非接触式给液的单片机应用设计

文章摘要：随着许多日用新产品的出现，人们的生活水平和生活质量不断提高，同时，也逐渐改变了人们传统的生活方式。根据实际市场的需要，设计了一种红外微电脑自动泵液器，不同于以往所见到的所有的给液器。即插好用是该产品的主要特点和优点，安装无需打孔破坏墙面，补液无需灌装，杜绝了液体的二次污染，使用无接触，更卫生、方便，是取代传统香皂及其他瓶装、泵装洗护产品的时尚而经济的选择。他由单片机控制，克服了普通工业控制中常见的多回路、耦合、干扰等多种情况，可设定出液量，具有抗干扰能力强、无误操作、低压报警、省电节能等特点。不仅适用于家庭，也适用于公共单位，如：医院、银行、政府机构、学校等。1 系统总体设计该系统能自动探测有

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随着许多日用新产品的出现，人们的生活水平和生活质量不断提高，同时，也逐渐改变了人们传统的生活方式。根据实际市场的需要，设计了一种红外微电脑自动泵液器，不同于以往所见到的所有的给液器。即插好用是该产品的主要特点和优点，安装无需打孔破坏墙面，补液无需灌装，杜绝了液体的二次污染，使用无接触，更卫生、方便，是取代传统香皂及其他瓶装、泵装洗护产品的时尚而经济的选择。他由单片机控制，克服了普通工业控制中常见的多回路、耦合、干扰等多种情况，可设定出液量，具有抗干扰能力强、无误操作、低压报警、省电节能等特点。不仅适用于家庭，也适用于公共单位，如：医院、银行、政府机构、学校等。

1 系统总体设计

该系统能自动探测有无物体靠近出液口，探测距离为15～20 cm，LED显示器粗略显示容器内洗涤剂的剩余量，分为3种情况：

(1) 最低的一段LED亮说明洗涤剂剩余量较少，需要尽快补充；

(2) 最低段和中间段同时亮说明洗涤剂充足；

(3) 三段同时亮说明容器内洗涤剂的已经超过安全警戒线，不能再继续加入，段间分隔误差：±5 mm。

另外系统备有操作按键一个，用于选择流量，开机时默认值为小流量，按1次按键后选择中流量，按2次选择大流量，按3次后进入清洗模式，再按一次退出清洗模式并选择小流量。

自动给液系统的组成框图如图1所示。

LED显示器用于显示容器内液体的粗略剩余量，该显示器为三段条形LED显示器，竖直安装于出液器外壳上。

红外线发射、接收器这两个装置相互配合构成一个主动式红外线探测雷达，用于探测有无物体接近出液口，探测距离为15～20 cm，红外线发射载波频率为38.4 kHz，由微控制器(MCU)内部的定时器对主时钟分频得到；接收头的中心频率为39.7 kHz；通过调节发射电流来调节探测距离。

液位传感器 该传感器为电阻式传感器，通过一个带有旋转轴的浮球带动电位器旋转，从而把液面高度的变化转换为电阻的变化，然后在该电阻中通过一定的电流，就间接的把液面变化转换为电压的变化，微控制器(MCU)通过模数转换(ADC)读取该电阻值就可以获得液面的高度值，ADC转换精度8位。

串行接口 该接口为备用接口，用于今后系统的扩展，此外MCU还通过该接口把液面高度值送往其他系统，传输速率为1 200 b／s，可以用PC机或其他具有UART单元的系统接收该数据。

2 系统硬件结构

MCU引脚定义如表1所示：

3 系统软件结构

3.1 主程序流程图

主程序流程框图如图2所示，他主要完成初始化工作，进行目标检测，控制出液，并且显示液位情况，整个程序中大量地调用了其他子程序，为了方便不再一一列出其他子程序框图，主程序采用查询方式，初始化完成后一直处在等待响应状态。

定时器中断子程序，本子程序在整个系统中承担了红外检测的设置工作，单片机的设计中，定时器是个重要环节，本设计中采用定时器0中断的工作方式，中断程序流程图如图3所示。

出液控制子程序是本设计中的重要部分，他根据目标检测的结果控制步进电机的工作，程序流程图大致如图4所示。

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