代云龙，赵淑平，付渊
（重庆电子工程职业学院电子与物联网学院，重庆，401331）
0 绪论
我国作为人口大国，这些年来，人们的物质生活过得越来越好，文化程度也在提高，对美好生活的需求也是越来越高。但是通过网络数据可以看到，我国有将近一半的人患有脚气，其中有80%是成年人患有脚气。究其原因无非是脚容易出汗鞋子吸收了这些汗液，同时给真菌细菌提供了生长的环境，烘鞋器是市场上用于烘干鞋子的电子产品，使用烘鞋器成了解决脚气的最好方法之一，其工作方式就是通过快速烘干鞋体，为鞋体制造一个干燥的环境，这样可以在下次穿鞋的之前杀灭细菌，从根源上解决脚气问题，同时烘鞋器不止可以用于以上这些，还可以用于洗好的鞋子的快速烘干，做到当晚洗鞋第二天穿鞋的功能，冬天还可以快速加热鞋体，从此出门不在担心冷脚出门。市场上烘鞋器产品众多，但功能基本都是烘干功能。目前市场上对于简易烘鞋器的改进主要是从添加温湿度传感器来实现烘鞋器的性能，时间控制方面还有待改进，作者结合所学的单片机技术，采用STC89C52 单片机芯片作为控制单元，实现对功能模块的快速烘干控制和定时功能，该方案具有电路简洁明了、控制简单、开发、成本低和上手简单等优点。
1 总体设计方案及论证
系统总体的设计方框图如图1 所示，整个系统由主控制模块、控制按键模块、快速加热模块、显示模块组成。主控制模块用于对系统进行整体控制，控制运行模式和运行时间，控制按键模块主要是方便使用者从外界输入控制信号对时间和模式进行调整，快速加热模块是指风扇和加热片两个功能组件，显示模块由两位共阳数码管组成。通过按键可以实现对系统运行的烘干时间进行调节或者模式的切换，实现时长设定模式，定时运行模式，不限时运行模式的切换。
图1 系统方框图
2 硬件实现及单元电路设计
■2.1 主控制模块
主控制模块采用STC89C52 单片机芯片，单片机的运行都需要用到最小电路系统，包括复位电路，振荡电路，电源系统，如图2 所示。复位电路是由10μF 的电解电容和10k 的电阻组成，振荡电路由12MHz 晶振和两个30pF 的瓷片电容组成，电源采用直流5V 供电。其中单片机的P0口接了10k 排阻RP1，作为上拉电阻，为的是将来连接显示模块。
图2 主控制模块
■2.2 控制按键模块
控制按键模块采用了2 个单点触控按键作为整个系统的外部输入控制按键，通过按键可实现模式的切换和调整定时时间长短的功能，如图3 所示。具体实现过程参见下面的软件描述部分。
图3 控制按键
■2.3 快速加热模块
这里采用了单片机管脚直接驱动风扇和加热片，出于方便模拟的考虑因素，加热片和风扇都选取了和单片机运行电压相同的供电电压，为此加热片功率会比较低，正常应采取晶闸管或者继电器等方式控制加热片和风扇的工作，这里产品就用于模拟功能的实现。电路图用接口表示外接，如图4所示。
图4 快速加热模块
■2.4 显示模块
显示模块采用的是2 位共阳数码管，用单片机的P2 口的两个引脚实现位选，用P0 口实现段选，如图5 所示。
图5 显示模块
3 软件设计
软件设计主流程图如图6 所示，打开电源后，系统会进行初始化，然后按照程序流程进行判断，模式0 为初始状态，该模式/状态下可以通过S2 按键调节定时长短，按下S1 进入模式1；模式1 为定时运行状态，数码管会显示模式0，会根据在初始模式时设置的定时长短，进行限时运行，设置好的定时函数开始倒计时，当定时归零后，模式将切换回模式0；如果在模式1 运行过程中按下S1 就会切换到模式2，模式2 为不限时运行模式，该模式下数码管会显示“—”，并且让风扇和加热片一直工作下去，如果没有按下S1 就会一直运行下去，按下S1 课切换回模式0。
图6 主流程图
其中，定时功能设计采用了单片机时钟硬件中断的方式。时钟晶振我们采用了12MHz 的石英晶体振荡管，作为其外部时钟电路。在主程序最开始初始化定时程序，并且设定定时器的工作模式，打开全局中断开关等相关参数设置，然后就可以在程序中调用这个定时中断作为系统运行的定时标准。
4 系统仿真与测试
用 Proteus 软件画出电路图，加载编译后的可执行文件，实现系统仿真，如图7 所示，成功实现了定时时长调节功能，定时运行功能，和不限时运行功能。能在三个模式之间正常进行切换和运行。
图7 仿真图
根据硬件电路图，进行选材，将得到的材料进行分类检测好坏，然后焊接电路，完成了成品制作，如图8 所示。经过测试电路无误后拷入编译好的文件到芯片之中，经过几次调试后，实现了以上功能。
图8 实物图
5 总结
本设计采用STC89C52 单片机最小系统作为本设计的控制单元，在功能上实现了三个模式的切换和控制，并且简化了操作方式，只使用了两个按键进行系统的控制。利用外部中断的方式实现了定时的功能，实现对普通烘鞋器的进一步功能完善，基本上实现了对快速加热、定时功能的控制。通过定时功能的运用使得本设计实现了市场上普通烘鞋器的升级和智能化，定时工作完成后可以自动关闭。该设计成本低，制作和调试都很容易，能够较大提高传统烘鞋器的效率，解决在定时运行上面的不足和短板。
