摘 要目前，我国经济发展迅速，科技能力大大提高，人们对生活质量的要求也越来越高，生活环境智能化是当下社会的火热话题。本课题研究的是基于STC单片机座便器自动冲水系统的硬件设计，此课题贴近生活智能化，有研究的现实意义。本设计是以STC12C系列单片机为主控制核心，辅以红外传感器电路、电磁阀控制电路与复位电路等来实现自动冲水的效果。其中电磁阀为直流电24V工作电压，继电器工作电压5V。首先红外光电传感器如果检测到人体信号，为以防干扰，单片机会每3秒接收一次信号，接收三次，如果信号还是高电平，则判断有人进入洗手间，此时系统进入准备状态。之后单片机每隔半分钟检测一次输入信号，如果两次检测都是低电平，则判断人离开，此时STC单片机命令三极管导通，通过继电器，使电磁阀打开，实现自动冲水的功能。如果传感器没检测到人体信号，则单片机不发出指令，此时三极管截止，继电器无电流驱动，电磁阀断开。此方案不仅设计简单方便，而且易于维护。经过系统的调试，能够顺利的进行自动冲水的功能。
Keyword：STC12C5410AD；The electromagnetic valve；Relay；Infrared sensor目录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究意义 1
1.3 研究内容 2
1.4方案确定 2
第二章 硬件单元设计 4
2.1 STC12C5410AD单片机介绍 4
2.2红外光电开关E3JK的特点与工作原理 5
2.3单片机各引脚说明 7
2.4振荡电路的设计 8
2.5复位电路的设计 9
2.6继电器电路 10
2.7 电磁阀控制电路 11
2.8 红外光电传感器电路 12
第三章 系统硬件的总体设计及工作原理 13
第四章 系统测试 14
总结与展望 15
致谢 16
参考文献 17
附录1 元器件清单 18
附录2 原理图 19
第一章 绪论
研究背景
随着经济的不断发展以及人民生活水平的提高，人们对生活更 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072$ 
有所讲究，这种形势下，家居智能成了改善人们生活质量的首要任务，家庭座便器自动冲水系统，已经是智能家居重要的一部分。就卫生间而言，现在大部分的洗手间为手动冲水，手动冲水有很多缺点，例如说：手动冲水一般水流量会很大，造成一定的水资源浪费，而且手动冲水对个人的卫生也有不利影响。因此设计一个可以自动冲水的装置，全过程无需人为的操作，这样既能保证个人以及洗手间的卫生，又能节约水资源。两圈齐美。STC12C单片机具有超大容量，超级加密等诸多优点，而且大幅降低EMI，超强抗干扰。内部可以配置时钟，每个机器周期配置一个时钟，超低的功耗，可以使用低频时钟，在系统可编程，即ISP下，无需编程硬件，也不需要需仿真器，可以远程改善，将硬件焊接起来，绕后通过软件烧录程序，即可实现课题目的，通过实验证明，所设计的系统可以实现坐便器自动系统冲水的功能，如果需要适应不同的环境场合，只需要用软件对单片机程序做修改即可。此系统性能优秀，而且硬件电路简便，焊接方便，携带方便，利于维修维护。
研究意义
当今，在绝大多数洗手间中，都还是手动按键冲水，长时间来，按键与抽水箱可能会坏，会出现各种各样的问题，像冲水水流量很小，冲水无力等等，这对座便器与环境都非常有危害，而且目前家庭普遍使用的马桶装置，都是封闭式，自己维修起来非常麻烦。再者，少数家庭使用的自动冲水装置，其自动冲水工具都使用了封装技术，内部许多装置都是专用的，虽然维修起来比较方便，但是这能在这一地点使用，使用环境固定，想要更换使用环境的话会非常麻烦。这是非常不灵便的。因此，设计一个能够适应大多数场合的座便器自动冲水系统，具有很大的现实意义。
1.3 研究内容
在此课题中，主要装置包括红外光电开关传感器，STC12C5410AD单片机，继电器（24v，3v）及电磁阀（AD24V）组成。红外光电开关传感器（漫发射型E3JK）主要由接受装置和发射装置两部分组成，其中，发射装置将输入的电能信号转为光信号并输出，即发射光束，当检测到光束有反射反应时，反射的光信号将传入接收端，接收装置将接收到的光信号转化为电信号，此时电信号为高电平，然后输出到单片机引脚。同样的，当检测物到发射端发出的光束无遮挡反应时，接收装置将输出低电平的电信号。若单片机接收到高电平信号，则有人进入洗手间，反之，则没有人进入。检测到有人进入洗手间时，红外光电传感器接收到人体信号，然后讲信号发送至单片机，单片机则通过控制电路控制电磁阀打开阀门，实现自动冲水功能，如果没有人进入洗手间的时候，STC12C5410AD单片机检测不到高信号，便不发出打开阀门信号。
1.4方案确定
总体思想如图11所示。
图11总体思想图
设计思路与原理如图12所示。
图12 设计思路图
本控制器型号为STC12C5410AD（带A/D转换）单片机。红外光电传感器采用的为E3JK型号的漫发射型，检测距离300mm。工作过程为：红外光电传感器不停发射光束，范围在300mm内，单片机会固定每隔一段时间来读取传感器的数据，传感器如果检测到300mm内有遮挡，即传感器接收端接收到了反射光束，那么会朝连接此传感器的单片机引脚发出一个电压，如果范围内没检测到反射，传感器也会向引脚发出一个信号，但是这两个信号的电压是不一样的，单片机会对接受到的信号进行判别，以此来解决有无人进入洗手间的判断。然后单片机会驱动电磁阀，完成冲水操作。因为电磁阀只有两种状态，开或闭合，因此可以用单片机I/O端口发出的高或低电平来对应控制。然后采用光耦进行隔离，此举动是为了保护元器件。因为单片机引脚电压过小，所以使用继电器来驱动电磁阀开闭。这样不但容易控制，而且成本较低，设计电路也相对简单。

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