摘 要随着 经 济日益增长,以及科技实力的增强 ，水 资源从取之不尽到水资源短缺，未来水将会成为稀缺资源。使用有感应功能的洗手器具可以降低水资源浪费。在公开场所，人流动量非常的大，所以公共卫生的情况比较复杂多变。我们之前传统使用的水龙头都是通过人工扭动出水，这样的水龙头非常容易造成病菌的传播，浪费水的现象还是比较常见的，我设计的智能红外人体感应水龙头就解决了这个问题，不需要碰到水龙头，出水和关闭都是由感应系统完成。 本次设计的智能红外人体感应水龙头功耗小、反应速度快、灵敏度优良，非常适合公共场合和居家使用，同时也符合日益智能化家居的发展趋势。比较符合目前市场的需求。
目录
第一章 引言 1
1.1 红外洗手器的发展背景和意义 1
第二章 总体方案的论证与设计 1
2.1主控模块的选型和论证 1
2.2显示模块的选型和论证 2
2.3报警方式 2
2.4系统整体设计概述 3
第三章 系统硬件电路设计 4
3.1主控模块 4
3.2 LCD1602 液晶显示屏 8
3.3 录音模块 12
3.4 热释电模块 17
3.5 时钟部分电路 18
第四章 系统软件设计 22
4.1系统软件总体设计 22
致 谢 25
参考文献 26
附 录 27
附录A：系统整体原理图: 27
附录B：PCB图: 27
附录C：程序: 27
第一章 概论
1.1 红外洗手器的发展背景和意义
本课题研究的是智能红外人体感应水龙头，基于C51单片机实现的，对该款智能型洗手器进行设计前，对此类的单片机进行简单的描述，以此能更好的理解单片机在整个系统设计中的作用。
目前是电子科技大数据时代，任何产品都是以智能化自动化为名，任何的设备都是朝着这个方向发展迈进，单片机就是其中的一个，也称为单片微控器，属于集成电路的范畴，单片机中包含几个核心的东西，其中ROM、RAM和CPU就是最重要的之一，首先我们使用单片机可以进行数据的采集和公 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072# 
式的计算，复杂工程的模拟计算，无论是有符号的还是无符号的都已进行计算和模拟。通过一系列的指令完成一个或者多个复杂的功能。单片机被应用到处理分析，再未来会大规模的使用，实现智能化的进程，推动大数据的发展。
现代企业智能化产品都用到单片机来实现提高工作效率和速度。在开发设计过程中，我主要完成总体的设计，然后再选择硬件，软件的设计，系统设计等，虽然设计过程中都是分开进行设计，但是每个模块都是相辅相成的，形成一个完整的系统。对红外感应洗手器的设计，我的设计思想是利用红外射线检测来触发洗手器开水开关的触发，以此实现自动开关洗手器，比如:当外界触碰到洗手器的检测范围时，洗手器就会自动的完成出水并且开始计时，计时时间达到系统设置的时间就会自动的关闭水龙头，如果时间还没有到，手离开洗手池洗手器就会自动的关闭，控制准确，节约水源。此设计的适合在各个场合使用，比如，医院、火车站、商店等公共场合，节约用水的同时能够有效控制疾病传染。
1.2 红外洗手器的意义
疫情当下，洗手的重要性不言而喻，预防新冠病毒最简单而且方便的措施之一，就是及时且正确洗手。我们日常使用的普通水龙头的供水设施在疫情爆发的这段时间，因为洗手时手要触摸水龙头，使用起来极其不卫生，手上可能会沾有细菌，洗完手触碰有细菌的水龙头，就会造成细菌的传播。在这样的情况下，我设计了红外洗手器。红外洗手器可以让人们节约用水并且无接触式洗手，还减少了水资源的浪费。
1.3 本文结构
本文主要分成四章：
（1）第一章：主要叙述红外感应洗手器的发展背景和设计的现实意义；
（2）第二章：主要描述设计的总体设计思路；
（3）第三章：主要的介绍红外感应洗手器硬件设备；
（4）第四章：主要介绍系统的软件实现；
第二章 总体方案的论证与设计
2.1主控模块的选择和设计论证
方案一
开始我考虑使用MSP430系列的单片机，这种单片机的好处是混合的处理器，将不同功能的电路都集成在一块芯片上。这样的单片机芯片非常适合处理数据量大的数据。这种芯片要求电池供电，环境要求高，因此不适合应用我设计的洗手器。
方案二
最终我决定使用的是51系列的单片机， 51集成电路芯片可靠，性价比高、集成度高，不影响单片机的处理效率。51系列的单片机处理对象是按位进行逻辑处理，功能完备，使用起来非常的快捷，运作简单。
因此，此次设计的主控芯片选择用方案二中的51系列单片机。
2.2系统整体设计概述
本次设计的智能红外人体感应水龙头，我采用STC89C51单片机为来实现红外感应洗手器的设计，当物体进入到信号检测范围，电闸机会自动的开启，物体离开信号检测范围就会自动的断开，出水自动停止。继电器用来驱使水泵工作。按下水泵开关工作，时间超出15S则继电器开关自动断开连接。如图2.1所示系统整体设计图：

图2.1 系统整体设计图第三章 系统硬件电路设计
3.1主控模块
整个系统的核心毋庸置疑是主控制模块，它起到全局性的作用。我采用的51单片机，最大的特点就是简单易操作，将这个作为主控模块，在设计中会减少很多不必要的错误而影响设计的进度
简单的介绍一下STC98C51的基本构造，STC51单片机有多个功能引脚，多个I/O接口和单个串口，单个控制芯片，单个微型计算机，加上存储器，地址存储器，逻辑门等等。
STC89C51单片机的结构图见图3.1所示。


图3.1 STC8951单片机结构图
3.1.1 STC51单片机的主要特性
1. 8 位微处理器；
2. 单片机存储器RAM(128B)，其负责的主要功能是为单片机写入和读取其中的数据；
3. 单片机中存储器ROM，存放基本的核心程序、原始数据和表格数据。在现阶段的单片机的结构中大多数的RAM和ROM都是集成在单片机中，既方便又提高系统鲁棒性。STC51单片机内部还集成了不同的存储区，例如16K，12k，10k，用户根据实际得需要选择合适得存储区；
4.51式单片机有多个8位的并行的I/O接口，每个并行的接口可以进行输出也可以进行输入。

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