基于单片机的智能垃圾桶方案设计.docVIP

毕业设计说明书 课题名称 基于单片机的智能垃圾桶方案设计 学生姓名 武涛 学生学号 201925000521 所属系部 机电工程系 专业班级 19电气2班 院内导师 莫程凯 院外导师 王浩伦 起止时间 2021.11—2021.12 湖南财经工业职业技术学院教务处制 目 录 TOC \o "1-2" \h \z \u 一、课题背景 1 （一）设计目的 1 （二）设计任务 1 （三）设计思路 1 二、总体设计 2 （一）硬件框架图 2 （二）软件框架图 2 三、硬件设计 2 （一）硬件的方案设计 2 （二）硬件元件清单 5 四、软件设计 5 （一）编程软件介绍 5 （二）程序流程设计 5 五、仿真测试与分析 8 （一）仿真平台介绍 8 （二）仿真测试 8 六、总结 11 （一）遇到的主要问题 11 （二）收获和体会 11 参考文献 12 附录 13 PAGE 2 PAGE 2 基于单片机的智能垃圾桶方案设计 一、课题背景 随着智能化时代的到来，各种智能化设备的出现，使得我们的生活变得更加便捷。与此同时，我们生活中所产生的生活垃圾也越来越多，导致我们的生活环境也变得越来越差，人们对垃圾桶的需求也越来越高，迫切要求垃圾桶具备更加智能的功能。 现在市面上贩卖的垃圾桶大部分需要手动打开，手动打开的方法带来的主要缺点是给人们带来了不方便卫生的生活体验。在公共场所里，垃圾桶虽然到处都是，但仍然有很多垃圾是因为人们不想手动打开垃圾桶而没有被扔进垃圾桶，这就造成垃圾遍地的现象，严重破坏了市容市貌。 （一）设计目的 这次设计的主要目的是让垃圾桶变得更加方便和更加卫生，解决以往的垃圾桶存在的卫生隐患问题，有效阻绝接触型传染性病的传播，由此设计出一款通过自动检测打开或关闭垃圾桶的系统。当人们的手靠近垃圾桶时，垃圾桶盖会自行打开，等丢完垃圾后，延迟一定的时间段后垃圾桶会自行关闭，我们不需要用手直接接触垃圾桶，在使用过程中我们也可以根据不同的情况切换垃圾桶的不同状态。 （二）设计任务 此次我们测试系统实现的功能有： 1.自动检测物体接近； 2.当物体接近时垃圾桶盖自动开启，延迟一段时间自动关闭； 3.垃圾桶装满提示，垃圾桶装满后，检测到物体也不会自动开启； 4.可以切换到手动控制模式，此模式下可以手动控制垃圾桶的开启与关闭。 （三）设计思路 此次设计主要是垃圾桶系统的设计，无需做实物，所以只需画出电路图，用Proteus8.6S来实现仿真效果，具体思路如下： 1.确认所需的软件和硬件； 2.写出系统整体设计流程； 3.使用Proteus8.6软件绘制电路图； 4.使用Keil软件编译程序； 5.将程序烧录进仿真中的单片机模块，运行仿真测试系统功能。 二、总体设计 （一）硬件框架图 本设计是基于单片机的智能垃圾桶方案设计，硬件框架是由单片机最小系统、红外对管模块、人体红外检测模块、独立按键模块、LED指示灯、步进电机等部分组成。设计通过软件实现仿真效果的整体方案。整体框架图如图1所示。 图1 系统框架图 （二）软件框架图 软件框架图包括按键程序、开关程序、指示程序、电机程序等。按键控制垃圾桶切换模式和模拟手动开关，开关用于模拟和检测，最后通过灯的指示表示垃圾桶当前的状态，控制电机的运行等。软件框架图如图2所示。 软件框架 软件框架 电机程序指示程序开关程序按键程序 电机程序 指示程序 开关程序 按键程序 图2 软件框架图 三、硬件设计 （一）硬件的方案设计 1.主控制器设计 为了满足这次设计的要求，主控制器选用的是STC89C52单片机，STC89C52单片机内有8K的Flash、2K的EEPROM。是一种增强版的51单片机，在设计上也比较简单，其汇编指令和引脚与传统的51系列单片机完全兼容，51系列的单片机资料和资源也相当丰富，是嵌入式低端产品控制的主要选择，它具有价格低廉、耗电低、高性能的优点。 设计以STC89C52单片机为主要的控制器，将程序烧录进单片机，用来驱动仿真电路和垃圾桶系统的运行。STC89C52单片机如图3所示。 图3 STC89C52单片机 2.检测垃圾桶满设计 检测垃圾桶装满选择的是红外对管模块，障碍物（垃圾）会被红外发射管进行检测，红外发射管接触到障碍物