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1、 毕 业 设 计题 目 智能消毒柜设计与制作（硬件设计） 系 别 电子与信息工程系 年级专业 08级电子信息工程技术（智能家电） 学生姓名 指导教师 专业负责人 答辩日期 2011年？月？日 又顺又德职业技术学院毕业论文任务书电子与信息工程系 电子信息工程技术（智能家电） 08智能家电 1班 姓名：正义榤一、毕业论文课题智能消毒柜设计与制作二、毕业论文内容和目标 针对广东地区天气：常年高温多雨，细菌容易滋生，为了保证人们的健康。便设计出一个为餐具消毒的电器。 对市面上原有产品的功能、结构加以分析，并结合简单的物理原理，使其更加完善，并且实现多功能和智能化。灵感源于生活，应用服务于生活。实用为主
2、，为使其应用简单方便，操作尽量简化，简单易懂。三、参考资料 大全豆浆机原理图电路设计与制版 综合项目设计指导手册 家用电器产品与电路剖析 家用电器通用电气测试实训教程 单片机技术初步实践 家电控制器开发与制作 电子产品制作工艺四、毕业论文课题时间： 2010年 ？月 ？日至 2011年 ？月 ？ 日五、进度安排：周 次工作内容预定目标及检查方式12资料收集学习相关的知识确定方向，收集相关资料。34硬件电路的设计元件选用并画出电路原理图及PCB图。5制版焊接调试焊接控制器，测试67软件的调试力求在有限的时间内发现全部错误78软硬件的完善对不完善的地方进行适当的修改。89论文撰写按照论统一的要求撰
3、写论文。六、 备注：1、 本任务书一式三份，系、指导教师和学生各执一份；2、 学生须将此任务书按装订要求进行装订。指导老师：英俊妞 系主任： 目录摘要第一章 绪论1.1 个人职务1.2 设计的灵感来源1.3 市面产品第二章 硬件设计及选用2.1 硬件设计与使用2.2 整体结构2.3 主体电路设计第三章 主要工作模块说明3.1.1 系统组成框图3.1.2 单片机原理图3.2液晶显示功能实现第四章 硬件制作4.1电源板4.2控制板心得体会参考资料摘要这是一款基于HT66F50单片机的消毒柜，它集成了紫外线+臭氧消毒+低温烘干、红外线高温消毒以及全自动模式。是每个家庭必不可少的家用电器。第一章 绪论
4、1.1个人职务本人在这次毕业设计项目中，主要负责硬件方面，即包括原理图的设计，PCB板的编排，元器件的选用等。并结合组长的软件设计方案，合理挣了了元器件的布局，确定可执行的功能，并反复检查控制器的操作性，以力求这次毕业设计的完美。1.2设计来源众所周知，又顺又德附近地区气候高温潮湿，以至于细菌容易滋生和繁殖，即使人们把餐具彻底地清洗干净，如果没有给予足够的杀菌处理的话，也会影响到人们是身体健康，因此，我们便设计出一个可以为餐具消毒的电器，以保卫我们的生命安全。1.3市面产品1.3.1安装方式大致有3种镶嵌式图1.3.1A立式 图1.3.1B壁挂式 图1.3.1C1.3.2照消毒方式大约有4种红
5、外线：用石英管通电产生的高温来消灭细菌。紫外线：紫外线的对细菌、病毒的细胞膜，给核酸（DNA）以损伤，使细胞失去繁殖能力，达到快速杀菌的效果。 高温蒸汽：原来类似于蒸炉，前提要在消毒前加上足够的水，用于不太耐高温的餐具。臭氧：由于臭氧有强氧化性，可以用来消灭细菌病毒。不过因为大多数消毒柜都包含2种或以上的消毒方式，这里就不一一发图了。第二章：硬件设计2.1硬件设计和使用本消毒柜是立式设计，红外线、臭氧+紫外线的消毒柜，带有时间控制、AD检测等智能功能。2.2整体结构：本消毒柜有几个重要的部件，它们分别是发热管：两盏 臭氧发生器 紫外线灯 LED灯 LED显示屏蜂鸣器2.3主体电路设计2.3.1
6、电源板这是整个消毒柜的电源板，是消毒柜的电源提供和控制强信号的部分。图2.3.12.3.2电源部分是整个消毒柜的供电部分，由熔断器、压敏电阻、变压器、整流桥、稳压器和各种电容组成。为整个消毒柜提供安全、可靠、稳定的电源。图2.3.2从市电220V出来，先经过熔断器和压敏电阻保护电路，然后再通过变压器降压，接着经过电容滤去高频和低频的信号，用7812输出稳定的+12V直流电，再经过再次的滤波，通过7805输出+5V的直流电。2.3.3继电器组：用单片机输出的弱信号控制电源的强信号图2.3.3这些继电器是单片驱动的，用来控制红外线灯、臭氧发生器、紫外线灯等强电流驱动的信号，其中，在“臭氧+紫外线消
7、毒”层里还特意加个门应开关，当用户打开门该层的门的时候，臭氧发生器的电源就会断开，避免臭氧泄露，影响健康。2.3.4蜂鸣器：告诉用户消毒柜的工作状态和在必要时发出警告。图2.3.4这是一款无源蜂鸣器，因为本身没有LCR振荡器，所以要单片机给予震荡信号才能鸣叫，它的内部需要高电平才能驱动。2.3.5七针插线座：用于电源板和控制板的信息交流图2.3.52.4.1控制板：消毒柜的核心部位，用于控制消毒柜的工作。图2.4.12.4.2AD检测：检测高温消毒时候的工作温度。图2.4.22.4.3LCD显示：用户通过它了解消毒柜的工作状态。图2.4.3这是12832汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图
8、形，内置8192个中文汉字、128个字符、及32*128点阵RAM。主要技术参数和显示特性：电源：VDD3.3V+5V(内置升压电路，无需负压)显示内容：128列*32行显示颜色：蓝底白字LCD类型：STN于MCU接口：3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、自定义字符、睡眠模式等。2.4.4工作指示灯：告诉用户了解消毒柜的那个部位在工作图2.4.42.4.5按键：输入信号，提供单片机工作的信息图2.4.5第三章：主要工作模块说明 3.1.1系统组成框图：图3.1.1 3.1.2单片机原理图：消毒柜的核心部位，用于控制消毒柜的工作。图3.1.23.2液晶显示3.2.1模块参数：12832
9、汉字图形点阵液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字（16*16点阵）、128个字符（8*16）点阵及32*128点阵显示RAM（GDRAM）。主要技术参数和显示特征：电源：VDD3.3V5V（内置升压电路，无需负压）显示内容：128列*32行显示颜色：蓝底白字显示角度：6:00钟直视LCD类型：STN与MUC接口：3位串行配置LED背光多种软件功能：光标显示、画面移位、之定义字符、睡眠模式等3.2.2串口接口管脚信号：管脚号名称LEBER功能1VSSOV电源地2VSSOV电源地3VDD+5V电源正（3.0V 5.5V）4CSH/L模组片选端，高电平有效5SIDH/L串行数据输入
10、端6SCLKH/L串行同步时钟：上升沿时读取SID数据7BL+VDD背光源电压+4.2V-+5V8BL+VDD背光源电压+4.2V-+5V表3.2.2第四章：硬件制作4.1安装上述原理图画PCB板最终电路原理图定下了，然后就是画出PCB图，采用的软件是Protel 99 SE。在PCB图基本画好的时候，由于刻板机的精度问题，观察了几组刻出来的板都存在同样问题：如果用线线宽小，就会刻断，而且线间距刻出来后会偏大。所以，在画板时要注意不要把线排得太密，而且在软件设置方面要把线间距最设为0.3MM左右，线宽方面最小要达到1MM，焊盘直径也要大，因为很多小钻头已经损坏。我的设置时线距0.3MM，最小线
11、宽1.5MM，焊盘最小直径为2.1MM。根据经验，在画板时铺铜越多，刻板机效率越快。根据以往画图经验，强弱电分开，而本电路分界点就是继电器。所以先要处理好继电器处的强弱电分隔（12V和220V），如果按照原理图的连线直接摆放继电器，会出现线交叉。特别是针对发热体控制的强电电路，需要一个半功率控制，在画图中发现难以满足半功率控制电路，由于发热体的功率不少，几百到一千瓦以上。所以一定要有一定线宽，线距也要增大。4.1.1电源板PCB图图4.1.14.1.2控制板PCB图图4.1.24.2电路板制作与焊接PCB图画好，也为适应刻板机作了小部分修改，之后就到刻板。经过之前其他班同学的通宵作业，刻板机的
12、精度明显下降，底盘也有点不平整，下刀深度要小许加大，刻出来的板还好，在合理范围之内，线宽有的变为1MM，线距普遍达到0.7MM，因为画板时作了预计，板没有作废，更重要的是资源短缺！钻孔方面，实验室残存的钻头太大，钻头是自备的，钻孔方面没有破坏到焊盘。 最后就到电路板的焊接，在指导下，芯片的空脚要接地，但这设计中空的脚只有一个，而且是外中断脚，在画图是后是进行了接地，但我们以往没有外中断脚接地的经验，所以我在焊接时把那脚电路刮开，焊上两脚接线柱加上跳线作为调试用，以防对程序有影响。为方便程序调试，使现象更容易观察，我先分开变压器与强电部分，使变压器另接电源线，在板上强电部分通上12V电源，加串一
13、个电阻，在继电器对应的硬件接线座上接上发光二极管，这样就可以直观地知道那个继电器工作。4.3功能实现4.3.1按键说明、“自动”键：用于控制红外线高温消毒模式和臭氧+紫外线消毒+低温烘干同步工作。蜂鸣器响一声，进入工作状态。、“红外线高温消毒模式”键：按下按键1，LED1亮，进入工作状态。当温度到120 度，恒温15min。停止工作，LED灭。、“臭氧+紫外线消毒+低温烘干”键 ：按下臭氧加紫外线消毒工作模式按键，LED2亮，进入臭氧加紫外线消毒工作状态，工作30min，停止臭氧消毒器消毒。进入低温烘干状态。工作15min，停止工作 ，LED灭。、“照明”键：柜内的照明灯亮，延时20s。4.3
14、.2模式说明自动模式： 用于控制臭氧和紫外线发生器和石英管同步工作。红外线高温消毒模式： 控制石英管进行工作臭氧+紫外线消毒+低温烘干模式： 控制臭氧和紫外线发生器工作，并且由一条低温加热管为餐具烘干照明功能： 控制消毒柜内照明灯的工作状态4.3.3其他控制开门的感应： 为了避免臭氧泄漏而影响健康，故在臭氧加紫外线消毒的门打开时控制臭氧发生器，使之在开门的瞬间关闭。 、开机时：长鸣2s、模式撤换：1短声、工作完成时：1短声4.3.4保护措施：制热过热保护：电机温度超过120时，消毒柜自动关机。4.3.5LCD显示工作时候显示工作的时间和工作模式不工作时候只显示时间4.4功能测试4.4.1通电测
15、试 接通电源后，蜂鸣器响一下，各个LED灯闪烁，LCD屏显示欢迎信息。4.4.2功能按键测试 各个按键都可使实现所需功能4.4.3工作工程测试 在工作状态下都实现理想，基本无发现错误。4.4.4显示测试 各个LED灯的亮与灭都与理想时候实现。4.4.5AD检测温度的百分位总是显示为1，经过查找，发现是I/O口设置问题，经改正已经恢复到正常状态。心得体会在这次由牛老师辅导的毕业设计当中，让我深深地感悟到了，原来每件家用电器的设计和制作都是不简单的，特别在我们所做的控制板方面，就更加考验我们的专业能力和做人做事的态度。就举些例子来说吧，控制板的原理图的设计，就涉及了许多的专业知识，我们必须要查阅很
16、多的资料才能设计出来。在设计PCB版方面，要考虑的事情就更多了，首先，我们所用的感光板只有一块，所以我们为了要节约资源，必须要在保证功能实现和封装够位置放下的前提之下，把我们的PCB版要设计的尽可能小；在封装的摆放方面，我们又要精确了解每个封装的大小以及管脚的位置和距离，才能开始画板;另外，在画板的过程当中，我们不仅要考虑电气间隙和强弱电的分离外，还要考虑到感光板的腐蚀的有效宽度等方面，只有这样才能保证我们以后能做出合适的板和保证PCB板能够正常工作。上述的工作已经够多了，但以后麻烦的事还多着呢。当我们确认好PCB板已经画好以后，就要把它在半透明的纸上打印，然后就要在感光板上曝光，接着把它浸在
17、显像液里显像，最后把它放在腐蚀液里腐蚀。这些过程十分重要，而且操作也要十分谨慎，只要稍微有点小差错整个板就要重做了。在这里的确很考验我们的耐心和仔细心。当腐蚀好板以后，就是元器件的焊接了，这里就需要操作电烙铁，这也是已经心灵手巧的活。最后，由组长编写程序并烧写到芯片上，我们的控制板就基本上完成了。我很享受整个制作过程，因为在此之中让学习到了在书本里学习不到的知识，也锻炼了我自主开发能力和工作态度。我真是感谢学校所赐给我这次综合项目设计的机会，有了它，我才体会到了作为一个控制器开发人员工作的艰辛和所需要的专业知识及工作态度，为我以后的职业发展打下了结实的基础。参考资料大全豆浆机原理图电路设计与制版综合项目设计指导手册家用电器产品与电路剖析家用电器通用电气测试实训教程单片机技术初步实践家电控制器开发与制作电子产品制作工艺致谢感谢 老师给予我们综合项目设计的指导，有了您，我们的毕业设计才能顺利完成，同时，我也要感谢我们的班主任 老师，辅导员 师，以及各个专业的老师，给了我3年的专业知识和教诲，让我成为建设祖国的优秀人才！