《基于單片機(jī)的自動(dòng)晾曬智能防衣架設(shè)計(jì)》8100字（論文）

基于單片機(jī)的自動(dòng)晾曬智能防衣架設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u275841緒論 II摘要：為了解決當(dāng)在家晾衣而突然下雨時(shí)用戶不能及時(shí)收衣的問題，同時(shí)也為了實(shí)現(xiàn)居住環(huán)境的安全化和智能化，基于此，設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的智能防雨晾衣架系統(tǒng)。晾衣架是人們常用的家居工具，然而市場上的晾衣架只是用手動(dòng)拉伸的方法加以操作，并不具備智能感應(yīng)功能，所以在家里沒有人時(shí)，人們無法及時(shí)的對衣物加以晾曬與處理，對我們?nèi)粘Ｉ钜矌硪欢闊?。針對上面提出的問題，本文以AT89C52為主控模塊，選用雨滴傳感器和光敏電阻作為檢測模塊,并通過對周圍環(huán)境參數(shù)分析，利用電機(jī)控制模塊驅(qū)動(dòng)晾衣架，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)晾曬回收的智能防雨晾衣架系統(tǒng)。同時(shí)，其可感知光強(qiáng)和雨滴信息,根據(jù)設(shè)定自動(dòng)控制晾衣架執(zhí)行晾曬回收。很好適應(yīng)不同地域、不同時(shí)節(jié)的晾衣服需要，具備了很大實(shí)用價(jià)值和安全性。關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；晾衣架；智能家居；自動(dòng)控制；AT89C521緒論1.1課題背景及研究意義如今,由于科技的快速發(fā)展,特別是在智能家居領(lǐng)域發(fā)展突飛猛進(jìn),智能家居已經(jīng)成為新型的產(chǎn)業(yè)并引起了部分人的重視。但由于中國近代的科技發(fā)展與創(chuàng)新,以及現(xiàn)代化進(jìn)程的日漸深入,現(xiàn)在的人民家中生活已不再是為了解決溫飽需求而奮斗。自改革開放至今,中國人民家庭生活要求也邁上了一個(gè)個(gè)新的階梯,人民手里資本更是有所富余,人民開始向往著更加高品質(zhì)的家居生活,使得家庭生活方式開始步向現(xiàn)代化發(fā)展。同時(shí)由于近十幾年來中國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,大批農(nóng)業(yè)人口涌入都市,人民購房需求也日漸增多,房產(chǎn)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,正是得力由于此,家居產(chǎn)業(yè)也獲得了高速的發(fā)展。智能晾衣架一直是人民家居生活中缺少的日用品,并趁勢脫穎而出,在這期間商業(yè)更是發(fā)展的十分迅速。智能晾衣架已經(jīng)成為了一種獨(dú)特的生活商品,并逐漸由開始階段走向成熟期。現(xiàn)在已發(fā)展出了各種智能的實(shí)用家居商品,也進(jìn)入了千家萬戶,提高了生活質(zhì)量[1-4]。目前在國內(nèi),關(guān)于智能家居的研究領(lǐng)域已經(jīng)獲得了不少的進(jìn)展,而商場上也已經(jīng)開始陸陸續(xù)續(xù)推出了智能晾衣架。但從整體上而言,所制造出的產(chǎn)品功能上并不齊全,實(shí)際應(yīng)用起來效果也不理想,更主要的原因是暫時(shí)還不能制訂出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),且在目前智能晾衣架領(lǐng)域內(nèi)還沒有權(quán)威的品牌。由于社會(huì)主義國民經(jīng)濟(jì)與科技的發(fā)展,中國人民的生活也在逐步的提高,對住房品質(zhì)的需求也愈來愈高。因此,智能晾衣架產(chǎn)品會(huì)有很大市場,生產(chǎn)出來后會(huì)受很大歡迎。智慧家庭的推廣是我國市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢,歷史證明,隨著發(fā)展人們致力于解放雙手,發(fā)明各自機(jī)器來代替人類勞動(dòng)。隨著控制技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)達(dá),使社會(huì)信息化的越來越完備,人類的學(xué)習(xí)、工作、生存、與通訊的關(guān)聯(lián)越來越密切。信息化社會(huì)對人們的影響巨大,人們很容易接受親戚朋友對生活習(xí)慣和方法的影響,而這些影響者也在逐漸放棄傳統(tǒng)的家居生活,青睞更智能更便利的智能家居。注意仔細(xì)觀察就會(huì)發(fā)覺,過去只有在電影中或書上才可以見到的智能家居產(chǎn)品,現(xiàn)在卻早已悄悄的地深入到了人們的日常生活中。而一個(gè)以前還只能靠幻想的智能家居,開始在人們?nèi)粘Ｉ钪袕V泛應(yīng)用。家庭是很溫馨的東西,它并非一個(gè)簡簡單單的物質(zhì)空間,更是筑建在人類心靈原野上的一座精神大廈?，F(xiàn)在,人們更注重有一種既安全、美觀、舒服,又便捷的居家環(huán)境。而智能防雨晾衣架在未來也將變成一個(gè)暢銷的智能家居,畢竟現(xiàn)今社會(huì)人們對便捷舒服的家居生活環(huán)境有著更高的需求。如果安裝了智能晾衣系統(tǒng),人們就可以天氣不好時(shí)也可以從容不迫,不用怕下雨不能及時(shí)收衣服,提高了居家舒適度和便利度,幸福感滿滿[5]。1.2課題發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢文[6]提出了中國南方城市和沿海城市經(jīng)常下雨,這么多雨,想要衣服被褥保持干燥,趁著少有的晴朗天氣曬被子。晾被子很容易,但一不注意就很可能不會(huì)及時(shí)的收回,導(dǎo)致晾曬的衣物被大雨沖刷濕。智能晾衣架也是智能家居中的一種功能,作為智能家居系統(tǒng)的一種重要組件,能較好的實(shí)現(xiàn)并及時(shí)回收智能晾衣架的功能問題[7-9]。二零二一年二月,中國精裝設(shè)計(jì)智能晾衣架的配套市場表現(xiàn)得十分搶眼。盡管中國智能晾衣架產(chǎn)品目前屬于小類,還處于利基市場中,但和去年同期產(chǎn)品相比,中國智能晾衣架的配套市場已經(jīng)翻了一番。文[10]根據(jù)地產(chǎn)大數(shù)據(jù)分析,二零二一年一月至二月精裝地產(chǎn)新開業(yè)的項(xiàng)目配套數(shù)量約為二十七點(diǎn)七萬套,同比減少了百分之十一點(diǎn)二;而精裝地產(chǎn)中,配有智能晾衣架的項(xiàng)目配套設(shè)施數(shù)量達(dá)到了23000套,同比上升了百分之一百三十六點(diǎn)三,逆勢而上。從新城市水平來說,二零二一年二月精裝智能晾衣架(機(jī)器)的商品安裝數(shù)量中,百分之三十以上集中在新一級城市,同比上升百分之五十二點(diǎn)六。從增速來說,新二級城市同比上升速度最高,超過了一點(diǎn)六倍。一線城市、三線城市、四線城市的配套市場增長率均超過百分之一百。可見于智能晾衣架市場多么龐大。當(dāng)然,盡管出于價(jià)格等因素,傳統(tǒng)智慧晾衣架仍然被人們較為普遍的采用,但是由于傳統(tǒng)智慧晾衣架還面臨著結(jié)構(gòu)功能單一,易于老化破壞等許多弊端,仍然無法適應(yīng)人類對于更好家居生活環(huán)境的要求。受信息化的發(fā)展及社會(huì)環(huán)境影響,現(xiàn)代智能家居等生活理念也開始普及,而人們對其自動(dòng)化、智能型的晾衣架也日益在意。而高速發(fā)展的現(xiàn)代社會(huì)在給予人們?nèi)粘Ｉ畋憬?同時(shí)也使人類的生活節(jié)奏不斷提高,生存壓力也愈來愈大,多數(shù)人的生活被忙碌的工作占據(jù)。受新潮流影響,現(xiàn)在的年輕人組建家庭后不喜歡與父母住在一起,需要晾曬的被子衣服只能上班前清早的時(shí)候曬,下班回家后才能收晾曬的衣物。但是,由于天氣的變幻莫測,在上班之前還陽光燦爛,但上班后卻可能又會(huì)陰云密布,狂風(fēng)暴雨,而且天氣也是時(shí)時(shí)都在變化的,如果及時(shí)出門前看天氣預(yù)測還沒有下雨,但出去后卻可能又下雨了,而這又會(huì)造成已經(jīng)曬干的衣物被大雨沖刷濕。而智能晾衣架的問世,就很好的便利了人類的日常生活,也緩解了實(shí)際生活中人類在快節(jié)奏生活中曬干衣物的困難。智能晾衣架,能夠自動(dòng)操控和自動(dòng)運(yùn)行,在下雨時(shí)候,就會(huì)自動(dòng)處理晾曬的衣服,大大便利了繁忙的上班族的家居生活。這既和當(dāng)代年輕人買房裝修,要求的個(gè)性化、便利化和智能化潮流相吻合。又迎合了老年人和兒童生活方便安全的要求[11-15]。1.3課題研究的主要內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)在晾衣架的發(fā)展?fàn)顩r,本設(shè)計(jì)了一款可以幫人類解除風(fēng)陰天雨等困擾的智能晾衣架。此智能防雨晾衣架的重要優(yōu)勢就是能夠伸縮,使用簡單,且占用建筑面積較小,下雨晾衣架自動(dòng)收縮。雖然相關(guān)產(chǎn)品中也有可收縮式的,不過大都是拼裝的,相比之下操作比較困難,本課題研發(fā)的智能晾衣架系統(tǒng)就是以單片機(jī)為核心,利用雨滴傳感器與光強(qiáng)傳感器測量天氣情況。將雨滴傳感器和光強(qiáng)傳感器分別放置于二端,用于測量氣候的變動(dòng)狀況。本文中所研究的控制器,主要有由單片機(jī)控制器、光強(qiáng)傳感器、雨滴傳感器等組成。而智能晾衣架則是利用雨滴傳感器和光強(qiáng)傳感器探測室外氣候中的降雨、日照等狀況,并利用單片機(jī)及驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)來調(diào)節(jié)晾衣架的伸張與壓縮,以此實(shí)現(xiàn)智能晾曬衣服的目的。1.4本文主要內(nèi)容及章節(jié)安排第一章是基于單片機(jī)智能防雨晾衣架設(shè)計(jì)的引言部分，主要對背景、國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡要的介紹；第二章為系統(tǒng)總體方案分析,主要對系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)能力進(jìn)行了分析,在多種方案中選擇一個(gè)合適的方案,然后需求進(jìn)行分析;第三章是硬件設(shè)計(jì),此章節(jié)就是根據(jù)第二章的方案和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能對各個(gè)模塊的硬件進(jìn)行設(shè)計(jì),畫出電路圖。第四章為軟件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)完成后，完成軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)就可以完成相應(yīng)的功能。第五章為系統(tǒng)仿真，檢驗(yàn)是否可以完成設(shè)計(jì)的功能。2系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)需要分析本設(shè)計(jì)是一款可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作和手動(dòng)操作的智能防雨晾衣架系統(tǒng)，根據(jù)要求需要具有以下功能：（1）按鍵選擇模式；（2）體現(xiàn)出智能晾衣架的智能性；（3）實(shí)時(shí)檢測環(huán)境光強(qiáng)、雨滴數(shù)據(jù)，判斷是否達(dá)適宜晾曬；（4）智能性表現(xiàn)為可自動(dòng)控制，適宜晾曬時(shí)自動(dòng)晾曬，不適應(yīng)晾曬時(shí)晾衣架自動(dòng)回收。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.2.1研究思路本設(shè)計(jì)是以AT89C52芯片結(jié)合光敏電阻、雨滴傳感器來判斷外部環(huán)境是否下雨，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對晾衣架的晾曬和回收動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)一款可以實(shí)時(shí)檢測且自動(dòng)控制的智能防雨系統(tǒng)。結(jié)合不同情景，該系統(tǒng)用戶可按鍵選擇自動(dòng)或手動(dòng)，晾衣架可以實(shí)現(xiàn)防雨功能。2.2.2研究方案（1）系統(tǒng)模型設(shè)計(jì)該系統(tǒng)主體包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、光強(qiáng)檢測、雨滴檢測等。在下雨時(shí),由于氣候逐漸轉(zhuǎn)陰,光強(qiáng)減弱,此時(shí)光強(qiáng)傳感器將會(huì)改變之前的輸入輸出電平信息;而如果降雨及時(shí),雨滴傳感器就會(huì)檢測到水滴,同時(shí)變以前的電平信號,此時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)就會(huì)監(jiān)測到傳感器的跳變電平,達(dá)到設(shè)定光強(qiáng)雨滴值時(shí),單片機(jī)就會(huì)控制步進(jìn)電機(jī)回收晾衣架。（2）系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用AT89C52單片機(jī)作為主控模塊，以光照傳感電路、雨滴傳感電路等外圍輔助電路檢測，進(jìn)而控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)智能防雨晾衣架晾曬回收?？傮w設(shè)計(jì)框圖如圖2-1所示:圖2-1系統(tǒng)總體控制框圖該系統(tǒng)的工作原理為：單片機(jī)為主控模塊，光強(qiáng)、雨滴信息由光強(qiáng)傳感器和雨滴傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測，經(jīng)由傳感器處理生產(chǎn)模擬信號，ADC模塊將模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閱纹瑱C(jī)可以處理的數(shù)字信號，交由單片機(jī)處理。之后，顯示器件將相應(yīng)信息反饋給使用者。該系統(tǒng)支持手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，當(dāng)用戶在家時(shí)，通過注意天氣變化可以自由手動(dòng)控制晾衣架的伸縮。當(dāng)室外下雨，由于光強(qiáng)傳感器和雨滴傳感器所探測的環(huán)境光強(qiáng)度降低，雨滴增強(qiáng)，根據(jù)當(dāng)前環(huán)境中的雨滴與光強(qiáng)急劇變化超過設(shè)定值時(shí)，晾衣架回收；當(dāng)雨滴和光強(qiáng)達(dá)到設(shè)定條件時(shí)，單片機(jī)像電機(jī)發(fā)送指令執(zhí)行晾曬[16-19]。

3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)3.1.1單片機(jī)介紹關(guān)于主控模塊,本產(chǎn)品設(shè)計(jì)采用了AT89C52,它是一個(gè)低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)[20-23]。因?yàn)樾詢r(jià)比高,外圍集成電路比較簡單,而且硬件設(shè)計(jì)簡潔,易學(xué)易懂,使用簡便,滿足相關(guān)功能要求。AT89C52在網(wǎng)絡(luò)中容易找到相關(guān)資料，以此相較于其他單片機(jī)，對AT89C52編程更為了解。單片機(jī)及最小系統(tǒng)的電路如圖3-1。圖3-1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路3.1.2晶振電路文[24]提到?jīng)]有晶振電路來提供時(shí)鐘信號，單片機(jī)就無法正常的工作。在AT89C52的XTAL1和XTAL2引腳之間添加一個(gè)晶振電路，單片機(jī)就能夠獲取時(shí)鐘信號，通過晶振為電路給出基本的時(shí)鐘信號，將單片機(jī)的時(shí)鐘頻率設(shè)定為11.0592MHz。晶振電路如圖3-2。圖3-2晶振電路3.1.3復(fù)位電路復(fù)位電路是能讓電路恢復(fù)到起始狀態(tài)的電路設(shè)備。本設(shè)計(jì)中AT89C52的上電復(fù)位電路在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至VCC端，下接一個(gè)電阻到地。RST加高電平復(fù)位信號時(shí)，單片機(jī)內(nèi)部執(zhí)行復(fù)位操作，復(fù)位信號變低電平時(shí)，單片機(jī)開始執(zhí)行程序。單片機(jī)的復(fù)位引腳設(shè)置有相應(yīng)的復(fù)位按鍵S0，其可以重啟單片機(jī)[25]。復(fù)位電路如圖3-3。圖3-3復(fù)位電路3.2光強(qiáng)傳感器電路本設(shè)計(jì)利用光敏電阻對光照強(qiáng)度進(jìn)行檢測,光敏電阻通常是負(fù)參數(shù)的光敏電阻,即光照愈強(qiáng)，阻值就愈低,而我們經(jīng)過查閱資料和試驗(yàn)檢測后得出光敏電阻的電子變化范圍很大，變化區(qū)間在幾歐姆至幾兆歐姆法。入射光越強(qiáng)，電阻越小，入射光弱，電阻增強(qiáng)。為方便單片機(jī)檢測，用10K的電阻來上拉電阻，光敏電阻阻值變化可以引起上拉電阻電壓明顯變化。光敏電阻電路如圖3-4。圖3-4光敏電阻3.3雨滴傳感器電路雨滴傳感器也叫雨滴檢測傳感器,是一個(gè)感應(yīng)器產(chǎn)品設(shè)備,主要用來監(jiān)測有無降水和降水量的多少。將感應(yīng)器置于合適的地點(diǎn),以確保能在剛下雨后就能收集到水滴,當(dāng)感應(yīng)器收集到水滴后,發(fā)出的訊號連接控制器,通過控制使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作并回收水與晾曬。本論文中使用的雨滴傳感器可以測量水滴,當(dāng)雨滴滴在測量極板上時(shí),隨著水滴的導(dǎo)電性,通過測量極板的電壓會(huì)改變,而利用上拉電阻也能夠測量極板輸出的電壓改變。圖3-5雨滴傳感器3.4顯示電路顯示模塊本設(shè)計(jì)選用LCD1602。設(shè)計(jì)要求顯示當(dāng)前光強(qiáng)、雨滴等相關(guān)內(nèi)容，都是字符類信息，而LCD1602正適合顯示少量的、豐富的字符類信息，因此顯采用LCD1602即可。本設(shè)計(jì)選用字符型液晶LCD1602，引腳2接+5V，引腳1連接到地端。引腳4接到了單片機(jī)的P2.7端口，是寄存器選擇腳。引腳5接地，是讀寫控制腳。引腳6接到了單片機(jī)的P2.6端口，是使能腳。引腳7-14接到了單片機(jī)的P0端口上，即P0.0-P0.7端口，是數(shù)據(jù)/地址8位總線。結(jié)合上拉電阻以供給足夠的高電平輸入電流，從而增加了信號平穩(wěn)程度。顯示電路如圖3-6所示。圖3-6顯示電路3.5按鍵電路功能按鍵支持手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式。圖3-7是按鍵設(shè)置電路，三個(gè)按鍵。按鍵S1接單片機(jī)P3.6口執(zhí)行自動(dòng)/手動(dòng)切換，按鍵S2接單片機(jī)P3.5口執(zhí)行晾曬，按鍵S3接單片機(jī)P3.4口執(zhí)行回收。按鍵一端接地，電路圖如圖3-7所示。圖3-7按鍵電路3.6步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用ULN2003驅(qū)動(dòng)四相八拍的28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)，ULN2003是ST公司旗下的一種大電流達(dá)林頓晶體管陳列系列產(chǎn)品，具有工作電壓高、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。值得注意的是ULN2003由7個(gè)硅NPN復(fù)合晶體管所組成，其邏輯是反向的[26]。芯片內(nèi)部原理圖如圖3-8所示，。圖3-8ULN2003內(nèi)部邏輯圖選擇的是28BYJ-48步進(jìn)電機(jī)八拍控制，64步轉(zhuǎn)一圈，其步進(jìn)角為5.625°。值得一提的是ULN2003作為步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，用于小型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，輸出后的信號直接接到步進(jìn)電機(jī)的引腳上，如圖3-9所示。圖3-9步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路3.7ADC轉(zhuǎn)換器選用的ADC0832是一種雙通道、8位分辨率A/D轉(zhuǎn)換芯片。因?yàn)槠浜苄〉捏w積，出色的兼容性而受到使用者歡迎。ADC0832與單片機(jī)的接口有4條數(shù)據(jù)線，分別是DO、DI、CS、CLK[27]。數(shù)據(jù)輸入和輸出端并聯(lián)在同一條數(shù)據(jù)線上接P1.1。CS接P1.2，輸入端為高電平時(shí)芯片禁用。要注意開始A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，須將CS使能端置于低電平直到轉(zhuǎn)換完全結(jié)束。此時(shí)芯片開始工作，DO/DI端使用DI端輸入通道功能選擇的數(shù)據(jù)信號，處理器向芯片時(shí)鐘輸入端CLK輸入時(shí)鐘脈沖，CLK接P1.0。ADC采集如下圖3-10。圖3-10ADC采集4軟件設(shè)計(jì)4.1軟件介紹uVision是由Keil公司所研制的集成開發(fā)環(huán)境,它可以實(shí)現(xiàn)編輯、編譯和仿真，是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)軟件中最有歡迎的軟件之一。uVision提供了清晰直觀的操作界面，而且使用起來十分輕松便捷，可以短時(shí)間掌握并基本運(yùn)用。因此很多大學(xué)老師及單片機(jī)愛好者都對它十分喜歡[28]。很多大學(xué)教授的就是此軟件，軟件界面如圖4-1所示。圖4-1軟件界面

4.2軟件流程圖根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)具體情況，本設(shè)計(jì)的主程序流程圖如圖4-2所示。圖4-2主程序流程圖首先對進(jìn)行引腳定義、變量定義和定時(shí)器初始化，檢測數(shù)據(jù)并顯示光照和雨滴值，讀取光照和雨滴，看當(dāng)前為手動(dòng)還是自動(dòng)模式。如果是自動(dòng)模式要判斷當(dāng)前是否適合晾曬，這里設(shè)定雨滴＜1且光強(qiáng)＜80是適宜晾曬的，如果適宜晾曬，判斷當(dāng)前電機(jī)狀態(tài)后執(zhí)行晾曬。自動(dòng)模式按下晾曬和回收按鍵即可執(zhí)行晾曬回收。5仿真與調(diào)試5.1仿真軟件Proteus是英國著名的EDA工具,Proteus不僅可將多種單片微型計(jì)算機(jī)的功能形象化,而且可使多種單片微型計(jì)算機(jī)的實(shí)際工作流程設(shè)計(jì)形象化。前者是在相當(dāng)程度上進(jìn)行了實(shí)物展示實(shí)驗(yàn)的功能,而后者則是實(shí)物展示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的功效。它的主要元器件、接口電路等都與普通的單片機(jī)控制器實(shí)驗(yàn)有高度對應(yīng)。它也在相當(dāng)程度上取代了普通的單片機(jī)控制器如電子元器件選型、電路連接、電路測試、電路編輯、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用[29-31]。Proteus軟件界面如圖5-1。圖5-1Proteus軟件界面

5.2系統(tǒng)仿真系統(tǒng)主要是用AT89C52芯片控制智能防雨晾衣架系統(tǒng)的運(yùn)行，用單片機(jī)上引腳連接其他模塊，進(jìn)而分別控制其他模塊，達(dá)到設(shè)定功能要求。根據(jù)光強(qiáng)傳感器和雨滴傳感器得到的數(shù)據(jù)在LCD1602液晶屏上實(shí)時(shí)顯示。仿真電路圖如圖5-2。圖5-2仿真電路運(yùn)行程序，選擇手動(dòng)模式時(shí)，顯示屏中M即表示當(dāng)前為手動(dòng)模式,點(diǎn)擊“晾曬”按鍵，步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，仿真圖如下。圖5-3手動(dòng)模式下執(zhí)行晾曬選擇手動(dòng)模式時(shí)，顯示屏中M即表示當(dāng)前為手動(dòng)模式,點(diǎn)擊“回收”按鍵，步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，仿真圖如下圖5-4手動(dòng)模式下執(zhí)行回收運(yùn)行程序，選擇自動(dòng)模式時(shí)，顯示屏中A即表示當(dāng)前為自動(dòng)模式，達(dá)到雨滴＜1且光強(qiáng)＜80，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)，執(zhí)行晾曬，仿真圖如下。圖5-5自動(dòng)模式執(zhí)行晾曬運(yùn)行程序，選擇自動(dòng)模式時(shí)，顯示屏中A即表示當(dāng)前為自動(dòng)模式，當(dāng)雨滴＜1且光強(qiáng)＜80不成立時(shí)，步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)，執(zhí)行回收，仿真圖5-6如下。圖5-6自動(dòng)模式執(zhí)行回收總結(jié)與展望智能防雨晾衣架系統(tǒng)以AT89C52單片機(jī)為核心部件,實(shí)現(xiàn)了基于單片機(jī)的智能防雨晾衣系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試，當(dāng)光強(qiáng)＜80，雨滴＜1時(shí)適宜晾曬，步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)執(zhí)行晾曬，當(dāng)光強(qiáng)與雨滴不能達(dá)到要求時(shí)步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)回收。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)晾衣桿防雨工作，且實(shí)現(xiàn)智能操控。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)晾衣架智能防雨功能，但是還需結(jié)合市場實(shí)際需要對衣架的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行更事宜的完善，使之更好滿足智能防雨晾衣架市場的需求，更好的為消費(fèi)者服務(wù)。參考文獻(xiàn)[1]呂廣紅,黃崇林,陳曉銘.基于AT89C52的智能晾衣架的設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表.2013,2:71-73.[2]林關(guān)成.基于STC89C52單片機(jī)的智能晾衣架控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程.2021,49(01):55-58.[3]陳玉青,洪連環(huán),胡斌.基于STC89C52單片機(jī)智能防雨伸縮晾衣架設(shè)計(jì)[J].機(jī)電工程技術(shù),2020,49(11):43-45.[4]陳鵬,李陽軍.智能晾衣架的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界,2021(17):166-167.[5]史記征,梁晶.基于51單片機(jī)的智能晾衣架系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子測試,2019(11):37-38.[6]潘清明,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,2007,06:79-81.[7]鄧宇.基于單片機(jī)的智能晾衣系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020(19):88-89.[8]高琴,劉淑聰,彭宏偉.步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].制造業(yè)自動(dòng)化,2012,34(01):150-152.[9]楊曾健,楊穎,岳夢攢,楊振杰,矯瑞田.多功能智能晾衣架的設(shè)計(jì)[J].儀表技術(shù),2022(01):30-32.[10]孫紹翔,周連全，臧曙光,莫亦飛，屈曉龍.基于單片機(jī)和傳感器的智能晾衣架系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械工程師,2013(09):85-87.[11]周靜紅.基于單片機(jī)控制的智能晾衣架控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電子技術(shù),2014（10）:68-69+64.[12]王一,吳竹晶.基于高校單片機(jī)課程的實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——以智能晾衣架設(shè)計(jì)為例[J].智庫時(shí)代,2019(36):90-91.[13]黃曉林.步進(jìn)電機(jī)的智能化控制技術(shù)——單片機(jī)控制單元的硬件結(jié)構(gòu)及應(yīng)用軟件的設(shè)計(jì)[J].工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置,1989(03):15-20+56.[14]武亞雄.基于PLC控制的四相步進(jìn)電機(jī)的電路設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2012(01):27-28.[15]夏銘遙,陳廷玉,周世乾,屈斌文.智能伸縮晾衣架的設(shè)計(jì)制作[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2021(30):179-181.[16]江雪,陳清華.基于STM32控制的智能晾衣架設(shè)計(jì)[J].內(nèi)江科技,2017,38(06):39-40.[17]王杰,楊曄,蔡劍文.基于單片機(jī)的智能窗戶控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇,2014,13(12):61-62.[18]胡峰,吳觀茂一種基于AT89C52單片機(jī)的智能晾衣架設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2013(12):96-98.[19]郭獻(xiàn)章,李治根,趙明強(qiáng),孫榮健,謝偉,孫金.智能防雨晾衣架[J].物理實(shí)驗(yàn),2014(04):26-29.[20]劉凱，張雨晨,廖章祥,張超基于GSM的智能晾衣架[J].電子設(shè)計(jì)工程,2014（17）:172-174+178.[21]吳志豪,沈志豪,詹海鴻,李娜.基于單片機(jī)的雨天智能關(guān)窗器設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通,2019(04):101.[22]段明忠.家用智能防雨晾衣架的設(shè)計(jì)[J].武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2022,34(01):27-29+36.[23]劉萍,王江明.單片機(jī)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用與發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020(25):183-184.[24]QiFa-Qun,JingXue-Dong,ZhaoShi-qing.DesignofsteppingmotorcontrolsystembasedonAT89C51microcontroller[J].ProcediaEngineering,2011,15(C).[25]AtmelCorporation.8-bitAVRMicrocontrollerwith16KBytesIn-System.ProgrammableFlashAtmegal6Ldatasheet.AtmelCorporation,2003.[26]Spasov,Peter.Microcontrollertechnology[M].PrenticeHall，2004.[27]KatsuhikoOgata.ModernControlEngineering[M].NewYork:Electronicsindustry,2000.[28]NaQuandQuNaandYouWen.DesignofIntelligentWindowClosingSystem[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2020,1576(1):012010-.[29]VirgalaIvan,KelemenMichal,GmiterkoAlexander,LiptákTomá?.ControlofStepperMotorbyMicrocontroller[J].JournalofAutomationandControl,2015,3(3).[30]XingJianJia.DesignofIntelligentHangerBasedonAT89C52Single-ChipMicrocomputer[J].AdvancedMaterialsResearch,2013,2385(694-697).[31]Song,Yongxian,Feng,Yuan,Ma,Juanli,Zhang,Xianjin.DesignofLEDDisplayControlSystemBasedonAT89C52SingleChipMicrocomputer[J].JournalofComputers,2011,6(4).附錄A仿真圖附錄B電路圖附錄C源程序#include<reg52.h>#include"stdio.h"#include"delay.h"#include"lcd1602.h"#include"28BYJ48.h"#include"tlc0832.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintsbitKEY_MODE=P2^5;sbitKEY_OUT=P2^3;sbitKEY_IN=P2^4;bitmodeFlag=0;uintlight;uintwater;uintmotorCnt=0;ucharmotorFlag=2;bitmotorDir=0;bitdispFlag=0;uchardis0[5];#defineAUTO0#defineMANUAL1voidTimer0_Init(void);voidmain(){modeFlag=MANUAL;Timer0_Init();LCD_Init();DelayMs(200);LCD_Clear();LCD_DispStr(0,0,"Light:0%");LCD_DispStr(0,1,"Water:0%");while(1)//{if(dispFlag==1){dispFlag=0;light=100-100*ReadADC(AIN0_GND)/255;water=100-100*ReadADC(AIN1_GND)/255;sprintf(dis0,"%3d",light);LCD_DispStr(6,0,dis0);sprintf(dis0,"%3d",water);LCD_DispStr(6,1,dis0);}if(KEY_MODE==0){DelayMs(50);if(KEY_MODE==0){modeFlag=~modeFlag;}while(KEY_MODE==0);}if(modeFlag==AUTO){LCD_DispOneChar(13,0,'A');if(motorFlag==2){LCD_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