原创 基于单片机的蒸汽浴房智能化设计

1 引言电子园51单片机学习网 ^J6M-d4U
    随着社会的发展，生产力的提高，人们的生活水平得到了极大的改善。同时，人们对自己的生活设施及用品的要求也越来越高，卫生间中的洁具就是很明显的例子。浴缸由原来的单一功能发展成为可以冲浪和按摩的浴缸，现在又出现了可以桑拿、按摩和淋浴的蒸汽浴房。洁具用品以外型更美观，使用更舒适为目的，正在由功能单一向功能齐全，由手工操做向自动控制、智能控制的方向发展。单片机以其体积小、价格低、功能强等优点而广泛应用于各种智能化控制。本文利用单片机对高级蒸汽浴房进行智能化控制，使得浴房具有以下功能：
*N*N;^q+{}44606    ⑴ 多种照明方式；　电子园51单片机学习网gU kF0_
    ⑵ 排气功能；电子园51单片机学习网"[:u f?LDnJ
    ⑶ 显示时间、日期；
D:fD`;C^5Ill b44606    ⑷ 检测环境温度并设定温度　电子园51单片机学习网h,E K Y;g"Y%G6kO#T
    ⑸ 预测人的身体状况、情绪、智力及体型；　电子园51单片机学习网7_9ifpw4ai*P M+x?
    ⑹ 上电提示；　电子园51单片机学习网&c7qT-m[3b
    ⑺ 记录个人资料如朋友的生日、纪念日等并按时提示；　　
D6RX;f9YzYP44606    ⑻ 中英文两种显示。电子园51单片机学习网0j(W%~5Y9h]"J
    ⑼ 蒸汽控制电子园51单片机学习网e&wa7b Ms`i?V
    ⑽ 侧喷、顶喷、背喷；
L(K/] MD/Hx/l_44606    ⑾ 设定时间

2.控制系统设计电子园51单片机学习网 O)zV1[~ x

    根据高级智能蒸汽浴房的基本功能要求，综合目前市场流行的各种类型的单片机，从多方面考虑选定了TOSHIBA公司的87PH46N 单片机为核心组成高级智能蒸汽浴房的控制系统。
T9x#pPB'v446062.1 TOSHIBA公司的87PH46N单片机简介电子园51单片机学习网o'Kl#{+?
    87PH46N是TOSHIBA公司OTP型的8位CPU，片内有ROM16K字节，RAM512字节，14个可独立使用也可嵌套使用的中断源，其中，6个外部中断源，8个内部中断源，35个I/O口，两个16位计数器/定时器，两个8位计数器/定时器，1个I2CBUS串行接口，1个分频输出口DVO(1KHZ-8KHZ)，本身带有WATCHDOG功能和A/D转换功能，每组8个(W、A、B、C、D、E、H、L)的通用寄存器共有16组，可以通过转换组别保护现场，双时钟操作，可工作于单时钟、双时钟方式，具有休眠、等待、慢时钟等节电方式，可以直接驱动LCD。
+|6U%r"j6c7dm*Ms446062.2 硬件设计
H F9g&Kp/x$L:d44606   硬件系统由输入线路、输出线路和存储器三部分组成。电子园51单片机学习网|v!@^5JwB[
    1. 输入线路：根据人们的使用习惯，结合高级智能蒸汽房的基本功能，设置了19个按键的键盘(Fan、Spot、Light、Settime、Setup、Databank、Bio、Weight、Name、Temper、Accept、Clear、Home、◤、◥、Steam、Backspray、Sidespray、Topspray)和温度、湿度传感器。电子园51单片机学习网E9O:?P2vm
按键说明：
G1v/}5`R"i"|:t1j44606    1) Fan：启动排风机排送蒸气。电子园51单片机学习网(X0L [:d1qk#i
    2) Spot和Light键：分别控制两种照明装置灯泡和荧光灯。
[ A t_IEmD@S.i44606    3) Temper键：显示环境温度并设定温度。电子园51单片机学习网+o1~]Yj"f;O
    4) Setup键：转换中英文显示。电子园51单片机学习网I-AA'\6}.n$t
    5) Steam键：启动或关闭蒸汽。电子园51单片机学习网'R8iIa&V3t#?
    6) Backspray键：启动或关闭背喷。电子园51单片机学习网*w9c~ f e!\S$c^5K
    7)  Sidespray键：启动或关闭侧喷。电子园51单片机学习网QTAS3UjH9m9C [
    8)  Topspray键：启动或关闭顶喷。电子园51单片机学习网zE8?s L~
    9)　Settime键：梳装台上电后显示时间、日期，Settime键调整时间、日期， 此时◤、◥键表示数字调大和调小，Enter是调整某一数字后的确认键，Accept键是调整完某一项后(日期或时间)的确认键，Home表示回主屏。如：电子园51单片机学习网(~#N/Ux)u*H}*vT

nm BGX"M44606  注：⒈调整时如没有按Home键返回，经过一段时间后，自动返回。
.h8\+U C e6DXE`Q44606    　⒉Home键的中断级别最高，任何时候按Home键均可返回主屏状态。
Hu^-RW"ZP*U44606    10)　Name、Bio、Weight键：这些键用来预测人的身体状况、情绪、智力和体重。按Name键后，按Setup键输入姓名(◤键依次输入Z、Y…A，◥键依次输入A、B…Z，完毕后按Enter键确认)，按Accept键表示姓名输入完毕，开始输入出生年、月、日，再输入标准体重，然后按Bio键显示人的身体状况、情绪、智力(以数字显示)，按Weight键输入今天的体重，显示今天偏重多少或者偏瘦多少(以数字显示)。电子园51单片机学习网 IVh~C`p
    11)  Databank键：按Name和Setup键输入姓名后，按Databank键可以输入生日、纪念日、交费日、聚会日、合同期等日期，并按时提示。
NzytLj{r44606    2 输出线路：122×32的点阵液晶显示器和2003驱动线路（输出大电流控制继电器，实现照明和排风控制功能）。电子园51单片机学习网 GG7f[%F+j0~e0S
    3 存储器：选用24C16串行E2PROM，存储用户资料。
8gbF Gg#n;N]44606    控制系统原理框图如图1。

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图1控制系统原理框图电子园51单片机学习网6L5C&mH ^f.`_0H1}

3. 控制软件系统设计电子园51单片机学习网/ub5`C7j%X;e CL Z

　　程序分为五部分：初始化、自检、键盘扫描、按键处理和中断程序，CPU初始化和自检后，主程序中执行键盘扫描和按键处理程序，显示程序利用中断来完成。电子园51单片机学习网p-DV7j0VHrh

E G-?w(c+c44606   电子园51单片机学习网Ou5`ajk
3.1 开机自检系统电子园51单片机学习网1w#N X9JY$t,X)X+V+aVY
　　蒸汽浴房的环境潮湿，容易使系统发生故障。为了保证系统的正常运行，开机后首先执行一个系统自检程序，即给CPU一些模拟输入信号，根据这些输入信号，CPU分别检测各个硬件设施，如无错，系统正常工作；如有错误，显示错误信息，给出错误编码，蜂鸣器报警。
I w k'?qR446063.2 模块化的键盘处理和显示程序
yz$ll6nTuOs44606　　单片机应用系统的设计中，汇编语言程序的设计是系统软件开发的关键。本系统的键盘扫描和显示程序没有采用传统查表的方法，而是把它们进行了模块化的处理。按下不同的键后，执行不同的键盘扫描程序和显示程序。根据优先级别，在不同情况下， CPU对各按键的响应和显示不同，如按下Settime键，在回主屏之前，CPU不再对Name键响应，而按下Name键后，CPU也不再对Settime键响应，同样它们的显示也不同。所以采用模块化的键盘和显示程序，只需设置按键按下的一个标志位，CPU根据标志位执行不同的程序。这样避免了编写庞大的键盘判断程序，减少了逻辑错误的发生。电子园51单片机学习网Z2{A^\&r \
3.3启发式的搜索方法电子园51单片机学习网'r6? uZH;t L\ t
   在编写记录个人资料(如：生日、纪念日等)并按时提示的程序段时，采用了人工智能中的启发式搜索方法和深度优先的算法，把当天的日期作为起始节点，把从E2PROM调入RAM中的数据作为展开节点，进行深度限制为4的搜索，当无事情需提示时，算法又转化为深度优先，以保证搜索整个空间。电子园51单片机学习网7FmzBe(C_!t-c8x

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@rJ^^G?446064 结 语

w5v^.i)K6w44606    本文利用单片机设计了蒸汽浴房的软、硬件控制系统，在键盘和显示程序中采用了模块化设计，并采用了启发式搜索方法和深度优先的算法，实现了对高级蒸汽浴房的智能化控制。随着人们生活水平的提高，单片机，特别是功能齐全的单片机(如内部包含WATCHDOG、A/D转换等功能的单片机)必然会得到越来越广泛的应用。电子园51单片机学习网-T0J5@tN0Y K

'x%]j{:|u#w&T.M44606电子园51单片机学习网^tUt3re6~9{ m
参  考  文  献

4T/d%m_2E44606⒈　谢宋和，甘勇，单片机模糊控制系统设计与应用实例，电子工业出版社，1999,7。
:e\-rj G'i K44606⒉　TLCS-870系列微控制器硬件结构和指令系统，   东芝技术（上海）发展有限公司，    1999,1
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1K+~7I!EmSG44606    1996,10
2us&S1qsL44606⒋　王树勋，王朝玉，张新发，MCS-51单片微型计算机原理与开发，机械工业出版社，　　1990,9
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2J%f,}Q j;I o44606⒍　李仁厚，智能控制理论和方法，西安电子科技大学出版社，1999电子园51单片机学习网j @K;S h&N
⒎  Nirwan Ansari Edwin Hou著，李军，边肇祺译，用于最优化的计算智能，清华大学出版社，1999,12 
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