基于51單片機(jī)的智能晾衣架的設(shè)計(jì)與制作

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄

1產(chǎn)品功能分析.........................................................................................................1

2設(shè)計(jì)方案遴選.........................................................................................................1

2.2步進(jìn)電機(jī)的選擇........................................................................................2

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)............................................................................................2

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì).........................................................................................................3

3.1電路原理圖及工作原理............................................................................3

3.2STC89C52RC單片機(jī)核心電路................................................................4

3.3按鍵電路設(shè)計(jì)............................................................................................7

3.4光線檢測電路............................................................................................8

3.5DHT11濕度傳感器電路...........................................................................9

3.6數(shù)碼管顯示電路.......................................................................................9

3.7步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路................................................................................10

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì).......................................................................................................11

4.1主程序流程圖..........................................................................................11

4.2溫濕度測驗(yàn)..............................................................................................12

4.3APP程序設(shè)計(jì)..........................................................................................13

4.4產(chǎn)品程序清單..........................................................................................14

5產(chǎn)品使用說明.......................................................................................................15

5.1產(chǎn)品實(shí)物圖各部分介紹..........................................................................15

5.2產(chǎn)品硬件調(diào)試..........................................................................................16

5.3產(chǎn)品使用說明..........................................................................................17

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)...............................................................................................17

參考資料.....................................................................................................................18

附錄.............................................................................................................................19

附錄1元器件清單............................................................................................19

附錄2電路原理圖............................................................................................20

I

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附錄3PCB設(shè)計(jì)圖.............................................................................................21

附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖............................................................................................22

附錄5主程序代碼............................................................................................23

II

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

基于51單片機(jī)的智能晾衣架的設(shè)計(jì)與制作

1產(chǎn)品功能分析

在這個(gè)快速發(fā)展的信息時(shí)代，人們的時(shí)間感更強(qiáng)，作息也越來越緊張，生

活中一些瑣碎的事情沒必要也不應(yīng)該占用太多的時(shí)間和精力。

就當(dāng)前所言我們所使用的晾衣架大多數(shù)都是不能跟隨自然環(huán)境的變化而進(jìn)

行自動(dòng)回收的傳統(tǒng)的類型。假如小區(qū)居民都是勞動(dòng)者，或者小區(qū)居民剛好有事

情出門在外，沒有任何人居住在家里，在這些情況下，如果這個(gè)時(shí)候突然變天

下雨或者天黑了的情況，傳統(tǒng)類型的晾衣架就完全做不到把晾曬在房子外面的

衣物進(jìn)行避雨或者避露珠的功能。炎炎夏日，勞動(dòng)者一般情況下是把自家的衣

服晾曬在房子外頭整整一天。即便是小區(qū)居民當(dāng)時(shí)在家，也很少在夏日陽光正

強(qiáng)的時(shí)候在室內(nèi)收衣服，溫度變化后再拿到陽臺(tái)晾干，其實(shí)暴曬對衣服的損壞

程度很大。這個(gè)時(shí)候就需要一個(gè)智能的晾衣架以滿足不同類型住戶對晾曬衣物

的需求。

本設(shè)計(jì)采用51單片機(jī)作為智能晾衣架的檢測及控制核心，同時(shí)配合溫濕度

傳感器和光敏電阻等板塊。通過溫濕度傳感器檢測外面自然環(huán)境的濕度，當(dāng)外

面自然環(huán)境的濕度已經(jīng)達(dá)到了自己設(shè)置的最高濕度時(shí)，自然環(huán)境的光線變暗時(shí)

或者天黑的時(shí)候，單片機(jī)控制電動(dòng)機(jī)收回（或者展出），從而使晾衣架自動(dòng)進(jìn)

行回收，當(dāng)傳送桿抵達(dá)到開關(guān)的位置時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)停下；然后當(dāng)下雨停止

時(shí)，自然環(huán)境的光線變亮?xí)r，太陽光充足并且濕度低于設(shè)置的上限值時(shí)，光敏

電阻和濕度傳感器將得到的消息傳送給單片機(jī)，再由單片機(jī)去控制電動(dòng)機(jī)的展

出（或者收回）從而使晾衣架自動(dòng)對衣服進(jìn)行展出或者收回曝曬。

2設(shè)計(jì)方案遴選

在進(jìn)行硬件電路搭建前必須得選擇好合適的產(chǎn)品的零部件，以發(fā)揮器件的

基本功能。一個(gè)完整的智能晾衣架產(chǎn)品需要幾個(gè)零部件組成，雖然有很多模塊

可供我們挑選，但是需要我們在自身的經(jīng)濟(jì)水平以及產(chǎn)品兼容性上來考慮，產(chǎn)

品的基本形式是顯示功能，自動(dòng)感受外界變化功能等組成。

2.1核心芯片的選擇

方案1：使用STM32系列

STM32單片機(jī)該款產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)：STM32系列主要是為需求低,功耗低,

1

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高性能的嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的ARM，基本集成市場市面中工業(yè)領(lǐng)域的功能的

STM32，唯一的缺點(diǎn)就是這個(gè)系列的單片機(jī)的成本偏高，使用起來相對是比較

復(fù)雜，這兩個(gè)缺點(diǎn)累加起來，對一個(gè)學(xué)生來講是比較麻煩和不太適合的。

方案2：使用51系列

51單片機(jī)該款產(chǎn)品的好壞處：STC89C52是一款先進(jìn)的8位CMOSMCU，具

有低功耗、高性能和可編程8位處理器和閃存等特性，在單芯片上提供更靈

活、更方便的解決方案。但是世界上沒有完美無缺的產(chǎn)品以及毫無規(guī)律破綻的

程序，51單片機(jī)也是有一些壞處的，列如AD和EEPROM等功能的擴(kuò)展會(huì)增

加硬件和軟件的負(fù)擔(dān)，從而影響系統(tǒng)的性能和可靠性，同時(shí)保護(hù)芯片能力比較

差勁，很容易在焊接產(chǎn)品和調(diào)試產(chǎn)品的過程中燒毀芯片。

綜合產(chǎn)品成本和產(chǎn)品功能的需求來看，我在這兩個(gè)方案中選擇了51系列

的單片機(jī)。

2.2步進(jìn)電機(jī)的選擇

方案一：永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（PM）

類別結(jié)構(gòu)步距力矩動(dòng)態(tài)性能

永磁式轉(zhuǎn)子采用多磁極圓筒形的永磁大大好

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)鐵，其外面配置齒狀定子吸引和排斥

（PM）力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)

方案二：反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)（VR）

類別結(jié)構(gòu)步距力矩動(dòng)態(tài)性能

反應(yīng)式采用高導(dǎo)磁材料構(gòu)成齒狀轉(zhuǎn)子小小較差

步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和定子

（VR）

綜上所述，過程中產(chǎn)品設(shè)計(jì)的我采用了方案一，選擇使用永磁式步進(jìn)電動(dòng)

機(jī)（PM）進(jìn)行產(chǎn)品組裝。

2.3系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)

產(chǎn)品設(shè)計(jì)框圖如下：

2

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濕度檢測

濕度顯示

STC89C52RC單

片機(jī)核心電路

光線檢測

電機(jī)驅(qū)動(dòng)

按鍵控制

晾衣架執(zhí)行機(jī)構(gòu)

圖1系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

3產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)

3.1電路原理圖及工作原理

圖2系統(tǒng)原理圖

本產(chǎn)品是由STC89C52RC單片機(jī)核心電路，DHT11濕度傳感器，數(shù)碼管顯示

3

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器，按鍵電路，步進(jìn)電機(jī)，光線檢測電路組成。

本產(chǎn)品的工作原理主要是利用DHT11濕度傳感器和光線檢測電路這兩種傳

感器檢測到傳感器對外界檢測實(shí)際所收到的參數(shù)。接著在把濕度傳感器所接收

到的實(shí)際數(shù)據(jù)顯示在數(shù)碼管顯示器上。當(dāng)下雨/天晴時(shí),濕度使DHT11濕度傳感

器導(dǎo)通,進(jìn)而下一步傳給單片機(jī)核心控制模塊?？刂颇K發(fā)送指令到電機(jī)驅(qū)

動(dòng)。從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，讓晾衣架收回/伸出，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收衣/曬衣動(dòng)作。以

此來實(shí)現(xiàn)晾衣架的收縮狀態(tài)。

3.2STC89C52RC單片機(jī)核心電路

最新一代的STC89C52RC，速度極快，功耗極低，抗干擾能力極強(qiáng)，是宏晶

公司研發(fā)的，它的命令代碼完全可以兼容常規(guī)的8051單片機(jī)，12時(shí)鐘頻率/

機(jī)，6周期時(shí)鐘/機(jī)都可以隨意選擇。此芯片被選用的原因在于，此芯片不但能

夠滿足并完成該產(chǎn)品的功能而且能夠?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中所需的其它擴(kuò)展電路提供其它

功能。

STC89C52RC主要性能如下：

a)8051單片機(jī)擁有強(qiáng)大的功能，它可以根據(jù)需要調(diào)整6時(shí)鐘和12時(shí)

鐘/機(jī)器周期，而且它的指令代碼與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)完全兼容，從而能夠滿

足不同的應(yīng)用需求。

b)工作頻率范圍：0～40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz，實(shí)際工

作頻率可達(dá)48MHz。

c)用戶應(yīng)用程序空間為8K字節(jié)。

d)片上集成512字節(jié)RAM。

e)通用I/O端口（32個(gè)），在重置后具體內(nèi)容如下：P1/P2/P3/P4為

準(zhǔn)雙向端口/弱上拉式端口，P0端口為漏極開路輸出，它被用作總

線擴(kuò)展時(shí)不需要添加拉阻，但是被用作I/O端口就需要添加拉

阻。

f)ISP（系統(tǒng)可編程）/IAP（應(yīng)用可編程），不需要使用專用的編

程器，也不需要使用專用的仿真器，可以通過串口（RXD/P3.0、

TXD/P3.1）直接加載用戶程序,部分可在秒級(jí)完成。

g)具有EEPROM功能。

h)具有看門狗功能。

i)共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1、T2。

j)外部4通道屏障，邊沿下降屏障或低電平觸發(fā)電路，低電平模式

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外部屏障可通過低電平觸發(fā)模式喚醒

k)通用異步串行端口（UART）和定時(shí)器軟件應(yīng)用實(shí)現(xiàn)可以多個(gè)

UART。

STC89C52RC單片機(jī)引腳圖：

圖3STC89C52RC引腳圖

STC89C52RC引腳功能如下：

電源:

VCC-電源，接+5V；

GND-接地；

時(shí)鐘:

XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。

控制線:

控制線一共有4根：

ALE/PROG:地址鎖存允許/片內(nèi)EPROM編程脈沖。

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ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址。

PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編

程脈沖。

PSEN:外ROM讀選通信號(hào)。

RST/VPD:復(fù)位/備用電源。

RST（Reset）功能：復(fù)位信號(hào)輸入端。

VPD功能：在VCC掉電情況下，接備用電源。

EA/VPP:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。

EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。

VPP功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源

VPP。

I/O口線：P0、P1、P2、P3共四個(gè)八位口。

P0端口是一個(gè)三向雙向端口，通常會(huì)被叫做數(shù)據(jù)總線端口，因?yàn)橹挥羞@個(gè)

端口可以直接用于對外部存儲(chǔ)器的讀/寫操作。P0端口還用于顯示外部存儲(chǔ)卡

的8位下部地址。由于這是一個(gè)分時(shí)輸出，因此該地址數(shù)據(jù)必須鎖定在外部鎖

存器、鎖定地址和ALE信號(hào)中。

P1端口是用戶特定的I/O端口和準(zhǔn)雙向端口。

P2端口用于從系統(tǒng)中擴(kuò)充的高8比特的地址線。P2端口在不擴(kuò)充外存的

情況下，亦可用作用戶輸入輸出端口，同時(shí)也為準(zhǔn)雙向端口

P3端口是一個(gè)雙功能端口，端口的每個(gè)位可以獨(dú)立定義為第一個(gè)I/O功

能或第二個(gè)I/O功能。當(dāng)用作第一個(gè)功能時(shí)，它的工作方式類似于P1端

口。

STC89C52RC單片機(jī)實(shí)物圖：

圖4STC89C52RC實(shí)物圖圖片

其工作原理與計(jì)算機(jī)CPU相同，其工作原理是利用單片機(jī)內(nèi)部的半導(dǎo)體存

儲(chǔ)器來存儲(chǔ)用戶的程序和數(shù)據(jù)，其核心微處理器CPU有指令寄存器、指令譯碼

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器、程序計(jì)數(shù)器等，通過程序計(jì)數(shù)器來尋找下一條要執(zhí)行的指令，找到后，將

指令交給指令寄存器，再由譯碼器翻譯來完成對指令函數(shù)的操作，最終形成一

個(gè)循環(huán)的工作結(jié)果。

圖5單片機(jī)核心電路原理圖

3.3按鍵電路設(shè)計(jì)

按鍵電路是一種常用的電子線路，主要用于控制開關(guān)、音量調(diào)節(jié)、頻道切

換等。按鍵電路的工作原理就是在開關(guān)過程中，按下一個(gè)按鈕，就會(huì)發(fā)生相應(yīng)

的變化，從而達(dá)到各種功能的目的。產(chǎn)品選用電子開關(guān)按鈕，實(shí)現(xiàn)開關(guān)聯(lián)通只

需要按下按鈕，切斷連接只需要松下按鈕。

在本產(chǎn)品設(shè)計(jì)中采用了四個(gè)按鍵：按鍵S1進(jìn)行手動(dòng)模式或者自動(dòng)模式選擇。

按鍵S2,S3,為按鍵+和按鍵-。按鍵S4為設(shè)置鍵。

以此來實(shí)現(xiàn)對外界檢測到的濕度上限值和步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)的設(shè)置。

其電路原理圖如圖6所示

7

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圖6按鍵電路原理圖

3.4光線檢測電路

此次設(shè)計(jì)中光檢測電路主要由光敏電阻組成。光阻基本上是由半導(dǎo)體的光

導(dǎo)效應(yīng)得出的電阻，其電阻值隨光強(qiáng)而變化，也稱為光導(dǎo)檢測器;光強(qiáng)，電阻

降低，光弱，電阻增加。這款產(chǎn)品是利用感光電阻器的感光性能來決定光線的

強(qiáng)弱，由感光電阻器的感光能力來判斷白晝與夜晚，并且協(xié)助濕度感應(yīng)器來判

斷是否是陰晴天氣。

其電路原理圖如圖7所示：

圖7光線檢測原理圖

其基本原理是利用了感光電阻器在有光條件下的電阻器的電學(xué)性質(zhì)，使感

光電阻器的電阻率比無光條件下低。在正常照明下，調(diào)整電位器的電阻，使

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LM393反向輸入端的電位低于同向端的電位，則LM393的輸出高，隨著光線

的減弱，光敏電阻的電阻值增加，同軸端子的電壓低于反相端子，比較器的

輸出變?nèi)?，然后要求單片機(jī)從外面停止，控制電機(jī)拾取衣服。

3.5DHT11濕度傳感器電路

DHT11數(shù)字濕溫傳感器是一種帶有校正數(shù)字信號(hào)輸出的復(fù)合型溫濕傳感

器，它使用了獨(dú)特的數(shù)字模組采集技術(shù)和溫濕測量技術(shù)，從而保證了高可靠性

和良好的長期穩(wěn)定性。它采用了一種基于NTC的高精度測溫技術(shù)，并與一臺(tái)高

性能的8位微機(jī)相連。所以，這款產(chǎn)品的優(yōu)勢是：質(zhì)量優(yōu)良，響應(yīng)速度極快，

抗干擾能力強(qiáng)，性價(jià)比極高。

單線路的串口使得系統(tǒng)的整合更加快捷和方便。它的體積非常小，功耗也

非常低，因此非常適合在這些需要高功率的場合使用。

其電路原理圖如圖8所示：

圖8DHT11濕度傳感器原理圖

其工作原理是根據(jù)空氣中的水分對電容的影響而設(shè)計(jì)的。在DHT11型傳感

器中，有一種薄膜電容式傳感器，其原理是由兩種電極組成，一種是濕度感測

電極，另一種是溫度感測電極。在設(shè)備內(nèi)濕度變化時(shí)，濕度傳感電極將吸水或

放水，使其電容發(fā)生變化。電容的電感原理也會(huì)隨著溫度的改變而改變。感應(yīng)

器由感應(yīng)器偵測到表面介電常數(shù)的改變，進(jìn)而偵測到周圍的溫度與濕度。

3.6數(shù)碼管顯示電路

數(shù)碼管是一種使用LED的顯示裝置，它們分別由對應(yīng)的段構(gòu)成，因?yàn)閿?shù)字

只需要七個(gè)段，因此一些數(shù)碼管里面只有七個(gè)段，被稱為數(shù)碼管的七段，數(shù)字

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管的額外段的八段都被用在了小數(shù)點(diǎn)上，構(gòu)成了一個(gè)顯示裝置，它可以將小數(shù)

點(diǎn)數(shù)據(jù)顯示出來。

根據(jù)數(shù)碼管內(nèi)部的連接方法，使數(shù)碼管分為普通正極數(shù)碼管（低電平照

明）和普通負(fù)極數(shù)碼管（高層照明），普通正極數(shù)碼管內(nèi)部由將所有LED的正

極連接在一起，形成一個(gè)公共端接+5V電源，控制相應(yīng)的LED負(fù)極就可以顯

示數(shù)字。所以，普通正極低電平就可以點(diǎn)亮，共陰極和共陽極剛好相反，LED

負(fù)極內(nèi)的共陰極數(shù)碼管連接在一起，形成一個(gè)共端接地為0V，控制相應(yīng)的

LED正極就可以顯示數(shù)字，使共陰極數(shù)碼管高電平亮起。

之所以選擇數(shù)碼管顯示器是因?yàn)樗啾容^于LCD1602液晶顯示器體積更

小、響應(yīng)速度快、穩(wěn)定性更好、結(jié)構(gòu)更簡單、不易被干擾。更適合本次產(chǎn)品的

設(shè)計(jì)。

其電路原理圖如圖9所示：

圖9數(shù)碼管顯示電路原理圖

其工作原理主要是利用電路來實(shí)現(xiàn)對亮滅的控制。進(jìn)入數(shù)碼管的控制電

路，按照不同的信號(hào)強(qiáng)度，控制不同的發(fā)光燈，從而得到所需的結(jié)果。

3.7步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路

步進(jìn)電機(jī)是一種可以把電脈沖轉(zhuǎn)換成角位移的驅(qū)動(dòng)裝置。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置在

收到輸入信號(hào)后，將電動(dòng)機(jī)沿預(yù)定方向作一定角度（即“步距角”），使電動(dòng)

機(jī)按照一定的角度逐步地進(jìn)行自轉(zhuǎn)。利用脈沖數(shù)目的大小，實(shí)現(xiàn)了角度位移的

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精確定位；同時(shí)，還可以通過對脈沖頻率的控制，來實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)

速、加速度的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、位置的調(diào)節(jié)。

圖10步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路原理圖

它的工作原理，是通過一種電子線路，把直流電源轉(zhuǎn)換成分時(shí)電源，多相

時(shí)序控制電流，以此為基礎(chǔ)，給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，從而保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的

正常運(yùn)行，而驅(qū)動(dòng)裝置，則是給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)提供分時(shí)電源，是一種多相位的控

制器。

4產(chǎn)品軟件設(shè)計(jì)

4.1主程序流程圖

本次體系的軟件設(shè)計(jì)使用了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模塊設(shè)計(jì)這兩種方法使編譯和調(diào)試

程序變得容易。根據(jù)此內(nèi)容設(shè)計(jì)的需要，以及前面描述的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

的詳細(xì)內(nèi)容，單片機(jī)控制體系軟件程序的流程圖如圖11所示：

11

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圖11主程序流程圖

4.2溫濕度測驗(yàn)

溫濕度測驗(yàn)使用了DHT11溫濕度傳感器，由于DHT11獨(dú)特的單總線方式，

數(shù)據(jù)是在同一條線上讀取的，因此所有類型的操作都必須嚴(yán)格按照程序的流程

進(jìn)行。圖12是測量濕度的（子程序）流程圖。單片機(jī)首先發(fā)出一個(gè)重置脈

沖，接著對在信號(hào)線上的DHT11芯片進(jìn)行重置，接著發(fā)出一個(gè)ROM操作指令，

并用對應(yīng)的序號(hào)碼來啟動(dòng)DHT11。DHT11一開始就進(jìn)入了接受存儲(chǔ)器存取指令

12

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的狀態(tài)，該指令執(zhí)行溫度變換、恢復(fù)等工作（一條總線保存指令及控制指令，

直到ROM指令被發(fā)送，該指令及控制指令被保存，不起任何作用）。

程序流程圖（子程序）如圖12所示：

圖12流程圖（子程序）

4.3APP程序設(shè)計(jì)

對產(chǎn)品程序的編寫成功后，需通過軟件keil5對所編寫的程序進(jìn)行測試以

及編譯，若編譯不通過，則需要再程序進(jìn)行相應(yīng)的修改。當(dāng)所有程序編譯都成

功之后，搭配現(xiàn)有的環(huán)境因素對產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)智能晾曬衣物的效果。

軟件體系設(shè)計(jì)設(shè)置包括的聲明庫函數(shù)如：#include<reg51.h>，#include

<absacc.h>等，接口定義系統(tǒng)應(yīng)用如下：

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sbitsmg_we1=P2^7;//數(shù)碼管位選定義

sbitsmg_we2=P2^6;

sbitGX=P2^2;//光敏

sbitdht11=P2^4;//濕度傳感器IO口定義

sbitred=P2^5;//紅色發(fā)光二極管定義

sbitgreen=P2^3;//綠色發(fā)光二極管定義

sbityellow=P2^0;//黃色發(fā)光二極管定義

程序編譯圖：

圖13程序編譯成功圖

4.4產(chǎn)品程序清單

對產(chǎn)品的整個(gè)程序進(jìn)行一個(gè)整合，可以清晰的看到整個(gè)程序那些部分組成

產(chǎn)品程序清單：

14

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圖14產(chǎn)品程序清單圖

5產(chǎn)品使用說明

5.1產(chǎn)品實(shí)物圖各部分介紹

產(chǎn)品是由單片機(jī)，溫度傳感器模塊，按鍵模塊，電源模塊,數(shù)碼管顯示模

塊，光敏電阻模塊和電機(jī)組成

實(shí)物圖如下：

15

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圖15產(chǎn)品實(shí)物圖

5.2產(chǎn)品硬件調(diào)試

檢查單片機(jī)所有的部件是否都成功的焊接到萬能板之上，需要對每一個(gè)焊

點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致嚴(yán)格的檢查，確保元器件沒有虛焊漏焊，以及是否有瑕疵等，用萬

能表進(jìn)行測試板件，檢查各個(gè)焊接點(diǎn)連接情況是否合格，檢查各電源線與地線

是否有短路的現(xiàn)象。對產(chǎn)品進(jìn)行上電檢查。將編寫的程序燒錄到單片機(jī)之中。

程序燒錄成功界面如圖：

16

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圖16程序燒錄成功圖

5.3產(chǎn)品使用說明

1、接上電源上電，再按下電源開關(guān)，溫濕度傳感器和光敏電阻自動(dòng)監(jiān)

測。

2、若是外界的濕度高于設(shè)置的上限值或者外界光線過暗，智能晾衣架關(guān)

閉，數(shù)碼管顯示當(dāng)前的濕度。

3、若是外界的濕度低于設(shè)置的上限值或者外界正處于天亮狀態(tài)，智能晾

衣架開啟，數(shù)碼管顯示當(dāng)前的濕度。

4、可以利用萬能板上的按鍵模塊對濕度上限值和電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)進(jìn)行設(shè)

置，假如設(shè)置濕度上限值是65和電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)為兩圈，當(dāng)外界濕度高于65

時(shí)智能晾衣架就自動(dòng)進(jìn)行關(guān)閉，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈。

6產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

[1]J-STD-001E電氣與電子組件的焊接要求

[2]IPC-A-610D(中文版)，IPC-A-610E電子組件的可接受性要求

[3]IPC-7711/21電子組件和電路板的返工&返修

[4]GB/T11457-2006信息技術(shù)軟件工程術(shù)語；

[5]GB/T8566-2007信息技術(shù)軟件生存周期過程標(biāo)準(zhǔn)；

[6]GB/T8567-2006計(jì)算機(jī)軟件文檔編制規(guī)范。

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參考資料

[1]郭天祥-新概念51單片機(jī)C語言教程[M].電子工業(yè)出版社.2009.

[2]金發(fā)慶.傳感器技術(shù)與應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008年.

[3]譚浩強(qiáng).C語言設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社[M]2005.

[4]潘清明，丁左武，蔣偉，鄭孫偉.防雨、防暴曬、夜晚能自動(dòng)收縮的智能晾衣架設(shè)計(jì)[J].機(jī)電產(chǎn)品開

發(fā)與創(chuàng)新，2007.

[5]壽宏曉，林利棟，毛曉捷，毛曉靖.自動(dòng)伸縮式防雨晾衣架的研究[J].機(jī)械工程師，2010.

[6]楊友平.基于89C5.1實(shí)現(xiàn)智能晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2011.

[7]林若波，李錫豐，鄭爍.晴雨智能晾衣架的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù),2006.

[8]楊友平.基于89C5.1實(shí)現(xiàn)智能晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化，2011.

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附錄

附錄1元器件清單

基于51單片機(jī)的智能晾衣架的設(shè)計(jì)與制作20移動(dòng)互聯(lián)1班楊芝

序號(hào)元件標(biāo)號(hào)元件名稱規(guī)格數(shù)量

1C1電容10uF1

2C2,C3電容20pf2

3D1發(fā)光二極管紅1

4D2發(fā)光二極管綠1

5D3發(fā)光二極管黃1

6D4發(fā)光二極管D1

7GR1光敏電阻光敏電阻1

8P1步進(jìn)電機(jī)moto1

9P2電源接口電源輸入1

10R1,R8電阻10K2

R2,R3,R4,

11電阻2K5

R6,R9

12R5排阻2001

13R7可調(diào)電位器RESKB1

S1,S2,S3,

14按鍵SW-PB4

S4

15S5按鍵SW-PB1

16SW1電源開關(guān)電源開關(guān)1

17U1濕度傳感器DHT111

18U2步進(jìn)電機(jī)ULN20031

19U3數(shù)碼管SMG_2共陰1

20U4單片機(jī)STC89C521

21U5比較器LM3931

22Y1晶振12M1

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附錄2電路原理圖

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附錄3PCB設(shè)計(jì)圖

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附錄4產(chǎn)品實(shí)物圖

1、作品實(shí)物圖正面

2、作品實(shí)物圖反面

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附錄5主程序代碼

#include<reg52.h>

#include<intrins.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

uchar

smg_du[]={0xFC,0x30,0xD4,0xB5,0x79,0xAD,0xE8,0x34,0xF1,0xBD};

uchardis_smg[2]={0};

sbitsmg_we1=P2^7;

sbitsmg_we2=P2^6;

unsignedcharcodezheng[4]={0xf8,0xf4,0xf2,0xf1};

unsignedcharcodefan[4]={0xf1,0xf2,0xf4,0xf8};

ucharflag_z_f;

intflag_300ms;

sbitGX=P2^2;

sbitdht11=P2^4;

uchartable_dht11[5]={0};

ucharmenu_1;

sbitred=P2^5;

sbitgreen=P2^3;

sbityellow=P2^0;

bitflag_moshi=0;

uintquanshu;

uchars_high=80;

longbjdj_value;

sbitkey1=P1^4;

sbitkey2=P1^5;

sbitkey3=P1^6;

sbitkey4=P1^7;

voiddelay_1ms(uintq)

{

uinti,j;

23

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for(i=0;i<q;i++)

for(j=0;j<120;j++);

}

voiddelay_uint(uintq)

{

while(q--);

}

voidsmg_we_switch(uchari)

{

switch(i)

{

case0:smg_we1=0;smg_we2=1;break;

case1:smg_we1=1;smg_we2=0;break;

}

}

voiddisplay()

{

staticuchari;

i++;

if(i>=2)

i=0;

P0=0x00;

smg_we_switch(i);

P0=dis_smg[i];

}

voiddst11()

{

uchari,j;

dht11=0;

delay_1ms(5);

dht11=1;

24

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delay_uint(4);

if(dht11==0)

{

while(dht11==0);

while(dht11==1);

for(i=0;i<5;i++)

{

for(j=0;j<8;j++)

{

table_dht11[i]<<=1;

while(dht11==1);

delay_uint(3);

if(dht11==1)

{

table_dht11[i]|=0x01;

while(dht11==1);

}

}

}

}

dht11=1;

}

ucharkey_can;

voidkey()

{

if(key1==0||key2==0||key3==0||key4==0)

{

delay_1ms(1);

if(key1==0)

key_can=1;

if(key2==0)

25

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

key_can=2;

if(key3==0)

key_can=3;

if(key4==0)

key_can=4;

}

}

voidkey_with()

{

if(key_can==1)

{

menu_1++;

if(menu_1>=3)

{

menu_1=0;

}

}

if(menu_1==0)

{

if(key_can==4)

{

flag_moshi=~flag_moshi;

red=~red;

}

if(flag_moshi==1)

{

if(key_can==2)

{

flag_z_f=1;

}

if(key_can==3)

{

26

湖南商務(wù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)

flag_z_f=2;

}

}

}

if(menu_1==1)

{

if(key_can==2)

{

s_high++;