最近设计了一个项目基于单片机的婴儿床系统,与大家分享一下:
一、基本介绍
项目名:婴儿床 项目编号:mcuclub-jj-029 单片机类型:STC89C52、STM32F103C8T6 具体功能: 1、通过防水式温度传感器检测婴儿被窝内温度,当温度过高或过低,进行声光报警 2、通过声音传感器检测声音大小,当声音大于设置最大值,则声光报警,启动步进电机来回摇晃婴儿床 3、通过液体湿度传感器检测湿度,当湿度大于设置最大值,为婴儿尿床,则声光报警 4、通过按键设置各阈值 5、通过显示屏显示测量值 扩展功能:通过蓝牙模块将提示信息发送到手机端(“温度异常”、“婴儿哭闹”、“婴儿尿床”)
二、51实物图
单片机型号:STC89C52
板子为绿色PCB板,两层板,厚度1.2,上下覆铜接地。元器件基本上为插针式,个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口:TYPE-C
三、51仿真图
仿真软件版本:proteus8.9
电路连线方式:网络标号连线方式
注意:部分实物元器件仿真中没有,仿真中会用其他工作原理相似的元件代替,这样可能导致实物程序和仿真程序不一样
四、32实物图
单片机型号:STM32F103C8T6
板子为绿色PCB板,两层板,厚度1.2,上下覆铜接地。元器件基本上为插针式,个别降压芯片会使用贴片式。
供电接口:TYPE-C
五、原理图
软件版本:AD2013
电路连线方式:网络标号连线方式
注意:原理图只是画出了模块的引脚图,而并不是模块的内部结构原理图
六、PCB图
由原理图导出,封装很大一部分都是作者自己绘制,不提供封装库,只提供连接好的源文件。中间有一个项目编号,隐藏在单片机底座下,插入单片机后不会看到。
两层板,上下覆铜接地。
七、系统框图
本设计以单片机为核心控制器,加上其他模块一起组成此次设计的整个系统,其中包括中控部分、输入部分和输出部分。中控部分采用了单片机控制器,其主要作用是获取输入部分的数据,经过内部处理,逻辑判断,最终控制输出部分。输入由三部分组成,第一部分是温度检测模块,通过该模块检测当前环境的温度;第二部分是按键模块,通过该模块可以切换界面、设置阈值、切换模式等;第三部分是供电模块,通过该模块可给整个系统进行供电。输出由三部分组成,第一部分是显示模块,通过该模块可以显示监测的数据以及设置的阈值;第二部分是继电器模块,通过两个继电器分别控制加热和制冷;第三部分是声光报警模块,当监测值不在设置的阈值内时进行声光报警。除此之外,蓝牙模块既作为输入又作为输出,蓝牙模块和手机进行连接,可以将监测的数据传输到用户手机端,用户也可以通过手机端发送指令控制继电器的工作及其模式的切换。具体系统框图如图所示。
八、软件设计流程
系统的主流程图如图所示。在主程序中:首先对各个模块进行初始化,随后进入while主循环,在主循环中,首先进入第一个函数按键函数,该函数主要分为两部分,第一部分为调用按键扫描函数获取按键键值,第二部分通过键值进行相应的处理操作,包括切换界面、设置阈值等;紧接着进入第二个函数监测函数,该函数主要通过调用相应的驱动函数获取测量值,并通过蓝牙模块将监测的数据传输到手机端,用户也可以通过手机端发送指令,设备根据用户发送的指令执行对应的处理;紧接着进入第三个函数显示函数,该函数显示监测值及阈值;最后进入第四个函数处理函数,如果温度不在范围内,标记警报,如果声音超过设定最大值,标记警报,如果湿度超过设定最大值,标记警报,如果声音警报,摇晃步进电机。
九、部分程序展示
软件版本:keil5
逻辑程序和驱动程序分开,分布于main.c和其他.c文件
void Manage_function(void)
{
if(flag_display == 0) //测量界面
{ //如果温度不在范围内,标记警报
if(temp_value > temp_max*10 || temp_value < temp_min*10)
{
temp_alarm = 1;
}
else
{
temp_alarm = 0;
}
if(voice_value > voice_max) //如果声音超过设定最大值,标记警报
{
voice_alarm = 1;
}
else
{
voice_alarm = 0;
}
if(humi_value > humi_max*10) //如果湿度超过设定最大值,标记警报
{
humi_alarm = 1;
}
else
{
humi_alarm = 0;
}
if(temp_alarm == 1 || voice_alarm == 1 || humi_alarm == 1)
{
if(time_num % 30 == 0)
{
LED = ~LED;
BEEP = ~BEEP;
}
if(voice_alarm == 1) //如果声音警报,摇晃步进电机
{
if(flag_bujin == 0)
{
flag_bujin_1_c = 0;
flag_bujin_1_o = 1;
}
else
{
flag_bujin_1_c = 1;
flag_bujin_1_o = 0;
}
}
else
{
flag_bujin_1_c = 0;
flag_bujin_1_o = 0;
}
}
else
{
LED = 1;
BEEP = 1;
flag_bujin_1_c = 0;
flag_bujin_1_o = 0;
}
}
else //设置界面
{
LED = 1;
BEEP = 1;
flag_bujin_1_c = 0;
flag_bujin_1_o = 0;
}
}
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