课程设计。
课程名称： 单片机原理及应用课程设计。
学院： 电气工程学院专业： 电子信息工程。
姓名学号： 0908040
年级： 2009任课教师： 老师。
2024年 7 月 4 日。
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一、摘要：本课程设计一个以单片机为核心的单门消毒柜控制电路。设计主要是由硬件电路和软件程序两部分组成。
硬件部分组要有复位电路，按键控制电路，温度，门开关控制电路，5v直流转换控制电路，晶振电路，继电器控制加热管电路，以及指示电路和报警电路等组成。而软件部分主要是由主程序以及各个子程序组成。其主要控制消毒柜的报警，指示灯，以及按键的控制。
此消毒柜工作于220v,50hz的交流电。而内部的加热管则是1000w，是单片机通过控制继电器来控制其导通与断开。而单片机是采用at89c51型的单片机。
采用protues软件能够很好的设计出电路图。此消毒柜具有温度控制，报警等功能。因此具有很强的实用性。
且性价比好。
关键字：at89c51，二极管，继电器，报警器，消毒柜。
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二、目录。贵贵州大学本科课程设计第 3 页。
三、任务及要求：
设计一个以mcs-51系列单片机为核心的单门消毒柜控制电路，并按规范制作设计文本和图纸。
主要性能要求：
消毒柜使用220v,50hz交流电，内部加热电热管功率1000w；
消毒柜插头接上市电和电热管通电加热时，面板上都要有相应的指示灯显示；
. 面板上设置一轻触式按键，手动启动或停止加热（按一下“启动” 加热，再按一下“停止”加热，如此循环）；
若消毒柜内部电热管处于通电加热状态，在下列任何一种情况发生时，立。
即停止加热：
. 按一下“启动/停止” 按键，消毒柜回到待机状态；
消毒柜内部达到一定温度时，延时20分钟后自动停止加热，回到待。
机状态；．消毒柜门被打开时停止加热，关好门后回到待机状态；
电热管通电加热1小时后，无条件自动停机，并发出故障报警；报警。
状态要能通过按动一下“启动/停止”按键解除。
三．课程设计应完成的工作。
独立完成消毒柜控制电路的软硬件设计任务，按规范撰写设计说明书一份，用4号标准工程图纸绘制硬件电路原理图和软件流程框图各一张，并编写单片机控制程序。
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四．课程设计进程安排。
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四、绪论：4.1本课题的背景及意义：
随着人们的生活水平及健康意识的提高，人们对饮食的卫生要求也就越来越高了。因此，消毒柜便很顺利的走进了当代人的生活中。消毒柜是指通过紫外线、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、保温除湿的工具。
外形一般为柜箱状，柜身大部分材质为不锈钢。消毒柜为中国发明首创的电器产品，广泛用于酒店宾馆、餐馆、学校、部队、食堂等场所。 消毒柜是指通过紫外线、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、保温除湿的工具。
而随着单片机的产生给我们的电子产品的发展带来了巨大的飞跃，它以体积小、质量轻、**便宜的优势代替了以前的复杂电路板，很快占据了市场 。
而该课题是设计一个消毒柜其实就是设计一个智能的温度控制系统，消毒柜主要通过加热到一个指定温度，对餐具等卫生洁具进行高温消毒，消毒柜将高温控制在一个指定的范围内，并维持一定时间，杀灭细菌，极大地增强了人们的饮食卫生，大大降低了疾病的交叉传染，为提高人们的身体健康起了重要的作用。
4.2 国内外关于本课题的发展情况及方向：
基于国内外对消毒柜的研究大体分为三个方向：首先是基于温度控制，通过对温度的控制来达到消毒的目的分为高温型电子消毒柜杀和低温型消毒柜，其次是市场上的一些通过臭氧消毒，最后就是通过紫外线消毒的消毒柜。
这三类消毒柜其中高温消毒柜高温型电子消毒柜杀灭细菌和病毒的效果好，升温速度快，时间短，一次消毒的时间一般不超过25分钟，同时，在消毒过程中不产生气体，因此容易被用户接受。高温型电子消毒柜适用于不锈钢、铝、陶瓷、玻璃制成的餐具、茶具，但不适于消毒不耐热的塑料、漆 、木、竹制品，选购时要考虑这一点。一般家中电子消毒柜耗电功率多在600-700瓦左右， 每次消毒耗电相对低温型要多一些。
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低温型消毒柜杀菌消毒的时间较长，一次消毒时间需要60分钟才能完成，若柜门门封密封不好，会有少量臭氧的难闻气味逸出。但适用任何材料，包括塑料制成的奶瓶奶嘴、茶具和餐具都可以进行消毒。低温型电子消毒柜耗电量一般都较小，家中使用的多在200瓦以下，**较便宜。
根据中国预防医学科学院消毒研究中心测试的数据表明：消毒柜内部的温度必须达到125℃，而且持续保持10分钟，才能把对人身体有害的牙孢菌及肝炎病菌杀死。出于这个原因，只有单一远红外线消毒功能的消毒柜中不宜存放塑料器皿，因为要想在柜内达到125℃，不论是采用石英管还是电热丝发热，发热元件附近的温度肯定会大大高于125℃，塑料容器在长时间的烘烤之下，很容易变形。
纵观国内外市场中的消毒柜产品，其发展方向是系统采用微电脑控制，vfd动态显示当前系统工作情况及其他参数，同时采用数码控制定时开关、自动除臭，采用高新纳米磁性门封材料、排气孔特设防虫网。
4.3本课题的主要内容：
本课题主要是采用at89c51单片机来控制消毒柜的按键电路，报警电路，加热电路，指示灯电路，贵贵州大学本科课程设计第 2 页。
五、硬件电路。
5.1方案的论证与选择：
方案一：系统方框图如下：
此方案主要是由单片机来控制开关电路，晶振电路，复位电路，加热电路，报警电路，指示电路，以及直流输入。而温度的控制则采用稳定传感器了采集，通过一个adc0809的模数转换芯片输入到单片机内。at89c51单片机查看开关电路，看门既是否有按键按下来控制整个消毒柜。
而温度的控制主要靠传感器采集后经过模数转换后输入的数字量来控制。加热、保温、停止等，这些就要靠软件程序来辅助完成，通过加热装置来进行相应的操作，从而完成此次设计的基本要求。加热器由单片机控制，安全管理加热器的启动与停止，加热装置将单片机核心系统与加热管隔离，防止加热器的高温对系统造成损害，起到了以小信号控制大电流的安全控制的作用。
同时，当消毒柜的加热管坏了后单片机控制报警电路。报警器报警。同时指示电路的红灯不停地闪烁。
直到有键按下后才停止。
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方案二。系统方框图：，此方案主要是由单片机来控制开关电路，晶振电路，复位电路，加热电路，报警电路，指示电路，以及直流输入。
而温度的控制则采用一个温度开关输入到单片机内。at89c51单片机查看开关电路，看门既是否有按键按下来控制整个消毒柜。加热、保温、停止等，这些就要靠软件程序来辅助完成，通过加热装置来进行相应的操作，从而完成此次设计的基本要求。
加热器由单片机控制，安全管理加热器的启动与停止，加热装置将单片机核心系统与加热管隔离，防止加热器的高温对系统造成损害，起到了以小信号控制大电流的安全控制的作用。同时，当消毒柜的加热管坏了后单片机控制报警电路。报警器报警。
同时指示电路的红灯不停地闪烁。直到有键按下后才停止。
方案的选择：
我最后还是选择了方案二。因为虽然方案一比较精确，但却比方案二要复杂。而且方案二也比较经济，所以最终选择了他。
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5.2单元电路的设计及描述：
5.2.1开关电路的设计及描述：
原理图如下：
图为开关电路。
图中，s1 启动停止的控制开关，s2 为温控开关，s3为门开关。分别接在单片机的p1.7，p1.
6，p1.5口，且被牵制的高电平。当开关闭合，相应的接口低电平，相反当开关断开，相应的接口高电平，当开关闭合时，即输入为低电平时开始工作。
5.2.2 晶振电路。
单片机的定时控制功能是有片内的时钟电路和定时电路来完成的。而片内的时钟产生方式有两种。内部时钟方式和外部时钟方式。
这里我采用的是内部时钟方式，如下图。片内高增益反相放大器通过xtal1、xtal2 外接作为反馈元件的晶体（成感性）与电容组成的并联谐振回路。构成一个自激振荡器向内部时钟电路提供振荡时钟。
振荡器的频率主要取决于晶体的振荡频率，一般晶体可在1.2-12mhz之间任选；电容c1 、c2 的值则有微调的作用通常取30pf 左右。
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