专科(附件)【字数:6404】
目录
一、 前言 5
(一)、 课题研究的社会背景 5
(二)、 系统设计的背景和要求 5
二、 系统的整体设计方案 6
三、 系统的软件设计部分 7
(一)模块简介及说明 7
(二)软件程序概述 7
(三)电路的设计 7
(四)电路的详细原理图(如图2) 8
四、 系统的硬件设计及选用 9
(一)光敏传感器 9
使用说明 9
(二)雨敏传感器 9
1.雨敏传感器的具体使用说明 9
(三)MX1616直流电机驱动模块 9
1.MX1616直流电机的优点 10
2.直流电机的使用说明 10
3.电机模块的真值表 11
(四)STM32单片机 11
五、 系统的仿真及调试 11
(一)仿真的原因及软件的选取 11
(二)系统的调试情况 12
六、 调试步骤 13
(一)系统初始化功能分析(如图5) 13
(二)光源过暗分析 14
(三)、 强光源无水照射分析 15
(四)、 雨敏电阻沾水功能分析 16
七、 总结 17
八、 致谢 17
参考文献 18
附件一 单片机程序 19
附件二单片机原理图 20
附件三单片机PCB图 22
前言
(一) *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072&
课题研究的社会背景
在现如今的社会,绝大部分人白天都在外面上班,而上班时间遇到暴雨时无法及时的赶回家中,并把晾在外面的衣服收回来。经过大量的调查,本人分析出,一旦这种情况出现,那么第二天的生活节奏将会被打乱,因此我希望能够研发出一款单片机来解决这种情况。结合本人在大学中学到的知识,我决定研发一款基于STM32的智能晾衣单片机。该单片机制作完成后,简单易懂,并且容易操作,还会应对不同的情况,可以完全打消上班族在外上班无法收衣服的顾虑。
(二)系统设计的背景和要求
本人在大三实习期间,观察到大量的家庭都有类似的顾虑。为了解决人们的这一需求,本人通过阅读并记录了大量的参考资料,加上在学校时学过许多软件以及硬件上的理论,因此制定了详细的计划以及该单片机需要实现的目的:
1.可以通过模式按键来选择自动控制或者手动控制
2.在手动模式下,可以通过各种按键进行详细操控
3.在自动模式下,LED灯亮起,并通过光敏传感器和雨敏传感器自动控制开关
4.不仅可以将一些衣服挂在上面,还可以将其安装在窗帘上使用
系统的整体设计方案
(一)系统的模块分布
该单片机的雏形暂时没有外壳,但是可以后续根据需要可以进行简单的包装或者附加一层外壳。最终的设计将可以适用于各个家庭的阳台,使它可以应对各种情况。该单片机的成本小,操作简单,设计简洁,重量轻小,并且界面友好,有助于实现人机交互。该单片机主要采用的技术有:C语言编写及导入,光敏电阻的控制,雨敏电阻的控制,LED界面的显示及操作按钮的连接。通过初步设计来先确定整体的框架,通过三个主要模块连接核心的单片机系统,并设计一个预留端口,以此来作为最初的体系。(如图1)
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图1 系统整体方案设计图
1.模块简介及说明
在系统的软件设计阶段,该系统被粗略的分为了四个主要模块:电机模块,单片机核心电路模块,雨感传感器模块,光传感器模块。
电机模块负责机械臂运作方式。当雨敏电阻感应到水,系统将会做出反应,根据程序的要求,电机逆时针运转,收缩机械臂。当雨敏电阻上无水且光照达到所设定的阈值,电机顺时针运转,机械臂伸展。
单片机核心电路模块负责各个模块的连接以及主体的协调运转。单片机核心电路模块位于整个单片机中央部分,有二十九条电路与其连接,并且在下方设计了预留端口,以此来保证整个电路和系统的可靠性。
雨敏传感器模块负责对外界的雨水收集数据,并通过雨敏电阻的特性去操控电机。在自动模式下,雨敏电阻由于沾水电阻减小,将会导致电流增大,越过所设定的阈值时,电机将会会受到相应的信号,并自动做出正确的操作,以达到本系统所需要的实现的最终目的。
光传感器模块负责采集外界的光强数据,并可以一定程度上影响整个电路的判定。例如强光时,雨敏电阻沾上水,外界却没有下雨时,电机将会保持不动,不会做出错误的操作。在检测到强光时,整个电路将会收到该模块发出的信号,并伸展机械臂,将衣服晾出。
(二)电路的设计
电路上的总体设计根据各个模块的需求来定,主要分为液滴检测电路,光敏电阻检测电路,指示灯电路,电机驱动电路,三位按键电路,单片机核心电路。
液滴检测电路用一条电路将雨敏模块与核心电路连接起来,向核心电路模块输送液滴的数据。
光敏电阻检测电路一条电路连接核心电路,将光源相关数据输送到核心电路。
指示灯电路仅有一条电路,且与核心电路相连接,会受到程序的控制,显示相应的灯光。
三位按键电路位于核心电路的上方,通过手动控制时,系统会做出相关的操作,是手动控制系统的主要方式。
电机驱动电路由多条电路组成,部分与丝杆连接,剩余部分与核心电路连接。接收到核心电路发来的数据后,通过判定选择电机运转的方式,以此来控制丝杆部分。
单片机核心电路,连接所有模块的电路,并且留有预留串口。核心电路接收到数据时,将会通过LED屏显示出其接收到的数据。受到按键操控时,将会根据程序的烧录来选择操作,并将数据反馈到电机模块。
系统的软件语言及流程图
(一)软件程序语言
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