消毒柜控制器设计说明

目录

一、设计作用与目的 (1)

二、设计要求 (1)

三、所用设备与软件 (2)

3.1、可编程控制器--单片机 (2)

3.2、编程软件-Keil (2)

3.3、仿真软件-Protuse (3)

四、系统设计 (4)

4.1、系统总体设计 (4)

4.2、系统硬件设计 (4)

4.2.1、按键的设计 (4)

4.2.2、时间显示部分的设计 (5)

4.2.3、照明灯电路的设计 (5)

4.2.4、电源模块设计 (6)

4.3、系统软件设计 (7)

4.3.1、延时子程序设计 (7)

4.3.2、时间显示子程序设计 (8)

5.1、系统的硬件调试 (10)

5.2、系统的软件调试 (10)

六、系统仿真分析 (11)

6.1、时间显示模块仿真 (11)

6.2、状态指示灯模块仿真 (11)

6.3、照明灯模块仿真 (12)

七、心得体会 (12)

八、参考文献 (13)

附录一：系统总程序 (14)

附录二：系统总电路原理图 (17)

消毒柜控制器设计

一、设计作用与目的

消毒柜是现代生活中经常看到或接触的电器。消毒柜一般通过紫外线、远红外线、高温、臭氧等方式，给食具、餐具、毛巾、衣物、美容美发用具、医疗器械等物品进行杀菌消毒、保温除湿。广泛用于酒店宾馆、餐馆、学校、部队、食堂等场所。通过本次设计，我们要达到的目的是：

1）熟悉单片机的结构及它的工作原理；

2）能用单片机完成简单的系统控制；

3）会编制程序和设计单片机的外围电路；

4）完成软件系统设计：绘出系统流程图、系统原理图；

5）系统调试与仿真：将设计的控制系统在Protuse中进行系统调试或仿真

二、设计要求

臭氧消毒指示灯LED1、LED2；加热指示灯LED3、LED4；消毒按键A1；消毒柜照明按键A2；

开机时所有指示灯均熄灭，按一下A1则LED1亮，臭氧发生器开始工作，20s后，LED1灭，LED2亮；20s后，LED2灭，LED3亮，臭氧消毒结束，进入加热干燥阶段。20秒后，LED3灭，LED4亮，再经过20秒后LED4灭，整个消毒、加热干燥过程结束。

需要不同种类的消毒、加热干燥时，可以通过按A1进行选择，每按一次A1，点亮的LED 指示灯下移一位，只进行余下的消毒、干燥过程。要求消毒柜有如下四种消毒干燥过程：（1）LED1亮消毒20秒→消毒20秒→加热20秒→加热20秒；

（2）LED2亮消毒20秒→加热20秒→加热20秒；

（3）LED3亮加热20秒→加热20秒；

（4）LED4亮加热20秒消毒或加热的确切时间（秒）必须用数码管显示出来。

A2单独控制，按一下A2，点亮照明灯LED5，再按一下A2，关闭照明灯LED5。

三、所用设备与软件

3.1、可编程控制器--单片机

单片机是控制系统的核心器件，它相当于人的大脑，控制我们的一切的动作。它的结构一般是有中央处理器（CPU）、存储器、输入输出等部分构成。在不断增长和变化的市场需求刺激下，单片机的品种和类型在不断更新，日益丰富多样。单片机有专用型与通用型的区别。根据软硬件系统结构的特点，通用型单片机可以分为CISC、RISC、ARM、DSP四大类。本课程设计所采用的是CISC结构的MCS-51系列单片机，其简化结构框图如图1所示：

图1 51单片机的简单结构框图

3.2、编程软件-Keil

Keil是德国Keil Software公司开发的一个51单片机开发软件平台，是一个用户群比较广大的单片机应用系统开发软件。KeilC51 μVision IDE是Keil Software公司针对51系列单片机推出的基于32位Windows平台，以51系列单片机为开发目标，高效率的C语言集成

为基础

的开发环境。Keil的最新版本是μVision4，与μVision2增加了支持ARM单片机的功能。Keil与Proteus可以联合使用，在单片机应用系统开发工作中，结合Keil和Proteus各自的特点，综合运用，可以提高开发工作效率。

μVision2主要包括：C51编译器、A51汇编器、LIB51库管理器、BL51连接器/定位器、OH51IntelHEX格式文件转换器、RTX51实时操作系统以及单片机软件仿真器Dscope 51.μVision2将项目管理、源代码编辑、程序调试等集成到一起，其C编译工具在产生代码的准确性和效率方面达到了较高的水平。μVision2嵌多种灵活的控制选项，比较适宜大型项目的开发。

3.3、仿真软件-Proteus

借助Proteus对电路进行仿真。Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。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。虽然目前国推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。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设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。

四、系统设计

4.1、系统总体设计

消毒柜的要求有如下四种消毒干燥过程：（1）LED1亮消毒20秒→消毒20秒→加热20秒→加热20秒；（2）LED2亮消毒20秒→加热20秒→加热20秒；（3）LED3亮加热20秒→加热20秒；（4）加热20秒。且需要不同种类的消毒、加热干燥时，可以通过按A1进行选择，每按一次A1，点亮的LED指示灯下移一位，只进行余下的消毒、干燥过程。同时，还要求有一消毒柜照明灯，故综合设计要求，设计的总体思想框图如图2所示：其中复位键的作用是：当所设置消毒柜的工作模式错误时，或需要将余下的工作过程取消而重新开始某种工作模式时，可以通过按复位键来实现。

图2 设计思想框图

4.2、系统硬件设计

4.2.1、按键的设计

设计要求有两个按键即消毒按键A1和消毒柜照明按键A2，并且设计要求根据消毒按键