智能自动擦鞋机的设计

分类号：TP368

单位代码：10452

毕业论文（设计）

智能自动擦鞋机的设计

姓名李玉青

学号XXXXXXXXXXXXX

年级 XXXX级

专业XXXXXXXXXXXXXXXXXX

系（院） XXXXXXXX

指导教师 XXXXXXXXX

2015年 04月10日

摘要

本论文撰写的是智能自动擦鞋机的设计。本次设计的系统的主控芯片使用的是51系列的AT89C51单片机，该系统还包括变压器、稳压集成电路7805、对射式红外光电开关、L293D芯片等。这些硬件组成了系统的单片机最小系统模块、电源模块、红外感应模块、电机驱动模块。其中的单片机最小系统模块是最重要的，单片机最小系统模块的用途是控制系统的正常运行，是全部系统的核心。该系统的工作方式是通过红外感应模块检测信号，运用AT89C51单片机的运用和处理能力最终实现了擦鞋机传动的目的。

关键字：智能自动；擦鞋机；单片机；红外光电开关

Abstract

Writing of this paper is the design of intelligent automatic shoe machine. The design of the system of the main control chip is using 51 series of AT89C51 single chip microcomputer, the system also includes transformer, voltage regulator IC 7805, correlation type infrared electric switch, L293D chip, etc. The hardware composition of the system of single chip microcomputer minimum system module, power module, infrared sensor module, motor driver module. The

single chip microcomputer minimum system module is one of the most important, single chip microcomputer minimum system module USES is the normal operation of the control system, is the core of the whole system. By the infrared sensing module and the system works by detecting signal, using the application of AT89C51 and processing power to achieve transmission with the shoe polisher.

Key words:Intelligent automatic;Shoe machine;Single chip microcomputer;Infrared electric switch

目录

1绪论

擦鞋机的概述

随着生活水平的提高，一双光洁的皮鞋不再是奢侈品而是人们着装的日用品，衣着光鲜亮丽也就成为了人们的一种生活习惯。但是皮鞋穿在脚上，走在路上，不能避免的会沾到灰尘、污水等。皮鞋变脏后继续穿不仅不舒服而且会影响到别人对穿鞋人的印象。在出席重要场所甚至是到他人家做客时，穿着不净都是一种不礼貌的行为。因此人们为了使皮鞋时刻保持整洁光亮，就经常对皮鞋进行擦拭。擦鞋过程是一个十分繁琐的过程，大体的过程有清洁、上光、抛光、补色等。一系列步骤操作下来，会消耗大量时间。有时人们根本没有时间去进行繁琐的擦鞋，或者不乐意去做这些琐碎的事情。

故而，社会上出现了一批做擦鞋生意的人，从擦鞋摊到擦鞋店规模不等。擦鞋生意人的出现在一定程度上方便了人们的生活。但是也存在着局限性，并不是任何地方都有做擦鞋生意的人，人们有时没有时间为了擦一双鞋特地到擦鞋摊或擦鞋店去。而且这只是将擦鞋的繁琐过程从大众转移到了一部分人身上而已，并没有在根本上解决擦鞋的问题。为了帮助人们从繁琐的擦鞋过程中解脱出来,人们就发明了擦鞋机。擦鞋机的出现，使人们不再需要进行传统的擦鞋过程，远离了原来手握鞋刷两手油的窘境。而且擦鞋机一般体积小，占用空间小适用场所十分广，像是家庭、样板房、工厂、写字楼等地方都可以使用。这样就不会再产生自己不想擦鞋为擦鞋到处跑的情况了。

随着科学技术的不断进步，擦鞋机同样在不断更新换代。比较原始的擦鞋机一般采用电动机直接带动带有毛刷的转轴的形式，结构上具有电源、逆变器、电动机、转轴等。市面上就有一款结构极为类似的擦鞋机产品。这种传统的擦鞋机结构简单、体积小巧而且使用方式十分简单能够代替人们进行重复的擦鞋动作。可是这种擦鞋机仍然需要使用用户自己亲自上手操作。

为了方便用户的使用，立式按键擦鞋机被生产出来。这种擦鞋机为站立姿态，用户在使用时需要将鞋探入开口中。然后通过使用擦鞋机上的各个按键控制擦鞋机对鞋子进行擦拭。虽然这种擦鞋机大大减少了用户的操作，但是用户需要弯腰使用按键仍然有一定的麻烦。那么有没有一种不需要用户操作，只要将脚放上去就能自动进行擦鞋的智能自动擦鞋机呢

本设计的主要工作

本文开始给大家简单的介绍了擦鞋机的出现与发展，之后罗列设计方案，通过比较，匹配设计要求，综合考虑多方面因素，选出一个最合适的设计方案。然后依据擦鞋机的组成部分，在硬件电路设计中将每一部分的工作原理及电路设计分别作了详细的介绍与讲解。接着进行软件编写环节。最后将设计做成实物并进行调试，通过反复的调试，使

实物得到最初的设计要求，最终完成设计。

2智能设自动擦鞋机的设计选定方案

设计方案比较

考虑本次课题的设计要求和其他因素，智能自动擦鞋机的设计有下面两种设计方案：

（1）使用数字逻辑电路组成控制系统设计智能自动擦鞋机

擦鞋机的控制系统由各种类型的数字逻辑电路配合使用组成，对感应到的红外信号进行处理。但是这个方案设计的电路十分复杂，而且灵活性也不高，不能做到高效率的工作，对于智能擦鞋机的扩展十分不利，处理起各路信号来也是十分困难。

（2）使用单片机组成控制系统设计智能自动擦鞋机

将AT89C51单片机做成擦鞋机机的控制模块。红外感应部分采用市面上常见的对射式红外光电开关组成红外感应模块，对射式红外光电开关将感应到的红外信号转变成数字信号传递给单片机系统处理。这个系统的设计方案比较灵活，使用软件来解决系统硬件复杂的问题，将硬件电路变得简洁清晰，最终实现各种功能也会更加容易。

综合对比上面讲到的两种设计方案的优缺点，方案2更加符合我们的设计。而且方案2具有良好的可扩展性，因此最终采用方案2来设计本次课题。

3智能自动擦鞋机的硬件部分设计

硬件部分概述

本次课题设计的智能自动擦鞋机首先利用对射式红外光电开关来进行开启的。然后使用程序编辑软件编辑软件程序拷入单片机，做成单片机最小系统模块。最后由其控制电路对电机驱动模块进行控制，驱使左右电机开始运动，左右电机的传动轴上都装有毛刷，毛刷随着电机转动而转动对鞋子进行擦拭。当鞋子擦拭干净后，取出鞋子。红外感应模块红外感应到鞋子离开，等过2秒后左右电机即刻自动停止转动。

硬件部分的框图如图3-1所示：

图3-1 硬件部分的框图

单片机最小系统模块设计

单片机的概述及应用

单片机最初是在1971年诞生的，它的主要结构有运算器、控制器以及主要寄存器。最原始的单片机是SCM系统的单片机，只有四位或者八位。后来又演变出了MCU系统。这个系统的单片机至今仍然被应用于很多方面。为了进一步满足工业生产的要求，十六