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基于單片機設(shè)計的音樂馬桶

作者: 時間:2016-11-28 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
畢業(yè)設(shè)計前的最后一項課程設(shè)計,班上同學每人一個題目。我的:音樂馬桶。
這次程序倒是不難,也才用了51單片機的兩個I/O口,不過方案思路卻是推倒老師自立的。假如以后回看有什么問題,加以反思。若是行得通,那就最好。
因為是從WORD復制而來,格式什么的比較花時間,插圖錯誤也要以后慢慢改。(其中51單片機介紹部分抄自網(wǎng)絡(luò))

第一章:引言

1.1背景:

上廁所時,聲響使使用者尷尬,在公共場合尤為如此。假如能用音樂聲蓋過聲響,則能很好的解決這個問題。音樂馬桶的制作源于此。
現(xiàn)在市面上尚無此類產(chǎn)品,實際中解決此問題的方法為公共揚聲器播放音樂,在大型超市,高檔商城里可見。但對于普通家庭,以及更為廣大的公共場所,需要有更為簡潔,低成本,易于維護的裝置來實現(xiàn)此功能。
以“音樂馬桶”作為關(guān)鍵詞在網(wǎng)絡(luò)上進行搜索,與可使用成品相關(guān)的信息僅有一些專利,是關(guān)于多功能馬桶的,這些設(shè)計把許許多多功能與馬桶相結(jié)合,包括淋浴,音樂播放,按摩等等。并沒有以音樂播放化解廁所聲響作為切入點,所以本次任務(wù)成品,能夠很好的抓住問題關(guān)鍵,在控制好成本的基礎(chǔ)上,解決單一問題。

1.2音樂馬桶概述:

音樂馬桶是在現(xiàn)在使用的馬桶結(jié)構(gòu)中嵌入一個電路模塊,通過感應(yīng)馬桶的震動,播放一定時長的音樂。組合成一個模塊的電路植入、維護簡單,通過震動感應(yīng)控制可靠有效。

1.3任務(wù)要求:

解決上廁所時發(fā)出的聲音令人尷尬
通過聲音感應(yīng)設(shè)備來啟動馬桶內(nèi)部的聲控開關(guān),當開關(guān)啟動后,馬桶就會自動播放音樂。
聲控電路
音樂播放系統(tǒng)
聲音感應(yīng)器
整體電路
軟件(程序)

第二章:方案論證

2.1方案1:

聲控模塊觸發(fā),單片機控制,發(fā)聲模塊輸出。
優(yōu)點:滿足任務(wù)書要求,聲控模塊常見,常用。在公共廁所內(nèi),能夠使用多個開關(guān)觸發(fā)同一個音樂模塊,節(jié)省成本。
否定原因:聲控模塊復雜,且靈敏度不能很好控制。


由典型的聲控電路可以看出,不僅需要聲音收錄裝置小型麥克風,還有聲控IC,無疑使得成本增加,集成在一起增加了體積大小,不集成的話要考慮模塊間的通訊。較多的周邊電路原件使得在廁所的環(huán)境中不利于工作,不便于維護。

2.2方案2:

紅外光電模塊觸發(fā),單片機控制,發(fā)聲模塊輸出。
優(yōu)點:將紅外模塊放置于腳底位置,則可以同時適用于蹲廁和馬桶。此外紅外一體接受原件結(jié)構(gòu)緊湊,使用方便。
否定原因:紅外模塊與單片機音樂模塊無法集成在一起裝入腳下,否則維護困難。若分開則需要考慮各個模塊之間的通訊。

2.3方案3:

使用震動開關(guān)作為觸發(fā),所有模塊集成為一塊電路板。貼在馬桶合適的位置上(實際生產(chǎn)時可以考慮嵌入馬桶構(gòu)造內(nèi),留出電池更換口)。
優(yōu)點:震動開關(guān)簡單可靠(尺寸:直徑4.5mm,體長11mm)完全密封式封裝,可防水防塵。對于模塊集成有利,使得結(jié)構(gòu)緊湊,且便于維護。同時固體傳導震動更為可靠有效。

第三章 硬件設(shè)計

3.1原理圖繪制與分析
選定采用方案3后,繪制出原理圖如下:




系統(tǒng)主要有幾個主要部件組成:
MSC-51系列單片機。
音樂模塊(連接至單片機P2.1口)。
震動開關(guān)(連接至單片機P3.2口)。
系統(tǒng)電源采用三節(jié)1.5V干電池供電。
震動開關(guān)的開路與導通狀態(tài)類同于按鍵開關(guān),因此直接以獨立按鍵方式使用。音樂模塊中的IC芯片模塊為集成出售的商品,價格十分低廉,建議直接配合周邊電路使用。由于該模塊工作電壓要求為2.5V-4.5V。
為了在4.5V的單片機工作電壓下提供穩(wěn)定的3V左右電壓給發(fā)聲模塊,經(jīng)軟件仿真模擬得到:當串聯(lián)一個常見的47Ω電阻即可將電壓穩(wěn)定在3.16V左右。
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關(guān)鍵詞: 音樂馬桶單片

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