ABSTRACT
The system uses a set of single-chip design STC89C52 Pissing automatic pumping paper system. The system consists of microcontroller, infrared sensors, laser sensors, stepper motors and some control module. Use of microcontroller, stepper motor for automatic extraction of people after a certain length of paper to facilitate the function. MCU responsible for processing the collected data communication with the control module. Via infrared to detect if someone enters the system-wide, according to the energy detect infrared radiation detected by the infrared sensor after someone sends signals to a central system, and indicator lights, prompting. When someone convenient, press the button, the system will automatically eject. Through practice, the success of our team to make an automatic pumping system and shoot a real paper map, the system is simple to use material from both the methods and the materials used are feasible.
Keywords: Communicate; Infrared; Stepper motor; STC89C52
目 录
绪论 ....................................................................................................................................... 1 1 设计思路与方案 ............................................................................................................... 1 1.1 设计思路 .................................................................................................................. 1 1.2 设计方案 .................................................................................................................. 1 2 步进电机的工作原理及特性 ......................................................................................... 2 2.1 步进电机的简介 ...................................................................................................... 2 2.2 步进电机的特点 ...................................................................................................... 2 2.3 步进电机的工作原理 .............................................................................................. 3 3 硬件电路设计 ................................................................................................................... 5 3.1 单片机最小系统电路 .............................................................................................. 5 3.2 控制模块 ................................................................................................................ 10 3.3 驱动模块 ................................................................................................................ 10 3.4 激光检测电路输出 ................................................................................................. 13 3.5 串口通信模块 ........................................................................................................ 13 4 软件设计 ....................................................................................................................... 14 4.1 程序流程图 ............................................................................................................ 14 4.2 系统主程序 ............................................................................................................ 15 4.3 定时中断设计 ........................................................................................................ 16 4.4 外部中断设计 ........................................................................................................ 17 4.5 Proteus仿真软件 ................................................................................................... 17 4.6 本次系统的仿真图 ................................................................................................ 18 5 PCB板设计及硬件调试 ................................................................................................ 19 5.1 PCB制作过程 ........................................................................................................ 19 5.2 硬件调试PCB ........................................................................................................ 20 5.3 系统设计实物图 .................................................................................................... 20 结束语 ................................................................................................................................. 22 参考文献 ............................................................................................................................... 1 附 录 ................................................................................................................................... 2 致 谢 ................................................................................................................................... 7
基于单片机的自动抽纸系统设计
绪论
在一些人流量较大的地方，例如游乐场、商场或者大型的公共场所。传统的公共厕所节水效果不理想，很容易被人为的损毁，并且可能滋生很多细菌。对于环境污染而言，手动抽纸无疑是有害无益的，并且对于人类的身体健康都有显著地影响。为了节约水源和保证纸张的不浪费，为了解决这个问题，便设计了一个采用STC89C52单片机的蹲便器自动抽纸系统。利用单片机、红外和激光传感器驱动步进电机，来实现人方便以后自动抽纸的功能。在当今这个当节约成为一种潮流的时代，仍旧存在这一群人，对公共财物一点不节约，从而造成手动抽纸大量浪费，若是改造成自动抽纸，便可以达到节约纸张的目的。随着人们的生活品质逐渐提高，自动抽纸系统可以满足对于人们生活空间的自动化需求，达到卫生和节约的完美结合. 随着新科技的发展，单片机已经在这个新科技产业中占有一席之地。例如在自动化领域，当二者相结合的时候，既可以完成智能自动控制，又可以让自动抽纸的功能得以实现，为广大市民提供了更加贴心和人性化的服务。
1 设计思路与方案
1.1 设计思路
在客流量较多的场所，手动抽纸装置效果不佳，使用寿命短，已是个不争的事实。不仅不卫生而且细菌滋生势必对人类健康有影响。因此要设计出一个合理而且方便实施的自动抽纸系统。在科技发展史的长河中，单片机的应用与普及是人们始料未及的。本系统所采用的STC89C52芯片是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器 。在单芯片上，8位的CPU有一个灵活的系统内可编程闪存，使得STC89C52为许多嵌入式控制应用提供高度灵活，超有效的解决方案。与传统的AT89C51单片机，它可以直接用于与串行下载功能，速度更快，使用更方便比较。
1.2 设计方案
系统用STC89C52微控制器单元与外部电源相连接，复位晶体，MAX232电平转换电路的信号检测系统，信号处理系统及信号输出系统，以形成最小的单芯片系统电路。信号检测系统主要由红外传感器和激光传感器。主要的红外传感器，以检测是否有人使用厕所，激光传感器是用来检测是否有纸张用完。
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基于单片机的自动抽纸系统设计
红外传感器
供电系统
检测系统 主控制器 抽纸系统
激光传感器
驱动系统
图1系统框图
2 步进电机的工作原理及特性
2.1 步进电机的简介
步进电机是一种将电脉冲到的角位移或致动器的线性位移。它简单地说，当驱动器接收到一个脉冲信号，将驱动步进电机，以设置一个固定的角度（即步进角）的旋转方向。我们可以控制脉冲的数量来控制的角位移，从而达到准确定位;同时我们也可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，以达到调速的目的。
在非过载，电机转速的情况下，停止的位置只取决于脉冲频率和脉冲信号，这不会影响，即一个脉冲信号被施加到电机的负荷改变的次数，电机被接通一个步骤角。存在的这种线性关系，具有不累积误差只有周期性误差的步进电机等。使得在速度控制，位置等来控制步进电机的领域变得非常简单，精度高。
原则上，步进电机是一种低速同步电动机。本次毕业设计采用了两相或三相步进电机皆可。
2.2 步进电机的特点
1) 步进电机的精度一般是3-5％的踩踏角度和角位移正比，与输入脉冲不累积误
差，有良好的追随性。
2) 步进电机的表面不允许温度过高。首先，使步进电机温度退磁磁电机，导致扭
矩下降，甚至进一步的损失;一般来说，磁退磁点高于130摄氏度，有的甚至高达200摄氏度，所以步进电机表面温度在80-90度才是正常工作温度。 3) 步进电机的转矩和速度的增加成反比。当步进电机转动时，各相的电动机绕组
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基于单片机的自动抽纸系统设计
的电感将形成一个反向电动势;频率越高，反电动势越大。在它的作用下，随着频率的电动机（或速度）的增加相电流减小，从而导致力矩下降。步进电机自身的噪声和振动较大，带惯性负载的能力较差。
4) 数控系统由一个开环步进电动机和驱动器电路组成，都非常简单，价格低廉，
并且很可靠。同时，它也可以是该组合物和角反馈回路数控系统性能的一部分。 5) 步进电机的动态响应快，易于启停，正反转及变速。
6) 步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，不能直接使用交流电源和直流电源。 7) 步进电机低速时可以正常运转，但若高于一定速度就无法启动，并伴有啸叫声。
2.3 步进电机的工作原理
2.3.1 步进电机结构(三相)
图2 步进电机内部结构图
如图2所示，步进电机分为转子和定子两部分：
定子：由硅钢片叠成的，定子上有6大磁极，每2个相对的磁极（N，S）组成一对，共有3对。定子齿有三个励磁绕阻，其几何轴线依次分别与转子齿轴线错开。 0、1/3π、2/3π，（相邻两转子齿轴线间的距离为齿距以π表示），即A与齿1相对齐，B与齿2向右错开1/3π，C与齿3向右错开2/3π，A'与齿5相对齐，（A'就是A，齿5就是齿1）。
转子：由软磁材料制成，其外表面也均匀地分布着小齿，与定子上的小齿并且小齿的大小相同，间距相同。
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