摘要： 本文利用單片機設計了蒸汽浴房的軟硬件控制系統(tǒng)，實現了對高級蒸汽浴房的智能化控制。
關鍵詞：單片機，蒸汽浴房，智能控制
1 引言
隨著社會的發(fā)展，生產力的提高，人們的生活水平得到了極大的改善。同時，人們對自己的生活設施及用品的要求也越來越高，衛(wèi)生間中的潔具就是很明顯的例子。浴缸由原來的單一功能發(fā)展成為可以沖浪和按摩的浴缸，現在又出現了可以桑拿、按摩和淋浴的蒸汽浴房。潔具用品以外型更美觀，使用更舒適為目的，正在由功能單一向功能齊全，由手工操做向自動控制、智能控制的方向發(fā)展。單片機以其體積小、價格低、功能強等優(yōu)點而廣泛應用于各種智能化控制。本文利用單片機對高級蒸汽浴房進行智能化控制，使得浴房具有以下功能：
⑴ 多種照明方式；
⑵ 排氣功能；
⑶ 顯示時間、日期；
⑷ 檢測環(huán)境溫度并設定溫度
⑸ 預測人的身體狀況、情緒、智力及體型；
⑹ 上電提示；
⑺ 記錄個人資料如朋友的生日、紀念日等并按時提示；
⑻ 中英文兩種顯示。
⑼ 蒸汽控制
⑽ 側噴、頂噴、背噴；
⑾ 設定時間
2.控制系統(tǒng)設計
根據高級智能蒸汽浴房的基本功能要求，綜合目前市場流行的各種類型的單片機，從多方面考慮選定了TOSHIBA公司的87PH46N 單片機為核心組成高級智能蒸汽浴房的控制系統(tǒng)。
2.1 TOSHIBA公司的87PH46N單片機簡介
87PH46N是TOSHIBA公司OTP型的8位CPU，片內有ROM16K字節(jié)，RAM512字節(jié)，14個可獨立使用也可嵌套使用的中斷源，其中，6個外部中斷源，8個內部中斷源，35個I/O口，兩個16位計數器/定時器，兩個8位計數器/定時器，1個I2CBUS串行接口，1個分頻輸出口DVO(1KHZ-8KHZ)，本身帶有WATCHDOG功能和A/D轉換功能，每組8個(W、A、B、C、D、E、H、L)的通用寄存器共有16組，可以通過轉換組別保護現場，雙時鐘操作，可工作于單時鐘、雙時鐘方式，具有休眠、等待、慢時鐘等節(jié)電方式，可以直接驅動LCD。
2.2 硬件設計
硬件系統(tǒng)由輸入線路、輸出線路和存儲器三部分組成。
1. 輸入線路：根據人們的使用習慣，結合高級智能蒸汽房的基本功能，設置了19個按鍵的鍵盤(Fan、Spot、Light、Settime、Setup、Databank、Bio、Weight、Name、Temper、Accept、Clear、Home、◤、◥、Steam、Backspray、Sidespray、Topspray)和溫度、濕度傳感器。
按鍵說明：
1) Fan：啟動排風機排送蒸氣。
2) Spot和Light鍵：分別控制兩種照明裝置燈泡和熒光燈。
3) Temper鍵：顯示環(huán)境溫度并設定溫度。
4) Setup鍵：轉換中英文顯示。
5) Steam鍵：啟動或關閉蒸汽。
6) Backspray鍵：啟動或關閉背噴。
7) Sidespray鍵：啟動或關閉側噴。
8) Topspray鍵：啟動或關閉頂噴。
9) Settime鍵：梳裝臺上電后顯示時間、日期，Settime鍵調整時間、日期， 此時◤、◥鍵表示數字調大和調小，Enter是調整某一數字后的確認鍵，Accept鍵是調整完某一項后(日期或時間)的確認鍵，Home表示回主屏。如：
注：⒈調整時如沒有按Home鍵返回，經過一段時間后，自動返回。
⒉Home鍵的中斷級別最高，任何時候按Home鍵均可返回主屏狀態(tài)。
10) Name、Bio、Weight鍵：這些鍵用來預測人的身體狀況、情緒、智力和體重。按Name鍵后，按Setup鍵輸入姓名(◤鍵依次輸入Z、Y…A，◥鍵依次輸入A、B…Z，完畢后按Enter鍵確認)，按Accept鍵表示姓名輸入完畢，開始輸入出生年、月、日，再輸入標準體重，然后按Bio鍵顯示人的身體狀況、情緒、智力(以數字顯示)，按Weight鍵輸入今天的體重，顯示今天偏重多少或者偏瘦多少(以數字顯示)。
11) Databank鍵：按Name和Setup鍵輸入姓名后，按Databank鍵可以輸入生日、紀念日、交費日、聚會日、合同期等日期，并按時提示。
2 輸出線路：122×32的點陣液晶顯示器和2003驅動線路（輸出大電流控制繼電器，實現照明和排風控制功能）。
3 存儲器：選用24C16串行E2PROM，存儲用戶資料。
控制系統(tǒng)原理框圖如圖1。
圖1控制系統(tǒng)原理框圖
3. 控制軟件系統(tǒng)設計
程序分為五部分：初始化、自檢、鍵盤掃描、按鍵處理和中斷程序，CPU初始化和自檢后，主程序中執(zhí)行鍵盤掃描和按鍵處理程序，顯示程序利用中斷來完成。
3.1 開機自檢系統(tǒng)
蒸汽浴房的環(huán)境潮濕，容易使系統(tǒng)發(fā)生故障。為了保證系統(tǒng)的正常運行，開機后首先執(zhí)行一個系統(tǒng)自檢程序，即給CPU一些模擬輸入信號，根據這些輸入信號，CPU分別檢測各個硬件設施，如無錯，系統(tǒng)正常工作；如有錯誤，顯示錯誤信息，給出錯誤編碼，蜂鳴器報警。
3.2 模塊化的鍵盤處理和顯示程序
單片機應用系統(tǒng)的設計中，匯編語言程序的設計是系統(tǒng)軟件開發(fā)的關鍵。本系統(tǒng)的鍵盤掃描和顯示程序沒有采用傳統(tǒng)查表的方法，而是把它們進行了模塊化的處理。按下不同的鍵后，執(zhí)行不同的鍵盤掃描程序和顯示程序。根據優(yōu)先級別，在不同情況下， CPU對各按鍵的響應和顯示不同，如按下Settime鍵，在回主屏之前，CPU不再對Name鍵響應，而按下Name鍵后，CPU也不再對Settime鍵響應，同樣它們的顯示也不同。所以采用模塊化的鍵盤和顯示程序，只需設置按鍵按下的一個標志位，CPU根據標志位執(zhí)行不同的程序。這樣避免了編寫龐大的鍵盤判斷程序，減少了邏輯錯誤的發(fā)生。
3.3啟發(fā)式的搜索方法
在編寫記錄個人資料(如：生日、紀念日等)并按時提示的程序段時，采用了人工智能中的啟發(fā)式搜索方法和深度優(yōu)先的算法，把當天的日期作為起始節(jié)點，把從E2PROM調入RAM中的數據作為展開節(jié)點，進行深度限制為4的搜索，當無事情需提示時，算法又轉化為深度優(yōu)先，以保證搜索整個空間。
4 結 語
本文利用單片機設計了蒸汽浴房的軟、硬件控制系統(tǒng)，在鍵盤和顯示程序中采用了模塊化設計，并采用了啟發(fā)式搜索方法和深度優(yōu)先的算法，實現了對高級蒸汽浴房的智能化控制。隨著人們生活水平的提高，單片機，特別是功能齊全的單片機(如內部包含WATCHDOG、A/D轉換等功能的單片機)必然會得到越來越廣泛的應用。
參 考 文 獻
⒈ 謝宋和，甘勇，單片機模糊控制系統(tǒng)設計與應用實例，電子工業(yè)出版社，1999,7。
⒉ TLCS-870系列微控制器硬件結構和指令系統(tǒng)， 東芝技術（上海）發(fā)展有限公司， 1999,1
⒊ 東芝單片機應用指南，復旦大學計算機科學系微機實驗室， 復旦大學出版社，
1996,10
⒋ 王樹勛，王朝玉，張新發(fā)，MCS-51單片微型計算機原理與開發(fā)，機械工業(yè)出版社， 1990,9
⒌ ATMEL產品手冊，ATMEL技術發(fā)展有限公司
⒍ 李仁厚，智能控制理論和方法，西安電子科技大學出版社，1999
⒎ Nirwan Ansari Edwin Hou著，李軍，邊肇祺譯，用于最優(yōu)化的計算智能，清華大學出版社，1999,12
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