智能晾衣架单片机设计

智能晾衣架单片机设计

利用现有普通晾衣架的物理基础上加入单片机等相关硬件，实现一个具有自动功能的智能晾衣架，通过红外遥控操作实现晾衣架的自动模式和手动模式。该系统以单片机STC89C52作为主控制芯片，结合辅助电路光敏电阻，信号 转换电路，雨滴检测电路，步进电机，LED指示灯电路和红外遥控信号接收电路进行硬件设计，以C语言为编程语言在编程软件上进行的程序设计，实现软硬结合的智能化晾衣架。该系统的功能概括为：自动模式下可自动根据光照的强度和雨滴检测状态进行智能控制收衣服操作，通过红外遥控器控制智能晾衣架的自动模式和手动模式。

1，系统总体设计

根据现有的晾衣架结合单片机应用技术，本系统要实现自动模式、手动模式以及通过红外遥控器进行于动模式和自动模式的切换。 整个系统的结构构成： 系统供电部分，传感器数据采集部分，输出控制部分，主控芯片处理部分，系统结构框图如图l所示。

2，系统硬件设计

2.1雨滴采集

雨滴采集电路采用的是雨滴采集传感器和电压比较传感器为一体的雨滴传感器，系统接上电源，模块上 电源指示灯保持常亮表示模块可正常运行，面板上的水滴变化情况能根据开关指示灯进行判断，如果输出管DO输出高电平与此同时开关指示灯灭了，可以得出此时面板上没有水滴 ，如果DO输出管输出为低电平与此同时开关指示灯点亮，可以得出此时面板上有水滴，可直接将输出管DO与单片机的uo口进行连接I坷，该传感的输出接口接到单片机上，雨滴采集电路如图2 所示：

2.2红外模块电路

本系统采用的红外接收头传感器为HS003 8，接收头的内部具有信号调节放大和整形等功能，将接收到的信号先进行整形滤波，再将其放大和相应的解调工作后，再以单片机能读出的πL电平形式发送到到单片机的1/0上。红外线的发送方采用NEC标准方案集 成于一体的编码和解码遥控器l刑，每一个按键都有对应直接的数据码，编码器会进行分析按键那个按键按下再作出相应的操作控制 红外发射管进行发射。红外接收线路如图3 所示：

2.3光线采集电路

本系统的光照采集的电路应用中光敏电阻与一个IOK的现在串联，与电压比较器LM393 的正输入端口连接，滑动变阻器连接到电压比较器的负输入端口，当 光照强度变化后光敏电阻的阻值随着变化，则电压比较器两端的电压就会发生变化，当 电压大于滑动变阻器的电压时单片机的Pl.I口就会输出，LED就会亮。 光线采集电路如图4所示：图4光线采集电路

2.4电机驱动电路

本系统选择的是28BYJ-48步进电机I町，所用电机为一个脉冲转动3.75度，设定一次转动30度，在控制时输入相应倍数的固定脉冲数量，同时通过改变输出端给它的脉冲的频率来控制步进电机的转动速度。

ULN2003A是为了让系统采用的电机能正常工作的驱动芯片，它由7组晶体管阵列结合电阻网络以及钳位二极管网络组合来构成，工作时带动能力强，能广泛应用，它在驱动本系统用到的器件外的同时还能让直流电机等器件工作。它能够承受高压强、大电流。它是达林顿阵列的驱动器，达林顿晶体管放大倍数比普通三极管高。当步进电机运行时，因为步进电机内部结构繁琐，并且和它相连通的器件较多，因此较大的扭力才能带动其工作，这就需要用到内部结构中的电 阻网络配合，达到最理想的驱动状态。步进电机驱动模块和驱动芯片以及和单片机接连的示意所示。

3，软件设计

本系统的主要流程图工作原理为，在系统上电后，必须先把系统中每个模块初始化，才能使得整个系统里的器件正常运行，包括步进电机的驱动，雨滴传感器 采集的初始化，红外遥控信号采集的初始化等等，在初始化过后进入循环检测中，再循环检测时时刻刻检测判断红外的信号指示，并将信号的模式进行分析为自动模式或者手动模式，然后根据不同模式下进行相应的检测。 在运行过程中，遥控器发出的命令为高级中断，以此来确保用户想要在白天且不下雨的状况下可以收回衣物，特别的在有光照时水滴的检测中断优先 级别高于光照检测中断，以此来确保在白天遇到下雨的情况时，晾衣杆能收回。 其中电机驱动部分电机使用单双八拍工作方式：有四个相位A、B、C、D，通过移位转换、定义数组、每组分别赋值、最后取值的办法来一赋值，来实现 步步的转动。 主程序流程图如图6所示：

4，结语

本文对基于STC89C52单片机的户外智能晾衣架,核心技术、整体框架以及详细内容给出了全面的分析，并给出了户外晾衣架的硬件电路设计以及软件设计过程，并且经过实验进行验证本次设计基本能够完成所需功能。 与传统相比，本文设计的户外智能晾衣架具有如下优点：当处于白天并且没有下雨的状态下晾衣杆会自动旋转到晾衣服状态，当夜晚或者检测到下雨时进行自动收衣服动作；利用红外遥控器上的按钮进一 一行控制衣服的收衣和晾衣服操作， 个收衣服按钮 个晾衣服按钮；通过红外遥控器进行手动模式和自动模式的切换。 此款智能晾衣架结构简单、设计合理、维护方便。