基于51单片机的多功能婴儿床控制系统的设计

冷不防 2024-02-21 09:26 52阅读 0赞

目录  
1.引 言 2  
2.系统结构设计 3  
2.1 系统框图 3  
2.2 系统功能 4  
2. 声控模块可以实时采集当前婴儿是否哭闹； 4  
2.3 系统方案论证 5  
2.3.1 主控制芯片的选择与论证 5  
3系统硬件设计 5  
3.1 单片机最小系统的设计 5  
复位电路 9  
3.2 声音电路的设计 10  
3.3语音播报电路的设计 11  
3.4 独立按键电路的设计 13  
3.5 模拟摇床（步进电机驱动电路）的设计 14  
3.6 液晶显示电路设计 15  
3.7尿液检测电路设计 16  
4系统软件设计 19  
4.1 系统主流程图 19  
步进电机流程图 21  
液晶显示程序设计 23  
5.1 制作工艺 25  
5.1.1原理图和PCB图的绘制 25  
5.1.2 电路板的制作和实物焊接 25  
5.2 硬件调试 26  
5.2.1 LED电路的调试 26  
5.2.3单片机最小系统电路的调试 26  
5.2.4步进电机驱动电路的调试 26  
5.3 软件调试 26  
5.4 程序烧录 26  
6.总结与展望 27  
7.致谢 28  
微控制器：  
因为STC89C52是一种低功耗、高性能COMS8位微控制器，具有8K在系统可编程flash存储器\[3\]。采用STC89C52系列单片机作为系统核心芯片，依据系统收集到的信号做出相对应的数据处理动作和控制操作动作。  
声控电路：  
该电路负责对超过一定分贝声音的采集，从而达到启动步进电机的条件。  
湿度度采集电路：  
该电路负责采集相应的湿度，并送达微控制器进行处理。  
语音采集电路：  
此电路用来采集婴儿是否哭闹。  
步进电机：  
用该模块来模拟婴儿床摇动的功能。  
LED灯：  
在该系统中LED突然发出的亮光能够实现提醒保姆及时照顾婴儿，查看是否尿床.  
语音播报：  
在此系统中WT588D发出警报声，用来提醒保姆及时查看婴儿是否尿床和及时安抚婴儿睡觉。  
LCD1602模块：  
该模块与单片机通过杜邦线相连，单片机采集到相应的信号，然后把数据发送到液晶进行显示使数据更加清晰明亮。  
系统供电电路：为报警系统的工作提供稳定的直流稳压电源。  
2.2 系统功能  
系统开始工作后，电子婴儿床系统会根据下列出现的不同情况，做出不同的处理：  
1. 每次婴儿在号哭时通过声音控制电路控制电机自动晃动，并且语音模块会自动播报小星星轻音乐安抚婴儿的情绪；  
2. 声控模块可以实时采集当前婴儿是否哭闹；  
3. 每次孩子撒尿导致被子湿了时，通过湿度感应器的信号启动自动报警，语音播报是否尿床，led指示灯亮；  
4. 步进电机通过ULN2003进行驱动，当需要安抚婴儿时，控制电机左右旋转来促使婴儿安静下来。  
5.按键用来进行设置3种不同的模式，方便对不同的情况及时做出处理。  
2.3 系统方案论证  
2.3.1 主控制芯片的选择与论证  
主控制芯片我首选我比较熟悉的STC89C52的单片机，用这款芯片最关键的因素在于使用该芯片在能够实现本系统所有功能的基础上，能够做到成本最低化，避免浪费，用最少的钱，做最好的产品。基于此，我选择该系列的单片机作为本系统的主控制芯片。

#include <reg52.h>			 //调用单片机头文件
    #include <intrins.h>
    #include "lcd1602.h"
    #include "StepMotor.h"
    
    #define uchar unsigned char  //无符号字符型 宏定义	变量范围0~255
    #define uint  unsigned int	 //无符号整型 宏定义	变量范围0~65535
    
    #include "WT588D.h"
    
    //按键引脚定义
    sbit KEY1 = P3^5;
    sbit KEY2 = P3^6;
    sbit KEY3 = P3^7;
    
    sbit ShiDu = P1^0;//湿度传感器
    sbit LED = P1^1;
    sbit Voice = P1^2;//声音传感器
    
    bit openFlag = 0;//电机开启标志 
    bit Mode = 0;//0是自动模式，1是手动模式
    
    uint DJ_TIME = 0;//电机开启时间
    
    /*********************定时器1初始化******************/
    void time_init()	  
    {
        
    	TMOD |= 0X10;	  
      TH1=0x4c;//50ms
      TL1=0x00; 	
    	ET1 = 1;
    	TR1 = 1;//开启定时
    	EA  = 1;	 	  //开总中断
    }
    
    void keyscan()
    {
        
    		if(KEY1 == 0)//切换键按下
    		{
        
    				delay_ms(10);
    				if(KEY1 == 0)
    				{
        
    						while(!KEY1);//等待按键松开
    						Mode = !Mode;
                if(Mode==0)lcd_write_str(0, 1, "MODE: ZIDONG    ");			
                else lcd_write_str(0, 1, "MODE: SHOUDONG  ");	
                openFlag = 0;					
    				}
    		}
        if(Mode==1)//手动模式
    		{
        
    				if(KEY2 == 0)//手动开关键按下
    				{
        
    						delay_ms(10);
    						if(KEY2 == 0)
    						{
        
    								while(!KEY2);
    						
    								openFlag = 1;
    						}
    				}
    				if(KEY3 == 0)//手动开关键按下
    				{
        
    						delay_ms(10);
    						if(KEY3 == 0)
    						{
        
    								while(!KEY3);
    						
    								openFlag = 0;
    						}
    				}
    		}
    }
    
    void motoRotate()//电机处理
    {
        
    	  static uint djcount=0;
    	  static bit flag = 0;
    
    	  if(flag == 0)
    		{
        
    			  djcount++;
    				if(djcount < 30)
    				{
        
    						MotorCW();//正转
    				}
    				else
    				{
        
    						if(djcount < 130)
    						{
        
    								MotorStop();//电机停止
    						}
    						else
    						{
        
    								flag = 1;
    							  djcount = 130;
    						}
    				}
    		}
        else
    		{
        
    			  djcount--;
    				if(djcount > 100)
    				{
        
    						MotorCCW();//电机反转
    				}
    				else
    				{
        
    					  if(djcount<=0){
        flag = 0;djcount=0;}
    						MotorStop();//电机停止
    				}
    		}
    }
    
    void main()
    {
        
    	  uint sy_count1 = 0;
    	  uint sy_count2 = 0;
    	  uint yuyin = 0;
    	  bit flag = 0;
    	
    		time_init();//定时器初始化
    		lcd_init();//1602初始化
    		lcd_write_str(0, 0, "STATE: CLOSE    ");
        lcd_write_str(0, 1, "MODE: ZIDONG    ");
    
    		while(1)
    		{
        
    			  keyscan();
    			  if(Mode == 0)//在自动模式下
    				{
        
    						if(Voice == 0)//检测到有声音
    						{
        
    								if(sy_count1++ > 10)//检测哭声是否延续
    								{
        
    										DJ_TIME = 60;//电机开启时间1分钟
    										openFlag = 1;//电机开启
    									  sy_count1 = 0;
    									  if(ShiDu==0)Line_1A(1);//播报歌曲
    								}
    						}
    						else
    						{
        
    								if(sy_count2++ > 200)
    								{
        
    										sy_count2 = 0;
    									  sy_count1 = 0;
    								}
    						}
    				}
            if(ShiDu==1)//检测到尿不湿湿了
    				{
        
    						LED = 0;
    					  if(flag == 0)//只播报一次
    						{
        
    								flag = 1;
    							  Line_1A(0);//播报
    							  yuyin = 0;
    						}
    						if(flag==1)
    						{
        
    								if(yuyin++ > 400)
    								{
        
    										yuyin = 0;
    									  Line_1A(0);//播报
    								}
    						}
    				}
    				else
    				{
        
    						LED = 1;flag = 0;
    				}
    			  if(openFlag==1)//电机开启
    				{
        
    					  lcd_write_str(0, 0, "STATE: OPEN ");
    						motoRotate(); 
    				}else 
    				{
        
    					  lcd_write_str(0, 0, "STATE: CLOSE");
    						MotorStop();//电机关闭
    				}
    			  
    			  delay_ms(1);
    		}
    }
    
    
    void zd1() interrupt 3
    {
        
    	  static uchar cnt1=0;
    		TH1=0x4c;//50ms
    		TL1=0x00; 
    	
    		if(cnt1++ >= 20)//1s
    		{
        
    				cnt1 = 0;
            if(DJ_TIME > 0)
    				{
        
    						DJ_TIME--;
    				}
    				else
    				{
        
    						if(Mode == 0)openFlag=0;
    				}
    		}
    }

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