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Smoking Say No论文

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标    签:单片机创意项目设计论文

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51单片机类创意设计论文,为新项目的构思提提供思路

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 2013年滨州学院大学生电子设计竞赛: Smoking Say No 设计报告 日期:2013.05.10 摘 要 该设计是基于AT89S52单片机的抽烟警示与烟雾检测处理系统。该系统由led闪烁变换模块,烟尘浓度检测模块,语音提示模块,液晶显示模块,人性化烟灰缸,烟雾处理模块等组成。肺叶状立体led模块通过各种变换模式,对烟尘进入肺,对肺叶造成不同危害过程的现象模拟;通过烟雾传感器模块对不同浓度的烟尘检测,转换为led不同的闪烁效果;语音提示模块对抽烟者处在不同状态时进行语音警示;液晶显示抽烟者健康状况及最近抽烟量等;烟灰缸可以检测人手自动开关,烟头已满报警提示清理;烟雾处理清洁室内空气。 关键词:单片机; 烟尘监测; led闪烁变换; 语音提示; 烟雾处理 Abstract The design is the smoke warning and smoke detection system based on AT89S52 single chip microcomputer. The system consists of LED scintillation conversion module, the dust concentration detecting module, a voice prompt module, liquid crystal display module, ashtray automatic opening module, processing module is composed of smoke. Lung leafy stereo LED module via the transformation mode of smoke into the lungs, causing harm, simulation of different process of lung; through the smoke sensor module on the smoke of different concentration detection, conversion of scintillation effects for different LED; voice prompts voice alarm module in different states to the smoker; liquid crystal display health of smokers and recently the amount of smoking; ashtray can detect hand automatic switch, cigarette butts full alarm smoke clean indoor air cleaning. Keywords : MCU; flicker; led transform; voice prompts;smoke treatment 目 录 1.系统设计 1 1.1 设计背景 1 1.2模块方案比较与论证 1 1.2.1 led闪烁变换模块 2 1.2.2 烟尘浓度检测模块 2 1.2.3 语音提示模块 3 1.2.4 液晶显示模块 3 1.2.5 人性化烟灰缸 3 1.2.6 烟雾处理模块 4 2系统的硬件电路设计 4 2.1硬件电路设计 4 2.1.1微控制器模块 4 2.1.2 供电模块 5 2.1 .3 LED灯闪烁变换模块 5 2.1.4人性化烟灰缸模块 6 图5人性化烟灰缸模块 6 3 软件系统设计及实现软件设计 6 3.1创新点 6 3.2 开发软件及编程语言简介 7 3.3程序流程图 7 4 总结 8 5 参考文献 8 附录一 9 9 1.系统设计 1.1 设计背景 随着人们对健康的重视,抽烟对健康的危害日益受到社会的关注。有些人由于习惯,在办公室都不知不觉抽起来。其他同事碍于面子不好制止,只能遭受抽二手烟带来的危害。而抽烟者本人也饱受其害。为了很好地处理以上问题,我们设计了抽烟警示与烟雾检测处理系统。该系统不仅能很好地提示抽烟者少抽甚至不抽烟,还能处理烟尘,达到净化空气的目的。 1.2模块方案比较与论证 Smoking say no作品主要模块有led闪烁变换模块,烟尘浓度检测模块,语音提示模块,液晶显示模块,人性化烟灰缸,烟雾处理模块等组成,结构框图如下: 图1结构框图 1.2.1 led闪烁变换模块 方案1:采用LED点阵实现显示效果。通过编程LED点阵可显示多种预期要达到的平面显示效果,并且其结构简单,便于操作。但本系统在外观上需要给人一种强烈的视觉冲击感和立体感,鉴于LED点阵显示立体感不强,故放弃了这个方案。 方案 2:选择用LED制作成立体的肺叶模型。该LED点亮时为由黄变绿,非常形象的展示出抽烟者吸烟前后的变化过程。由多个LED灯制成的肺叶模型立体感非常强,并且可以通过编程显示各种预期的视觉效果,起到非常好的警示作用。并且,立体的肺叶模型非常美观,同样是一件非常好的装饰品。 因此我们采用方案 2。 1.2.2 烟尘浓度检测模块 方案1:采用SS-168独立式烟雾报警器。该传感器采用烟雾中的颗粒折射红外光的原理检测烟雾,精确度和集成度相当高,适用于火灾等要求较高的场合。本系统主要针对吸烟者吐出烟雾的检测,不需要那高精密,高集成度的装置,因此我们放弃了该方案。 方案2:选择MQ-2烟雾传感器。MQ-2对于香烟点燃后产生的化学成分具有很强的检测能力,灵敏度高,价格便宜。并且配合ADC0832模块,可以实现对不同浓度进行检测。 因此,我们选择方案2。 1.2.3 语音提示模块 方案 1:选择ISD1820语音模块。ISD1820具有高质量自然地语音还原功能,并且自带循环播放,点动播放功能,不需要单片机也能实现录放音,但其在循环放音时,只能通过断电来停止,并且其播放声音很小,因此我们放弃了该方案。 方案2:采用BMP5008多段高音质低价格语音录放板。BMP5008板支持在计算机上利用专用软件直接编译WAV格式文件后,通过通用编程器写入的方式。适合语音内容不需经常变化、要求音质高装置使用,通过 这种方式,其最高采样率可以支持到22KHZ,所还原出来的声音非常好,可接近收音机的音质。 因此,我们选择方案2。 1.2.4 液晶显示模块 方案1:选择1602液晶显示器。1602液晶是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块,其操作简单,但是它不能显示汉字和图形,并且显示的内容较少,达不到预期效果,因此,我们放弃了该方案。 方案2:采用12864液晶显示器。12864是一款可显示汉字和图形的液晶显示模块,显示屏可以同时显示出预期的内容,其自带的字库也便于编程。 综合考虑因此我们选择了方案2。 1.2.5 人性化烟灰缸 方案1:购买普通成品烟灰缸。购买成品节省了制作时间和原材料。但是成品不容易改装,实现智能化控制。我们要求它具有自动检测打开和烟头已满提醒清理的功能。因此我们放弃了该方案。 方案2:采用塑料板自制的烟灰缸。自制的烟灰缸可以配合舵机,检测传感器等,实现人性化的服务,而且节约成本。 因此选择了方案2。 1.2.6 烟雾处理模块 方案1:采用离心风机,用PWM波控制离心风机的转速,实现不同浓度下对室内空气进行处理。这种方案控制虽然简单,成本低廉。但是处理效果很差,噪音大。 方案2:采用市场上最新推出的烟尘处理器进行改装,通过单片机控制。这种装置虽然成本比较高,改装较为复杂。但是处理效果好,没有噪声。 通过仔细比较,我们采用了方案2。 2系统的硬件电路设计 2.1硬件电路设计 2.1.1微控制器模块 微控制器模块采用的是AT89S52单片机,其原理框图如下: 图2 AT89S52单片机 2.1.2 供电模块 供电模块采用的12伏直流电源供电,通过转压芯片LM7805和AMS1117分别转换成5伏和3.3伏电压为各模块供电,其原理图如下: 图3转压模块 2.1 .3 LED灯闪烁变换模块 LED灯闪烁变换采用的手工焊接的4片8*8立体LED和装饰的LED构造一个立体的肺型。通过单片机8个数据IO口控制4个锁存器74HC573,实现控制4*8*8个led灯的变换效果。 图4LED灯模块 2.1.4人性化烟灰缸模块 人性化烟灰缸主要用实验室的塑料板手工搭建而成。烟灰缸分左右两侧,使用者可以抽拉清理。中间部分的舵机负责控制烟灰缸的自动开启与关闭,顶部外侧10厘米检测传感器负责检测人的手。当烟灰缸的烟灰已满时,触碰到内侧顶部的接触传感器。然后语音提示使用者清理。 图5人性化烟灰缸模块 3 软件系统设计及实现软件设计 3.1创新点 1.该系统肺叶状led立体效果闪烁设计。给抽烟者更加具体的视觉冲击。摆脱了以纸质广告牌或点阵平面显示“禁止抽烟”等单调、呆板的模式。 2.烟尘不同浓度自动检测和汤姆猫动画版语音警示。很好的解决了办公室里碍于面子只能忍受被动抽二手烟的尴尬局面。 3.烟尘自动清理系统,自动清理室内烟尘。达到了净化空气的目的。 4.人性化烟灰缸,享受不一般的智能生活。 3.2 开发软件及编程语言简介 Keil uVision4,Keil uVision4灵活的窗口管理系统,使开发人员能够使用多台监视器,并提供了视觉上的表面对窗口位置的完全控制的任何地方。新的用户界面可以更好地利用屏幕空间和更有效地组织多个窗口,提供一个整洁,高效的环境来开发应用程序。 C语言是一种计算机程序设计语言,它既具有高级语言的特点,又具有汇编语言的特点。它由美国贝尔研究所的D.M.Ritchie于1972年推出,1978年后,C语言已先后被移植到大、中、小及微型机上,它可以作为工作系统设计语言,编写系统应用程序,也可以作为应用程序设计语言,编写不依赖计算机硬件的应用程序。它的应用范围广泛,具备很强的数据处理能力,不仅仅是在软件开发上,而且各类科研都需要用到C语言,适于编写系统软件,三维,二维图形和动画,具体应用比如单片机以及嵌入式系统开发。 3.3程序流程图 4 总结 经过两周的奋战,我们最终完成了我们的Smoking say no 这一项目。我们是在完成毕昇杯项目之后,5月初开始着手这个项目。在制作的过程中,我们面临的第一大难题就是立体LED的短路问题,经过我们耐心仔细焊接,加上全方位的检测,最后解决了这个问题。后来我们相继遇到了4个锁存器如何合理控制led, led灯变暗的供电问题等。我们都一一解决,从中我们学到了很多东西,也发现了许多不足。在以后的学习中一定注意这些问题。 5 参考文献 [1]郭天祥《新概念51单片机c语言教程》电子工业出版社 2009 [2]谭浩强《c语言程序设计(第二版)》清华大学出版社 2003 [3]童诗白《模拟电子技术基础(第四版)》高等教育出版社 2010 附录一 图6 整体电路原理图

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