏度，所以步进电机表面温度在80-90度才是正常工作温度。3) 步进电机的转矩和速度的增加成反比。当步进电机转动时，各相的电动机绕组的电感将形成一个反向电动势;频率越高，反电动势越大。在它的作用下，随着频率的电动机（或速度）的增加相电流减小，从而导致力矩下降。步进电机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。4) 数控系统由一个开环步进电动机和驱动器电路组成，都非常简单，价格低廉，并且很可靠。同时，它也可以是该组合物和角反馈

12、回路数控系统性能的一部分。5) 步进电机的动态响应快，易于启停，正反转及变速。6) 步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，不能直接使用交流电源和直流电源。7) 步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫声。2.3 步进电机的工作原理2.3.1 步进电机结构(三相)图2 步进电机内部结构图如图2所示，步进电机分为转子和定子两部分：定子：由硅钢片叠成的，定子上有6大磁极，每2个相对的磁极（N，S）组成一对，共有3对。定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。 0、1/3、2/3，（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/

13、3，C与齿3向右错开2/3，A与齿5相对齐，（A就是A，齿5就是齿1）。 转子：由软磁材料制成，其外表面也均匀地分布着小齿，与定子上的小齿并且小齿的大小相同，间距相同。2.3.2 对齿和错齿 图3 步进电机转子展开图反应式步进电机的动力来源于电磁力，只有电机存在错齿现象才能转动。在电磁力的作用下，转子被推动到最大磁导率的位置，定子小齿与转子小齿对齐的位置，并处于平衡状态，如图3中的A相位置，这种现象被称为对齿。而对于三相步进电机来说，当某一相得磁极处于最大磁导位置时，另外两相必须处于非最大磁导位置，即定子和转子不对齐位置，这种现象被称为错齿。2.3.3 工作原理图4 步进电机三相接线图开始时，

14、开关SB接通电源，SA、SC、SD断开，B相磁极和转子0、3号齿对齐，同时，转子的1、4号齿就和C、D相绕组磁极产生错齿，2、5号齿就和D、A相绕组磁极产生错齿。当开关SC接通电源，SB、SA、SD断开时，由于C相绕组的磁力线和1、4号齿之间磁力线的作用，使转子转动，1、4号齿和C相绕组的磁极对齐。而0、3号齿和A、B相绕组产生错齿，2、5号齿就和A、D相绕组磁极产生错齿。依次类推，A、B、C、D四相绕组轮流供电，则转子会沿着A、B、C、D方向转动。3 硬件电路设计3.1 单片机最小系统电路3.1.1 STC89C52简介图5 STC89C52引脚图5是STC89C52的引脚图，引脚功能说明：

15、VCC（40引脚）：电源电压VSS （20引脚）：接地P0端口（P0.0P0.7，3932引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。验证时，要求外接上拉电阻。P1端口（P1.0P1.7，18引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有内部上拉电阻，那些被外部

16、拉低的引脚会输出一个电流。在对Flash ROM编程和程序校验时，P1接收低8位地址。P2端口（P2.0P2.7，2128引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。P3端口（P3.0P3.7，1017引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方

17、式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。在对Flash ROM编程或程序校验时，P3还接收一些控制信号。P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能，如表1所示：表1 P3口引脚复用功能引脚号复用功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2INT0（外部中断0）P3.3INT1（外部中断1）P3.4T0（定时器0的外部输入）P3.5T1（定时器1的外部输入）P3.6WR（外部数据存储器写选通）P3.7RD（外部数据存储器读选通）RST（

18、9引脚）：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机的复位初始化操作。ALE/PROD（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。PSEN（29引脚）：外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当STC89C52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。EA/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。注意

19、加密方式1时，EA将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在Flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。不应将“1”写入未定义的单元，由于这些单元在将来的产品中可能赋予新的功能，在这种情况下，复位后这些单元数值总是“0”。并非所有的地址都被定义，从80HFFH共128个字节只有一部分被定义。还有相当一部分没有定义。对没有定义的单元读写将是无效的，读出的数值将不确定，而写入的数据也将丢失。STC89C52除了有定时器/计数器0和定时器/计数器1之外，还

20、增加了一个一个定时器/计数器2.定时器/计数器2的控制和状态位位于T2CON和T2MOD（见表2）。表2 定时/计数器2控制寄存器各位功能说明符号功能TF2定时器2溢出标志。定时器2溢出时，又由硬件置位，必须由软件清0.当RCLK=1或TCLK=1时，定时器2溢出，不对TF2置位。EXF2定时器2外部标志。当EXEN2=1，且当T2EX引脚上出现负跳变而出现捕获或重装载时，EXF2置位，申请中断。此时如果允许定时器2中断，CPU将响应中断，执行定时器2 中断服务程序，EXF2必须由软件清除。当定时器2工作在向上或向下计数方式时（DCEN=1），EXF2不能激活中断。RCLK接收时钟允许。RCL

21、K=1时，用定时器2溢出脉冲作为串口（工作于工作方式1或3时）的接收时钟，RCLK=0，用定时器1的溢出脉冲作为接收脉冲TCLK发送时钟允许。TCLK=1时，用定时器2溢出脉冲作为串口（工作于工作方式1或3时）的发送时钟，TCLK=0，用定时器1的溢出脉冲作为发送脉冲EXEN2定时器2外部允许标志。当EXEN2=1时，如果定时器2未用于作串行口的波特率发生器，在T2EX端口出现负跳变脉冲时，激活定时器2捕获或者重装载。EXEN2=0时，T2EX端的外部信号无效。TR2定时器2启动/停止控制位。TR2=1时，启动定时器2.C/T2定时器2定时方式或计数方式控制位。C/T2=0时，选择定时方式，C

22、/T2=1时，选择对外部事件技术方式（下降沿触发）。定时器2是一个16位定时/计数器。通过设置特殊功能寄存器T2CON中的C/T2位，可将其作为定时器或计数器（特殊功能寄存器T2CON的描述如表4所列）。定时器2有3种操作模式：捕获、自动重新装载（递增或递减计数）和波特率发生器，这3种模式由T2CON中的位进行选择。3.1.2 MAX232芯片简介图6 MAX232芯片图6是MAX232的芯片图，其中，第一部分是电荷泵电路。由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。功能是产生+12V和-12V两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。第二部分是数据转换通道。由7、8、9、10、11、12、1

23、3、14脚构成两个数据通道。其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。8脚（R2IN）、9脚（R2OUT）、10脚（T2IN）、7脚（T2OUT）为第二数据通道。第三部分是供电。15脚GND、16脚VCC（+5V）。3.1.3 复位电路手动复位：按下开关S1，RST点的电位电压就是R4两端电压，又知RST接单片机的9号复位引脚，单片机高电平大于3.5V，而R4两端电压约4.5V，而人的反应时间大于0.1s，远大于两个机器周期2us，所以按下开关S1，复位引脚持续时间大于两个机器周期的高电平，手动复位可完成。上电复位：上电开始电容C1相

24、当于短路，RST点电位约5V，大于3.5V，复位引脚为高电平，随着不断向电容充电，当其两端电压达到1.5V，复位引脚高电平超过两个机器周期，上电复位完成。图7 复位电路图3.1.4 供电电路主要为单片机提供电源，当开关K1拨动到ON时，单片机上电开始工作，否则单片机掉电，停止工作。图8 供电电路3.1.5 晶振电路晶振电路的主要作用提供工作信号脉冲，在此电路中采用的频率11.0592MHz。电路图如下：图9 晶振电路3.2 控制模块使用40针STC89C52单片机的双列直插式封装HMOS制造过程中，除了一个40针的双列直插式封装类型，还有个正方形类封装。40管脚双列直插式封装管脚图如7图所示。

25、由微控制器产生的脉冲信号，脉冲信号的占空比通常为约0.3至0.4，较高的电机速度，更大的占空比。信号分配实际上是按照某种控制（根据需要选择）的顺序发送一个脉冲序列，以达到控制步进电机的方向的目的。图10单片机管脚图3.3 驱动模块ULN2004A是一种低功耗的步进电机驱动芯片。57电机完美搭档，同时可以用于42、50型步进电机，性能比较优秀的一款驱动。电流设定方法为拨码开关分档可调，板子背面印好了参数设定表格，以方便调节。图11 ULN2004A步进电机驱动芯片图12 ULN2004A 实物图接线端子定义说明信号输入端：1) CP+：脉冲信号输入正端。2) CP-：脉冲信号输入负端。3) DI

26、R+：电机正、反转控制正端。4) DIR-：电机正、反转控制负端。5) EN+：电机脱机控制正端。6) EN-：电机脱机控制负端。7) 电机绕组连接：8) A+：连接电机绕组A+相。9) A-：连接电机绕组A-相。10) B+：连接电机绕组B+相。11) B-：连接电机绕组B-相。工作电压的连接：VCC：连接直流电源正（注意：10VVCC32V）。GND：连接直流电源负。细分数设定:细分数是以驱动板上的拨盘开关选择设定的，根据细分选择表的数据设定（最好在断电情况下设定）。细分后步进电机步距角按下列方法计算：步距角=电机固有步距角/细分数。如：一台固有步距角为3.6的步进电机在16细分下步距角为

27、3.6/16=0.225。驱动板上拨码开关1、2、3分别对应M1、M2、M3。具体细分对应情况如表3所示。表3细分数设置表M3M2M1细分数ONONON1ONONOFF2ONOFFON4ONOFFOFF8OFFONON16OFFONOFF32OFFOFFON64OFFOFFOFF128电流大小设定:电流大小由拨码开关S4、S5、S6（分别对应拨码开关上的4、5、6号）选择，电流六档可选。电流大小设定情况如表4所示。表4 电流大小设定表3.4 激光检测电路输出图13 激光检测电路图14红外电路实物图检测距离的失调，一旦调节电位器，在范围内输出，让单片机识别。激光传感器也可以使用适用于电路，用于检

28、测是否蹲便器抽纸用完了类似的功能检测。信号检测系统主要由红外传感器和激光传感器两部分组成。该系统采用一个3厘米50厘米可调红外线避障传感器，这是一组在所述光电传感器中的一个发送和接收的。正面操作，产量高，有障碍的输出端口由高变低。一上电时，以调节检测距离的障碍，一旦调节电位器的背面时，输出为低范围内，给微控制器来识别。红外传感器采用一体化红外遥控接收器SM0038， 1脚接5V电源，2 脚接单片机的P0.0 口， 3脚接地。若无人进入感应区，指示灯灭。若有人进入感应区，红外传感器探测到来9人体的红外辐射，此时接收端2脚的信号变为低电平，指示灯亮。根据这一原理，单片机的P0.0 口根据检测信号的

29、高低电平，来辨别足否有人。我们也可以通过灯的亮火来判断红外传感器是否正在工作。3.5 串口通信模块串行通信是指通信的发送方和接收方之间数据信息的传输是在单根数据线上，以每次一个二进制位移动的，它的优点是只需一对传输线进行传送信息，因此其成本低，适用于远距离通信。在这里我们采用MAX232作为主要的芯片来完成这项任务。因为MAX232具有驱动能力,所以不需要外加驱动电路。图15 串行通信电路4 软件设计4.1 程序流程图下面系统程序总流程图。是开始初始化检测是否有人按下按钮抽取定量纸是否需要用到纸是否否图16 系统程序流程图4.2 系统主程序主程序中要完成的工作主要有系统初始值的设置、系统状态的

30、显示以及各种开关状态的检测判断等。若初始化P1=11H、速度和方向初始值均设为0，就意味着步进电机按双相运行，系统上电后在没有操作的情况下，步进电机不旋转，方向值显示“0”，速度值显示“0”，主程序流程图如图17所示。图17 主程序流程图4.3 定时中断设计步进电机的旋转传递到电机绕组，主要是在一定的时间定期连续地通入电流，步进电机的旋转运动，该间隔越短，速度更快。在这个系统中，重复间隔定时器中断是由若干倍产生，是监管规范间隔定时器中断，因此定时器中断程序，要做的工作是确定电机运行的主要方向，使在下一个脉冲，并在当前的各种状态的保存。程序流程图如图18所示。图18 定时中断设计 图19 外部中

31、断设计4.4 外部中断设计可以根据数据的按键来实现外部中断工作，改变速度值存储区域（决定时中断数据的数量），从而改变了步进电机的输出脉冲频率和速度的增加。按钮1为INT0中断，其程序流程为原数据，当值等于9时，不改变原数值返回，小于9时，数据加1后返回；按钮2，当原数据不为1，减1保存数据，原数据为1则保持不变。程序流程图如图19所示。4.5 Proteus仿真软件1 Proteus仿真软件的介绍： Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB

32、设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具，其处理器模型支持8051、AVR、ARM、8086等。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器11。2 Proteus仿真软件的功能特点：Proteus软件具有其它EDA工具软件（例：multisim）的功能。这些功能是：1原理布图2PCB自动或人工布线3SPICE电路仿真功能特点1互动的电路仿真用户甚至可以实时采用诸如RAM，ROM，键盘，马达，LED，LCD，AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件。2仿真处理器及其外

33、围电路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流单片机。还可以直接在基于原理图的虚拟原型4.6本次系统的仿真图图20 系统仿真图5 PCB板设计及硬件调试5.1 PCB制作过程1 原理图绘制 在PCB生产的第一步是示意图，根据设计要求，建立PCB构建原理图并项目，生成新的集成库项目。在该示意图的过程中，已经在库中存在的元素可以选择，无组件应参阅相关的信息组件，在工具栏里有很多新元素，多个组件的功能里面创建一个新的子项目。该行的示意图，应选择正确的线，如果线是太多的复杂性可以选择使用网络标签，同一个名字的标签是网络连接，由于相应的元件值，所以应当用特殊的标记区分。2 元件封装下一步就是

34、对元件进行封装，双击元件添加Footprint，“PCB库”选择任意。单击“浏览”，选择相应的库，找到相应元件的封装，或者单击“发现”，输入封装的名称查找。如果库里面没有相应的元件的封装，则必须在集成库下的PCB元件库里面，根据芯片（元件）的资料，新建封装。做好新封装，可以在原理图库里面将新建元件关联起来，然后编译。在右方就会生成自己新建的库。3 电路板（PCB）编辑器用封装好的原理图，生成PCB板，步骤是：设计Update PCB Docment执行更改进入印刷电路板（PCB）编辑器的编辑环境。启动编辑器后，用户对元件的布置参数，板层参数、布线参数等进行相应的设置。参数的设定是在满足设计要求

35、的前提下尽量符合个人习惯，所以因人而异。线宽约束为15-30mil，大小在10*10cm以内。4 布置元件设置电路板的尺寸和形状，并加载网络表后，程序会自动加载组件和自动处理电路板的边界内的元素。虽然该方案可以根据电路板尺寸的各种组件的位置自动排列，但毕竟不能完全满足设计要求，因此用户还能对部件的位置，以便成功地进行手动调整一下布局。5 手动布线与手工调整Altium Designer 9的自动布线功能十分强大，设置各种参数只要数据合理、元器件摆放的位置恰当，自动布线出的板子一般都不会有问题。但是，由于算法的限制以及用户的特殊要求或习惯，自动布线也有很多让人不满意的地方，我们必须靠手工进行布线

36、和跳帧调整来达到我们的满意程度。6 PCB文件的保存印刷电路板的布线任务完成后，我们应当及时的保存文件，用于日后电路板雕刻的使用。PCB板让厂家预定生产，或者在学校的机器中印刷皆可。5.2 硬件调试PCB使用单层的电路板的设计。为了使布线尽可能短，根据信号的元件贴装工艺布局。最终部件放置在PCB上为： 有固定位置的元件，如电源插座，开关，连接器等等这些功能元器件被放好后，这些设备的地方，将被锁定，这样他就不会被误移动。在PCB板的设计，要考虑到电路元件的抗干扰能力，以减少寄生电容，较好地保证振荡器的稳定性和可靠性。完成的PCB如图21(a)、(b)所示。(a)(b)图21 PCB板（a） 最小

37、系统PCB;（b） 主控制模块PCB5.3 系统设计实物图 (a) (b) (c) (d) (e)图22 自动抽纸系统 (a)中心主控系统 (b)步进电机驱动模块 (c)电源模块 (d)红外模块 (e)实物图结束语本设计采用STC89C52单片机作为控制模块的核心，利用单片机编程实现了对步进电机的控制。由单片机产生的信号经ULN2004A芯片进行功率放大，驱动步进电机工作，同时由红外传感器和激光传感器同步实现控制，由相应的按键实现人来自动抽纸、人走停止自动抽纸的功能。在系统设计过程中，力求硬件电路简单，充分发挥的编程灵活性，以满足系统要求的软件部分的优点。通过实际测试表明，该系统的设计的性能要

38、优于传统的步进电机控制器，具有结构简单，可靠性高，实用性，人性化操作界面简单方便，性价比高。根据工作原理和硬件设计原理，本文从硬件设计到软件设计，该设计的设计做了仔细的分析和比较，最终确定一个完整的可行的解决方案。为了验证一个系统的可行性，功能可靠性和程序验证，我也制作了硬件电路。硬件电路设计验证程序的可行性，在调试过程中，也得到了满意的效果，很好的验证了设计的可行性。22参考文献1 鲍磊,马鸿飞.单片机应用Modbus RTU通信的伺服控制系统J.制造业自动化,2014,03:48-51.2 翁鹏飞,邱月阳. 单片机应用中若干问题的解决方法J.电子技术与软件工程,2013,22:157.3

39、周贵舟. Protues和Keil在单片机教学中的仿真应用J.才智,2013,05:116.4 张丽霞.单片机课程教学改革与实践探索J.电子世界,2014,01:174-175.5 万永菁,张淑艳.单片机应用课程平台的设计与实践J.课程教育研究,2013,28:239-240.6 王昊. 单片机的应用与开发技巧J.科学大众(科学教育),2012,09:176. 7 马忠梅.单片机的C语言应用程序设计M第三版.北京航空航天大学出版社,2011：3472.8 于波.浅谈PROTEUS仿真软件在单片机教学中的应用J.电子世界,2013,15:158.9 辛艳东.单片机应用及抗干扰因素分析J.科技创新

40、与应用,2012,12:79.10 陈艺.单片机应用技术课程的创新与实践J.科技创业家,2013,16:166.11 石瑛.仿真技术在单片机教学中的应用J.黄山学院报,2012,03:128-130.12 江思敏等ALTIUM DESIGNERM.机械工业出版社.2009年:1597.13 孙建平,单海斌.单片机技术在智能家具中的应用与发展J.森林工程,2012,05:45-49.14 陈淑芳.基于51单片机的教学实验系统的设计与开发D.中国海洋学,2011.15 石晓岚.红外遥控检测系统D.苏州大学,2011.16 赵佩华.单片机应用系统中的软件抗干扰技术J.常州信息职业技术学院学报,201

41、0,01:50-53.17 高源.单片机应用系统抗干扰技术的研究J.电脑知识与技术,2010,14:3783-3784.18 杜鹏英,罗小平,江皓.基于Proteus软件的虚拟仿真技术在单片机系列课程中的应用A. Hubei University of Technology, China.Proceedings of 2010 Third International Conference on Education Technology and Training(Volume 8)C.Hubei University of Technology, China:,2010:4.附 录系统C程序的源

42、码：主程序文件源码：#include#include step.h#include wt5001.hsbit LedZhi=P21; /有无纸状态指示灯sbit ChongShui=P24;/冲水sbit JGren=P04;sbit JGzhi=P05; /检测纸的激光sbit Out=P34;/出纸按键sbit MusicStop=P35;int time=0,ChongShui_RunTime=0; unsigned char flag=0,ChongShuiflag=0,ovre_music=0;bit Musicflag=0;unsigned char MusicDat=0,Music;/void delayms(int ms)int i;while(ms-)for(i=0;i8;/11.0592Mhz 50ms TL1=65536-110592*5/12;MusicDat+;if(MusicDat9)MusicDat=0;Music=MusicDat+50;if(JGren=0)ovre_music=1;time+;/if(busy=0)&(Musicflag=0)if(Musicflag=0)