代云龍，趙淑平，付淵

（重慶電子工程職業(yè)學(xué)院電子與物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院，重慶，401331）

0 緒論

我國作為人口大國，這些年來，人們的物質(zhì)生活過得越來越好，文化程度也在提高，對美好生活的需求也是越來越高。但是通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可以看到，我國有將近一半的人患有腳氣，其中有80%是成年人患有腳氣。究其原因無非是腳容易出汗鞋子吸收了這些汗液，同時給真菌細(xì)菌提供了生長的環(huán)境，烘鞋器是市場上用于烘干鞋子的電子產(chǎn)品，使用烘鞋器成了解決腳氣的最好方法之一，其工作方式就是通過快速烘干鞋體，為鞋體制造一個干燥的環(huán)境，這樣可以在下次穿鞋的之前殺滅細(xì)菌，從根源上解決腳氣問題，同時烘鞋器不止可以用于以上這些，還可以用于洗好的鞋子的快速烘干，做到當(dāng)晚洗鞋第二天穿鞋的功能，冬天還可以快速加熱鞋體，從此出門不在擔(dān)心冷腳出門。市場上烘鞋器產(chǎn)品眾多，但功能基本都是烘干功能。目前市場上對于簡易烘鞋器的改進(jìn)主要是從添加溫濕度傳感器來實現(xiàn)烘鞋器的性能，時間控制方面還有待改進(jìn)，作者結(jié)合所學(xué)的單片機(jī)技術(shù)，采用STC89C52單片機(jī)芯片作為控制單元，實現(xiàn)對功能模塊的快速烘干控制和定時功能，該方案具有電路簡潔明了、控制簡單、開發(fā)、成本低和上手簡單等優(yōu)點。

1 總體設(shè)計方案及論證

系統(tǒng)總體的設(shè)計方框圖如圖1所示，整個系統(tǒng)由主控制模塊、控制按鍵模塊、快速加熱模塊、顯示模塊組成。主控制模塊用于對系統(tǒng)進(jìn)行整體控制，控制運行模式和運行時間，控制按鍵模塊主要是方便使用者從外界輸入控制信號對時間和模式進(jìn)行調(diào)整，快速加熱模塊是指風(fēng)扇和加熱片兩個功能組件，顯示模塊由兩位共陽數(shù)碼管組成。通過按鍵可以實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的烘干時間進(jìn)行調(diào)節(jié)或者模式的切換，實現(xiàn)時長設(shè)定模式，定時運行模式，不限時運行模式的切換。

圖1 系統(tǒng)方框圖

2 硬件實現(xiàn)及單元電路設(shè)計

■2.1 主控制模塊

主控制模塊采用STC89C52單片機(jī)芯片，單片機(jī)的運行都需要用到最小電路系統(tǒng)，包括復(fù)位電路，振蕩電路，電源系統(tǒng)，如圖2所示。復(fù)位電路是由10μF的電解電容和10k的電阻組成，振蕩電路由12MHz晶振和兩個30pF的瓷片電容組成，電源采用直流5V供電。其中單片機(jī)的P0口接了10k排阻RP1，作為上拉電阻，為的是將來連接顯示模塊。

圖2 主控制模塊

■2.2 控制按鍵模塊

控制按鍵模塊采用了2個單點觸控按鍵作為整個系統(tǒng)的外部輸入控制按鍵，通過按鍵可實現(xiàn)模式的切換和調(diào)整定時時間長短的功能，如圖3所示。具體實現(xiàn)過程參見下面的軟件描述部分。

圖3 控制按鍵

■2.3 快速加熱模塊

這里采用了單片機(jī)管腳直接驅(qū)動風(fēng)扇和加熱片，出于方便模擬的考慮因素，加熱片和風(fēng)扇都選取了和單片機(jī)運行電壓相同的供電電壓，為此加熱片功率會比較低，正常應(yīng)采取晶閘管或者繼電器等方式控制加熱片和風(fēng)扇的工作，這里產(chǎn)品就用于模擬功能的實現(xiàn)。電路圖用接口表示外接，如圖4所示。

圖4 快速加熱模塊

■2.4 顯示模塊

顯示模塊采用的是2位共陽數(shù)碼管，用單片機(jī)的P2口的兩個引腳實現(xiàn)位選，用P0口實現(xiàn)段選，如圖5所示。

圖5 顯示模塊

3 軟件設(shè)計

軟件設(shè)計主流程圖如圖6所示，打開電源后，系統(tǒng)會進(jìn)行初始化，然后按照程序流程進(jìn)行判斷，模式0為初始狀態(tài)，該模式/狀態(tài)下可以通過S2按鍵調(diào)節(jié)定時長短，按下S1進(jìn)入模式1；模式1為定時運行狀態(tài)，數(shù)碼管會顯示模式0，會根據(jù)在初始模式時設(shè)置的定時長短，進(jìn)行限時運行，設(shè)置好的定時函數(shù)開始倒計時，當(dāng)定時歸零后，模式將切換回模式0；如果在模式1運行過程中按下S1就會切換到模式2，模式2為不限時運行模式，該模式下數(shù)碼管會顯示“—”，并且讓風(fēng)扇和加熱片一直工作下去，如果沒有按下S1就會一直運行下去，按下S1課切換回模式0。

圖6 主流程圖

其中，定時功能設(shè)計采用了單片機(jī)時鐘硬件中斷的方式。時鐘晶振我們采用了12MHz的石英晶體振蕩管，作為其外部時鐘電路。在主程序最開始初始化定時程序，并且設(shè)定定時器的工作模式，打開全局中斷開關(guān)等相關(guān)參數(shù)設(shè)置，然后就可以在程序中調(diào)用這個定時中斷作為系統(tǒng)運行的定時標(biāo)準(zhǔn)。

4 系統(tǒng)仿真與測試

用 Proteus 軟件畫出電路圖，加載編譯后的可執(zhí)行文件，實現(xiàn)系統(tǒng)仿真，如圖7所示，成功實現(xiàn)了定時時長調(diào)節(jié)功能，定時運行功能，和不限時運行功能。能在三個模式之間正常進(jìn)行切換和運行。

圖7 仿真圖

根據(jù)硬件電路圖，進(jìn)行選材，將得到的材料進(jìn)行分類檢測好壞，然后焊接電路，完成了成品制作，如圖8所示。經(jīng)過測試電路無誤后拷入編譯好的文件到芯片之中，經(jīng)過幾次調(diào)試后，實現(xiàn)了以上功能。

圖8 實物圖

5 總結(jié)

本設(shè)計采用STC89C52單片機(jī)最小系統(tǒng)作為本設(shè)計的控制單元，在功能上實現(xiàn)了三個模式的切換和控制，并且簡化了操作方式，只使用了兩個按鍵進(jìn)行系統(tǒng)的控制。利用外部中斷的方式實現(xiàn)了定時的功能，實現(xiàn)對普通烘鞋器的進(jìn)一步功能完善，基本上實現(xiàn)了對快速加熱、定時功能的控制。通過定時功能的運用使得本設(shè)計實現(xiàn)了市場上普通烘鞋器的升級和智能化，定時工作完成后可以自動關(guān)閉。該設(shè)計成本低，制作和調(diào)試都很容易，能夠較大提高傳統(tǒng)烘鞋器的效率，解決在定時運行上面的不足和短板。