基于STC单片机的多气囊气压控制器设计

TaylorA

摘要:智能家居产品正快速地进入普通百姓家庭,对提高人们生活质量起到至关重要的作用。本文叙述了一款按摩气床电控
6 C7 i  ]. `1 F部分的软硬件设计过程,着重介绍了控制器的组成结构、气压数据采集、闭环控制和数据处理算法等部分。
关键词:智能家居;单片机;压力传感器;数据采集, ~/ y% z6 E1 j+ T, v. L8 Q" }' a
引言
随着经济的发展和社会的进步,功能简单、技术含量低的
传统家居产品已不能满足人们日益增长的物质文化的需要.取
而代之的是功能更完善、可操作性好.更加人性化的智能家居
6 S7 e+ N% P9 e产品。例如,可调温可定时空调、全自动洗衣机、制冷制热饮水! J) T4 T2 a% F3 q- e7 m
机、按摩气床、电磁炉等。这些现代化的智能家居产品与传统的
5 [6 m8 Z+ s+ q1 k8 G8 [4 S, g相比,它们给用户提供了更加友好的操作界面.更加完善的功! ?6 n  v  H$ \8 _
5 V, d. p  v- [5 j能，更重要的是能够在用户不干预的情况下完成某些动作,给3 t. H- h! `' z! ~. W
) g6 s: d$ Q2 h: a用户带来方便舒适的感觉,提高生活质量,节省时间,因而市) Q5 r- U7 N8 P* Q2 X& s
场潜力巨大。, J9 `; h4 g3 s+ d) o
# F! ^9 j8 H- p# r: J控制器的核心STC12C5410AD单片机作为一-种增强型的4 D) j' p: A/ u. q, Z9 d4 ]; g
51单片机,它具有以下优点:速度更快,可达1个时钟/机器周, O* r$ q& ?2 ?9 B' O
期;工作频率更高，最高可达35MHz，相当于普通8051的" s! U! h, j" W* K% o1 r$ ]* N
. ]4 W6 A$ s) [# x6 N420MH2;ISP/AP功能,无需编程器/仿真器;功能更完善,片内! i- _$ @" |8 E
# A* h3 i# i( N3 \. E5 d  K集成度更高,提供10位ADC .PWMPCA/CCU SPI等功能模块;
( F/ I- Y5 @# f9 o$ z# X% t2 N3 p% c小体积.低成本、低功耗、抗干扰及保密性好。基于以上优点，; u8 Y: k  D- f! ~/ }  X. j8 t9 G
STC系列单片机在工业控制、智能家电及手持通信产品等领域( d9 U$ q! n; ]! `- W
6 m, _' f& V, o$ T0 ^3 A5 ~+ M得到了广泛的应用。
/ g) \  ^! C- \+ c1按摩气床的功能定义
按摩气床,即在普通床结构的基础上.根据用户需求,安装
) ]. ~! C( Q" D8 V一些体积.耐乐度合适的气囊,用户可以通过配套的手持控制! X; P$ c' q) y+ S. R  K0 v* l
) w8 J& d, b$ A+ n. \" e' j器来控制气囊充放气,以达到按摩的功能。用户在不需要按摩
. G9 x2 M: S" [9 u' Z的时候,可以通过控制器的精确控制功能,将气囊气压调整到
用户感觉最舒适的位置这时气床就跟普通床-样。另外,当用/ }; v9 D& A( P! d* U8 ~+ y9 w
2 F  b' b' N: q! {% m) g& F& D户因为疲劳而不愿意手动控制气囊动作的时候.还可以使用控- C5 p+ Z2 d9 D+ U
制器预设的多种工作模式,享受不同强度、不同频度和身体不% h1 Y+ H% ?6 ^' n$ G$ G6 w
" x' |) s0 t* X$ y5 [% G同部位的按摩功能。: R7 ?9 f1 U" ~# D6 l" \0 i
! k) c0 w8 H) n+ [2控制器硬件设计" A1 N. {% F5 l) {1 y
  ?( P$ C) g3 j% _该控制器由手持端和隐藏在床体内的执行端两个部分组( q: y  I# n3 r: t3 s' S7 u
! E: c8 A) ]& V
+ a) {! S$ k$ D2 D4 n" ]. N成,分别称为，上位机和下位机。上位机和下位机通过TTL电平6 T( q4 C8 g  d) t5 }5 d; d* `
. m( T! ~3 M$ x7 n  b2 }的串口进行通信,当波特率为2400bps时,有效通信距离可达6 i, E$ }; L& u: A( q; `, C. b
: k0 I8 O- S' ]& Q1 B2.5米。这里主要介绍负责检测气压及控制气阀气泵工作的下
位机电路的设计,下位机主要分为气压检测信号放大.气阀控
制、气泵控制、串行通信接口. 单片机六个功能模块,上位机主
% O! R6 K. r2 f/ j1 O要分为数码管显示电路、矩阵键盘接口电路和单片机电路3个0 O# Z7 |  f) Q3 v4 t9 |2 U
部分,其组成框图如图-1所示。- H& p+ a& d% _- y8 w7 B
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Racheler

用户在不需要按摩的时候,可以通过控制器的精确控制功能,将气囊气压调整到用户感觉最舒适的位置这时气床就跟普通床一样

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