摘　　要

众所周知51系列的微控制器在日常生活中随处可见。而本作品是使用51微操控器为主来制作的智能足浴器。此设计使通过用单片机控制的足浴器拥有智能化的性能在不久的将来成为一种可能。这将给全世界的人类带去新的福音，给人们的生活提供更多的方便。本设计还将引入温度传感器的技术，并通过此技术给本设计在科技上带去新的创造与突破。在硬件设计的选择上，经过反复的比较，并且考虑到了材料的实用性和节约性之后，设计出了电源电路、显示器、键盘接口电路、温度检测电路、报警电路等几个模块，在整体上形成了完整的构架。在本文中也着重介绍了在主芯片设计中的性能和特征，包括本设计所具有的一些特殊的功能与所取得的新的科技突破。在软件设计的方面，用C语言编程，本设计将严格按照程序行驶功能，且有着易操作、上手快的特点。

本设计能够轻松的实现足浴的智能操作。软件调控可实现对水温的实时控制，精确的智能检测能够很好的实现水温的调控，以满足不同受众的需求，高效且精确的加热系统让人们享受到了更优质的服务待遇

前　　言

如今，51系列单片微控制器的系统早已进入到我们日常中的各个方面，在各行业的成长中也体现出了他的作用。正因它实用性和经济性，使其在各国的生产中被广泛使用，在国内无论从大型工业行业的机械制造到微小企业所生产的各类电子产品中都有采用到51单片机。使用它所付出的低廉的成本，给各企业带去了丰厚的利益回报，正以为它自身设计简单，但在许多的产品中又体现着核心控制的作用，是不可或缺的组成部分。因此能猜想到51系列的微控制器在将来会拥有这更大的市场空间和发展潜力。红外遥控是一种先进的遥控手段，它不仅生态环保，而且不会对周围的电器设备形成信号干扰;电路本身稳定且对其调试方便，并且只要电路正确连通既能工作。此外红外线遥控装置有着多种特性，如易携带，低消耗，无污染，所以各生产商在生产各类小电子设备中都采用了红外遥控器的设计。而编解释编码的仪器的使用将对本装置进行多频道遥控。本设计也重视对对温度智能化控制能否实现进行系统性的分析，排除不必要隐患风险，以确保使用安全。实现对温度传感器的更安全的使用。在硬件选择上，反复比较、择优选取。使用了一系列性价比高的硬件材料，整个设计主要由单片机控制导电回路，蜂鸣器报警导电回路，按键导电回路，数字温度控制器测量温度的导电回路，液体晶态仪器展示导电回路，导电回路被继电器驱动，红外线接收导电回路构成，以及其中的电能供给源导电回路、键入端口导电回路、温度检测导电回路、报告预警导电回路构成。每个电路的设计都做了反复的检测与改进。软件选择上，主要是有液体晶态展示的子连环途径、测量温度的子程序等必须被规定的连环途径构成。根据水温和智能控制功能，能实现检测水温并显示，智能控制功能。  这款足浴器可以根据温度感应来合理的控制泡脚的温度，温度可设置上下限值，同时它还具有定时的功能，能根据需要定时加热。红外遥控和手动按键双输入设置参数，更加方便快捷实用。

本文从实际出发，严格以设计产品的使用功能与效果为依据，在对本设计的使用说明之外，还将着重介绍本设计的特性与取得的突破。

第1章　课题研究背景与价值

第1.1节　选题的意义与价值

从理论意义上来说，那是一件很普遍的事情去用51微控制器来实现智能系统的具体操作。有的或许会用PIC16C72为控制芯片做成的足浴器，虽然它的功能很强大，但是有很多不足的地方，比如说没有专门的PUSH(入栈)和POP(出栈)指令。从这方面来说51单片机具有结构简单、精确度高、身形很小、操作起来方便且价格实惠这些优点，并配以边缘的导电回路像恢复原始电位的导电回路、键入的按钮、像钟一样准确的导电回路、展示装置的这些足浴器体系^[1]。所以用51单片机来实现红外智能足浴器无可厚非。

从现实意义上来说，足浴器现如今在市场上风靡的情况很好的说明了人们对足浴器大的需求。特别是在2012年初到2013年末的时间里，足浴器市场的快速发展和规模的迅速扩大也是显而易见的。每一年就会有很大的增加量，在如此大好的背景下，使用51微处理器的足浴器体系设计也是大势所趋。

选这个题目的原因就在于现在社会人们追求在繁忙的工作之余的一丝舒适，和一丝便利。该设计就能满足这种需求。挑选STC89C51单片机作为控制芯片，以实现智能化足浴，同时具有安全功能的等等优势，都能使人们可以放心享受洗脚，这样的足浴设计体系在对帮助促进人们的身体血液循环的同时，它本身拥有的机能也能达到人们快速生活节拍的需要。

第1.2节　国内外现状

生活中能用到的新时代技能在国内外的日益成长，现场的手控，远距离里的控制和免电线通信技巧在人们日常生活中变得尤为重要，特别是在模拟锁相环集成电路和传感器技术下的巨大进步大大加快这一进程。没有电线的产品目前在各个范围内都是非常受欢迎的物品，但主要还是有一些限制如：复杂的电路，计算是困难的，大多数是采用模拟电路。不仅使其抗干扰能力差，精度低，也加剧了电路调试和维护难度。因此越来越多的远程控制系统和数据通信系统被引入到不可见的红外光作为用于通信的传输介质，形成无线红外遥控系统^[2]。

从最近搜集到的数据中我们可以知道，足浴器市场一片大好。特别是近几年市场上假冒伪劣的产品太多，导致人们对高质量的产品更加青睐。再加上目前中国人口老龄化的的基本国情，足浴器的市场的扩张也是必然结果。

第1.3节　研究设想和实验设计

51微控制器有较低的消耗功率，8位互补金属氧化物的半导体MCU也具有很高的机能，四千字节到片上系统编写程序的闪光只能读取数据之后保存数据的仪器，其拥有很多特点，例如紧凑度高，不容易丢失储存数据的技术，还可以与51系列的命令体系互相融合。与此同时它的传统的方法工作起来的效率也很强大，像它可以使用闪动保存程序的仪器和网上在线的程序用在编写单片机程序上，这样的方法可以无论在哪种操控范畴内都可适用。在此基础上，我用STC89C51作为智能电动足浴设备的控制芯片，要想完成灵敏实时的控制这些要求，可以选择电路源、MCU微控制、网络服务在线编写程序的接入端口，键入数据的仪器那一板块，数字编码二级管和用来显示光的板块，检查测量水的温度，水的高低，报告预警流出数据的模式板块。

第1.4节　实验设计

具体实验设计：

51微控制器不仅要求用五伏的电力能源，也要求使用稳定电压的电力能源的技术，并让键入的按钮、用来展示数据的设备实现最微小系统的一小块。单片机型号供电选择的是12兆赫兹的晶振和220 伏的电力能源，经桥式的整合电流之后再送给滤除杂质的路导电回路，再经稳压芯片CW7805输出+5V电压。我们要求电力能源的制作独立的进行原因是微控制器很容易收到外面变化因素的影响。硬件部分是由单片机组成的一个30μF的陶瓷电容器的平衡振荡电路^[3]。因为做硬件是通用的，用电和复位按钮复位电路设计，独立式按键由P1端口扫描查询，执行组分别有加法，减法，确定功能。系统还有红外遥控的功能，可以通过红外遥控器远距离控制热水器的工作，提高了系统的安全性。

整个体系工作分为几步，第一步就是检查测领每一个功能键是否能正常工作。第二检测加减键，可调节温度的范围，也可以对红外遥控进行操作，遥控上的按钮和主板上的按钮作用一样。按下按钮，接着开始操作程序，之后由DS18B20观察水的温度变化，一旦你观察到温度比你原先设置的温度低时，就开始提升温度；试验温度比预设的温度高时，停止加热。并可以设置加热时间，设定时间0-999分钟，定时时间到达自动断电。

• 　51单片机的概况

第2.1节　产生与定义

在世界日新月异的时代，为了满足大众的需求，51单片机被制作出来，其能实现Intel 8031系统的所有指令。其在8031单片机的基础上研发出了新的功能，在激烈的科技竞争中不断地完善系统，最终应用于单片机上的技术取得了巨大的突破，其代表作品是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测量与控制系统。很多公司都有兼容模式的51系列，在很长一段内会占据很大的市场。世界各大企业纷纷研发并推广了众多型号的51系列的兼容机型，在未来的市场中将具有极大的生存空间和发展潜力。51单片机简单易行是入门的必须，但需要注意的是52系列的单片机一般不具备独自编写程序的能力。

第2.2节　基本结构及种类

2.2.1微控制器和80系列的内部布局相近，它主要包括几个部分：

（1）中央处理器

微控制器的中央处理器是其重点部件，能够进行直接操作和通过直接操作来控制，包含两个板块，有运算器和控制器。

（2）运算器

通过运算器来完成对系统指定的算术、运算加减。内部主要含有ACC、算法合理单位和暂存器等单元结构。

ALU作为一个全部使用加法的仪器是完成导电回路计算的重要部件，能计算逻辑简单的算法运算。通过操作可以实现加、减的简单运算；也可以实现“与”、“或”、“异或”、左移位、右移位等操作，以及位操作中的位置操作以及位置的恢复电位操作等。

暂时存储1号仪器、暂时储存2号仪器可以参加临时储存数据的算术。ALU的输出是两个：一种是积累加法仪器，另一种是PSW，前者通过计算得到的结果会经内部总线返回到积累加法仪器中，后者是用来存储运行状态和运行结果。