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1、论文题目：基于51单片机的智能垃圾桶摘 要：本设计论文设计开发了一种新型智能垃圾桶电路，其主要特点是STC89C52单片机作为实现自动传感器垃圾桶系统功能的核心，本文分别探究每个模块，并全面分析和演示各种方案。详细描述硬件电路的设计过程并详细描述该实施例中的用于人体和舵机的传感器模块的操作原理和功能，此外介绍了51单片机的软写过程：编写流程图的方法，Keil开发环境的介绍，以及下载软件的操作方法。最后介绍了调试步骤中的基本电子电路故障处理步骤和注意事项，并操作演示其功能。关键词：51单片机；语音模块；舵机；智能垃圾桶TITLE：51 microcontroller-based intellig
2、ent trashAbstract: This design paper designs and develops a new type of intelligent trash can circuit, its main feature is STC89C52 single-chip microcomputer as the core, to achieve the function of automatic induction trash can system. In this paper, each module is explored, and a comprehensive anal
3、ysis of the various programs. The design process of hardware circuit is described in detail, and the working principle and function of the sensor module of human body and steering gear in this embodiment are described in detail. In addition, the software writing process of 51 MCU is also introduced,
4、 including the writing method of flow chart, the introduction of Keil development environment and the operation method of software downloading. At last, it introduces the basic handling steps of electronic circuit fault and matters needing attention in debugging steps, and explains its functions.Key
5、words：51 microcontroller; Voice module; driver; Smart Trash目 录一、绪论51.1研究的目的及意义51.2国内外研究的现状51.3研究的主要内容5二、系统总体设计方案72.1设计思路72.2方案论证82.2.1主控芯片82.2.2人体检测模块92.2.3红外距离检测模块102.2.4电源模块10三、硬件设计113.1主控模块113.1.1主控芯片STC89C52简介113.1.2晶振电路153.1.3复位电路163.1.4总控制电路设计173.2人体检测模块设计193.3倒垃圾提醒模块设计203.4 按键模块设计203.5舵机驱动模块设
6、计213.6输出显示模块设计223.7语音模块设计233.8电源模块设计243.9整体电路设计24四、软件系统的设计14.1程序流程设计14.1.1 舵机子程序设计14.1.2 垃圾满检测子程序设计24.2 主程序流程图3五、仿真测试及结果45.1 软件调试45.2 硬件调试65.3 测试结果及分析7结束语8参考文献9致谢10一、绪论1.1研究的目的及意义对于 “智能垃圾桶”，我认为每个人都应当很熟悉。 在商场、办公场所或家中，废物的储存和处理往往是一个使我们头痛的麻烦，打开的容器的盖子给人的印象是气味不能停留，带盖的容器又是不切实际的。基于这个契机，研究并设计出了智能垃圾桶，当人们手头有垃圾
7、想丢进垃圾桶时，不用接触桶身，垃圾桶便能自动打开，让人们的生活更轻松，又保持环境清洁。1.2国内外研究的现状根据调查，我国与国外发达国家还存在一定的差距大多数地方使用的垃圾桶是开放式的，以下问题主要发生在垃圾桶中：1、垃圾桶周围浓烈的异味是由于其糟糕的封闭效果导致的。此外，细菌和寄生虫很容易繁殖，这对大众的健康非常不利，城市形象也因此大受损失。2、目前垃圾桶的桶盖普遍都比较污浊但又必须让人们用手打开盖子，这样增加患病的风险并严重影响了人们的身体健康。通过多次研究和广泛的调查，以上问题有了合理的解决，我们研发设计了一种能够识别人体和自动启闭的功能。通过传感器自动识别是否有人靠近进而基于此控制垃圾
8、桶盖是否开启，有效地防止气味的扩散和细菌的繁殖和传播。一旦垃圾桶自动打开，垃圾被人们扔进垃圾桶，当感应人走远时，垃圾桶盖实行关闭功能，这样便避免人们直接接近垃圾，在提供了人性化的设计的同时方便人们的生活。此外当感应到垃圾慢慢累积到填满时，垃圾桶的提示音就会自动播报，通知工作人员处理垃圾。1.3研究的主要内容本文设计了一种基于单片机的智能垃圾桶。系统必须具有如下基础功能：1、基于单片机的智能化垃圾箱，如果一个人靠近垃圾箱并保持驻足时间大于1秒。垃圾箱桶盖驱动电路工作，垃圾桶盖在舵机的带动下自动打开，语音模块发出对应的提示音；2、垃圾处理完，人们离开后，垃圾桶盖可以自动延迟一会儿再实现自动关闭。3
9、、垃圾装满后传感器将检测到的信号传递到单片机，单片机进行处理后驱动语音模块发出提示音，提醒人们及时清运垃圾；4、本文设计的智能垃圾桶具有两种不同的工作模式，分别为自动模式和手动模式，可通过变换开关进行两种工作模式的切换。5、使用电源适配器接通电源给电路供电。系统主要由舵机驱动电路和电源电路、红外距离传感器、人体传感器模块构成。系统软件的编写既是核心也是需突破的难题：整个系统程序具有模块化结构，程序更具有可读性。开发环境为时下相对流行的调试系统软件keil，C语言作为开发语言。二、系统总体设计方案2.1设计思路垃圾桶传感器模块若检测有人驻足超过1s则垃圾箱桶盖驱动电路工作，垃圾桶盖在舵机的带动下
10、自动打开，语音模块发出对应的提示音；垃圾处理完，人们离开后，垃圾桶盖可以自动延迟一会儿再实现自动关闭。垃圾装满后传感器将检测到的信号传递到单片机，单片机进行处理后驱动语音模块发出提示音，提醒人们及时清运垃圾；本文设计的智能垃圾桶具有两种不同的工作模式，分别为自动模式和手动模式，可通过变换开关进行两种工作模式的切换。使用电源适配器接通电源给电路供电。系统主要由舵机驱动电路和电源电路、红外距离传感器、人体传感器模块构成。系统原理图如图2-1所示。舵机驱动电路复位电路键盘电路时钟电路指示电路图2-1系统框图2.2方案论证2.2.1主控芯片主控芯片相当于产品的控制中心，因此也是本系统的核心所在，要选择
11、一款好的主控芯片需要从功能、占用资源等方面进行综合论证，本文针对两种系列的单片机芯片列出具体两种不同的方案如下。方案一：由于系统体积小，系统的可靠性高，系统的成本低的优势它可称为世界上最小的应用系统。但要求程序长度小于4K，共四个I/O接口供使用。可编程为5伏电压，擦除时间仅为10毫秒，只有8751和的分数之一。此单片机对设备要求不高不需要很高的配置就能完成任务，也大大节省了时间提高了使用者的效率，其所独特具有的文件加密保护功能又能保留开发者的成果防止丢失，此外，AT89C51目前的性价比很高。单片机在主控领域具备较强的竞争优势，在正常工作状态下能耗低，运算速度快，运行较为稳定。芯片具备可多次
12、编写多次擦除的储存器，次数可达1000次，程序可存十年。保存时间为十年。方案二：单片机指令系统与系列中可实现兼容，但是在实际操作中两者具有显著差异，具体如下：与器件相比，设备损坏并不容易。没有两个电源要求。当芯片被重写时，可以重复在多个控制领域进行使用。运行状态下的电压区间宽泛（一般维持在2.7V6V范围内）。而主控芯片在静态模式下运行时，其对应的频率区间是。相比之下，STC单片机时工作电压范围较窄。STC单片机对不需要较高的工作环境，工作电压最低至3到4伏之间仍可以正常工作，这也是其稳定的表现，明显优于AT系列2。在单片机模块的选择中，对比了几个可行的方案，发现该型号的单片机除了稳定性强、低
13、功耗、低价格成本以外，还因为该单片机的封装工艺，使得通过自身的两列管脚直接插入到设备的底座上。该型号的单片机的输入输出端口多，具有P0、P1、P2、P4四个端口，后三个是双向端口，而第一个端口则需要外接上拉电阻才能当常规I/O口使用。该型号的单片机的制度存储器能够根据使用需要进行扩展，支持的最大扩展内存为64KB，而系统的随机存储器大小为256字节。经过以上的对比和总结，系统的主控模块选择STC单片机。2.2.2人体检测模块人体感应模块其实就是红外测距传感器，它具有一对红外信号发射与接收二极管，红外距离传感器出现于上世纪八十年代，该传感器广泛应用于对移动目标的探查，在银行金库、大型商场仓库以及
14、多种重要的安保场合中广泛应用。红外距离传感器传感器模块在结构上引入来了场效应，该传感器可实现阻抗的变换，该传感器可探查到目标如人体所发出的红外线，并采集该信号将其转换为电信号予以输出，通过传感器和单片机等微处理器组成的系统即可构成一个简便的报警装置，红外距离传感器可探查到人体活动时所发出的红外信号，在探查到红外源时传感器内部材料温度将会发生变化，传感探测元上的电荷将会减少，温度越高则电荷量尖山越明显，基于此原理可实现红外辐射源能量的动态监测。MH-B型的红外距离传感器是基于红外线技术的自动控制模块。红外距离传感器广泛应用于生产生活的各行业领域之中，是一种精度高、性能强大的检测仪，该传感器由三大
15、部分组成，分别为传感探测元、干涉滤光片以及效应管匹配器。再设计时应对金属材料电极进行极化处理，由此可制成热释电探测元。在每个探测器中装入一个或两个探测元件，并将探测元件通过反极性方式予以串联，进而抑制由于元件自身温度升高所带来的影响，探测与案件在接收到红外辐射信号后可将其变换为对应的电压信号，通过传感器中的放大器将电压信号进行放大并输出。为了提升热释电红外传感器的探测进度和探测距离，通常在探测器前方设置菲涅尔透镜，该透镜由上下部分构成，将其与热释电传感器中的放大电路相配合，可将电压放大70分贝以上，由此可探测一定范围的红外信号。本文所选用的MH-B感应的范围是230cm米之间。模块参数说明：1
16、、该模块检测障碍物时指示灯亮绿色，同时OUT端口输出低电平，检测角度35，可通过电位器对检测距离进行动态调节。2、传感器可实现主动红外线反射探测，由此可知要控制反射率和形状，实现距离的精准探测。3、传感器模块输出口与单片机输入输出接口相连，可以直接驱动一个5V继电器；连接方式维：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO4、比较器采用LM393，可实现设备的稳定运行；5、采用3-5V直流电源供电，通电时红色指示灯亮。2.2.3红外距离检测模块在本文所设计的智能垃圾桶中采用TCRT5000红外传感器对垃圾状态进行检测，该传感器的主要工作原理与一般红外传感器相同，该传感器主要组成部分包含红外发射
17、管和接收管各一个。发射管发射的红外信号被接收管接收到后，其电阻也会发生变化，在电路上通常以电压变化体现出来，经过数模转换和整形电路后得到相应输出结构，电阻变化与接收的红外信号强度有关，表现在反射面颜色以及反射面和接收管的距离上。 2.2.4电源模块在本设计中，单片机工作电压和电流分别为5V、10mA左右；红外感应模块工作电压5V，舵机额定电压和电流分别为5V和500mA。因此在设计时需要考虑电源具备足够容量。方案一：使用USB串口进行供电。可为单片机提供稳定电压，且实现起来较为容易，但在实践中为有线连接，需要接线长度较长。方案二：采用1.5V干电池串联供电，在不超过单片机电压范围的情况下可实现
18、其他模块的驱动，具有结构简单、构造容易等诸多与优势，但是这种供电方式峰值电流较小。方案三：采用9V2A的稳压电源进行供电，直接将市电转换为驱动系统工作的直流电，可满足电动机峰值电流需求。经过比较我们选择方案三作为本系统的供电方案。三、硬件设计3.1主控模块本文所设计的智能垃圾桶核心控制模块为STC89C52单片机。系统主控模块在设计时包含复位、晶振电路以及总控制电路等。3.1.1主控芯片STC89C52简介由于系统体积小，系统的可靠性高，系统的成本低的优势它可称为世界上最小的应用系统。但要求程序长度小于4K，共四个I/O接口供使用。可编程为5伏电压，擦除时间仅为10毫秒，只有8751和的分数之
19、一。与器件相比，设备损坏并不容易。没有两个电源要求。当芯片被重写时，可以重复在多个控制领域进行使用。运行状态下的电压区间宽泛（一般维持在2.7V6V范围内）。而主控芯片在静态模式下运行时，其对应的频率区间是。相比之下，使用8751单片机时工作电压范围较窄。该类型单片机数据总线是在P0节点位置处，并且是三态双向数据连接端口，能够实现外接存储单元的读取以及写入。单片机在主控领域具备较强的竞争优势，在正常工作状态下能耗低，运算速度快，运行较为稳定。芯片具备可多次编写多次擦除的储存器，次数可达1000次，程序可存十年。保存时间为十年。下面详细介绍了该型号单片机的主要特点：(1)它是8051单片机的升级
20、优化版本，所以拥有更加强劲的CPU;(2)P3.0/P3.1端口负责芯片的程序编任务;(3)单片机的的工作电压分为3和5V两种;(4)存储器通过片上集成最高达到1280字节;(5)设备的输入输出端口众多;(6)设备的时钟输出有3路;(7)互在系统中可以直接编辑联网供应商;(8)由大规模的集成电路实现可编辑技术列阵/PWN;引脚图如图3-1所示，现对其引脚进行介绍如下。图3-1STC89C52引脚图RST：在工作过程中起到对输入进行重置的作用，利用的是两个机器周期内的高电平完成的。：当系统需要对外部程序器进行访问或者是进行访问数据存储器时，的作用是将地址的低8位脉冲字节索存。因为通常情况下，的输
21、出时间是固定的，是时钟振荡频率的1/6，利用这一特性可以用它来实现计时的功能。但是如果要进行外部数据存储的访问时，系统会自动越过脉冲。系统编程产生的闪存时，引脚还起到输入输入的作用。在可能的情况下，禁止操作可以通过在区域的0号位置安装来实现。因为在0号位置之后只有一个固定的指令才能实现的激活。此外，引脚会稍微升高，不执行内部程序时，需要让禁止位无效。：从外部选取的信号来提供给程序存储器使用。单片机在外部获取指令时，只能产生两次有效的循环，换言之有两个脉冲输出。这时候访问外部数据存储器，系统会自动越过两个信号。：访问外部的程序内存只能够通过来进行。此时的状态应该是处于接地状态。特别的是，此时编程
22、已经加密了的，则在重置期间，状态将在内部锁定。单片机有4组8位的可编程I/O口，现对其介绍如下。端口：端口是一个双向I/O端口，8位漏极开路，驱动8个逻辑电平来进行数据输出。该端口的输入来自于管脚。端口需要从外部获取数据再进行存储，这时候就会对8位地址/数据实施多路并重复利用。端口根据不同的工作要求对指令字节进行接收和输出。这样的工作模式，端口内部会出现上拉的阻力，所以在验证程序的时候就需要外部的上拉电阻。 端口：端口也可以进行输入和输出双向作用，并且位数是8位的，和端口一样存在上拉电阻。该端口只能够驱动4个逻辑电平。该端口作为输入端口时是通过上拉电阻增加端口数的。端口负责输入时，被外部拉下的
23、针脚会由于内部电阻会有输出。而且，端口的0号管脚和2号管脚分别承担着定时器/计数器的外部计数输入和触发输入。根据不同的的工作要求，该端口负责接收字节的功能。引脚所具有的的另一个功能 定时器/计数器：、端口：端口也可以进行输入和输出双向作用，并且位数是8位的，和端口一样存在上拉电阻。该端口只能够驱动4个逻辑电平。该端口作为输入端口时是通过上拉电阻升高端口。端口负责输入时，被外部拉下的针脚会由于内部电阻会有输出。当系统需要端口需要从外部获取数据再进行存储，它会发送高8位地址来获取16位地址的外部数据。端口要想发送“1”需要借助内部强大的上拉来完成。在用高8位地址来获取16位地址的外部数据存储时，会
24、输出闩锁的内容。在进行其他功能时，该端口也承担着接收外部控制信号的责任。端口：端口也可以进行输入和输出双向作用，并且位数是8位的，和端口一样存在上拉电阻。该端口只能够驱动4个逻辑电平。该端口作为输入端口时是通过上拉电阻升高端口。端口负责输入时，被外部拉下的针脚会由于内部电阻会有输出。端口还承担这单片机的其他功能：接收外部的控制信号，其第二功能表如下表所示。表3-1P3口第二功能表 此外，可通过软件设置省电模式，可满足产品不同工作状态的工作需求。3.1.2晶振电路必须外部附加电路。时钟电路中的XTAL1（18）和XTAL2（19）引脚是芯片内部的输入和输出反相放大器，在这两个引脚的两端上时钟元件
25、定时元件和2个微调电容，即可将它们配置为内部振荡模式，振荡器通电后即可产生自激振荡，振荡信号经过芯片内部的触发器分频处理后，即可芯片的工作提供时序信号。通常情况下，定时元件的频率在224MHz 之间任选，本设计中选择12MHz 的石英晶振，因为该大小的晶振可以得到精准的1us计时时间。电容可以在240pF 之间选择，本次设计中选择30pF。STC89C51晶振电路如图3-3所示。图中电容C1和C2的作用是稳定频率和快速起振，电容值为30pF晶振CYS的振荡频率为12MHz4,5。图3-2晶振电路3.1.3复位电路(1)复位操作MCU的复位电路能够划分为上电和按钮手动复位这两种模式。在这一次的课
26、题设计中所选用的是外部复位电路进行完成。在VCC上升时间小于1毫秒(),振荡器启动时间小于10毫秒。整个电路就会再次开启微控制器。同时在复位过程中要在引脚上维持超过2个周期的高电平，才可以完成操作，指导恢复为低电平之后复位工作终止，而在复位按键被按下后这时的电容处于断路状态，两端构成一个闭合回路，电容进行放电，此时想要进行复位也是极为简便的，只需把引脚和电源连接就能够顺利达成目的。不过要重点提及的是,若是复位电路里面的R、C的值设定不合理,导致复位的时长过久,单片机就会不断的进行反复复位操作。特殊功能寄存器复位状态如下表所示。表3-2特殊功能寄存器SFR的复位状态 (2)复位信号及其产生复位电
27、路中电容、电阻组成了自动复位电路的硬件。RST按键单独实现了手动复位功能。复位电路有两种不同的工作方式，其一为上电复位，其二为按键复位。上电复位电路是在上电瞬间开始工作，由于电容是储能器件，它两端的电压不能发生突变，芯片工作的瞬间RESET引脚相当于直接连在5V电压上，芯片瞬间进入复位状态。随着5V电压不断给电容充电，R1上的电压两端的电压在逐渐地减小，当某个时刻R3电阻上的电压减小为0V时，芯片将从复位状态退出，进入正常的工作状态。利用RST按键控制芯片复位的按键复位也是同一个道理，只要RST按键被下，且该状态保持的时间不低于15ms以上，芯片即可进入复位状态。RST按键抬起后，芯片自动从复
28、位状态退出。本系统采用上电复位方式进行复位，电路原理图如下。图3-3复位电路3.1.4总控制电路设计主控模块的核心是单片机，系统上电时需要进行复位，在复位完成后实现工作环境配置，并从程序的初始状态开始运行。总控制电路如下图所示。图3-4总控制电路3.2人体检测模块设计人体感应模块其实就是红外测距传感器，它具有一对红外信号发射与接收二极管，红外距离传感器出现于上世纪八十年代，该传感器广泛应用于对移动目标的探查，在银行金库、大型商场仓库以及多种重要的安保场合中广泛应用。红外距离传感器传感器模块在结构上引入来了场效应，该传感器可实现阻抗的变换，该传感器可探查到目标如人体所发出的红外线，并采集该信号将
29、其转换为电信号予以输出，通过传感器和单片机等微处理器组成的系统即可构成一个简便的报警装置，红外距离传感器可探查到人体活动时所发出的红外信号，在探查到红外源时传感器内部材料温度将会发生变化，传感探测元上的电荷将会减少，温度越高则电荷量尖山越明显，基于此原理可实现红外辐射源能量的动态监测。MH-B型的红外距离传感器是基于红外线技术的自动控制模块。红外距离传感器广泛应用于生产生活的各行业领域之中，是一种精度高、性能强大的检测仪，该传感器由三大部分组成，分别为传感探测元、干涉滤光片以及效应管匹配器。再设计时应对金属材料电极进行极化处理，由此可制成探测元。在每个探测器中装入一个或两个探测元件，并将探测元
30、件通过反极性方式予以串联，进而抑制由于元件自身温度升高所带来的影响，探测与案件在接收到红外辐射信号后可将其变换为对应的电压信号，通过传感器中的放大器将电压信号进行放大并输出。为了提升热释电红外传感器的探测进度和探测距离，通常在探测器前方设置菲涅尔透镜，该透镜由上下部分构成，将其与热释电传感器中的放大电路相配合，可将电压放大70分贝以上，由此可探测一定范围的红外信号。本文所选用的MH-B感应的范围是230cm米之间。模块参数说明：1、该模块检测障碍物时指示灯亮绿色，同时OUT端口输出低电平，检测角度35，可通过电位器对检测距离进行动态调节。2、传感器可实现主动红外线反射探测，由此可知要控制反射率
31、和形状，实现距离的精准探测。3、传感器模块输出口与单片机输入输出接口相连，可以直接驱动一个5V继电器；连接方式维：VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO4、比较器采用LM393，可实现设备的稳定运行；5、采用3-5V直流电源供电，通电时红色指示灯亮。MH-B模块与单片机6脚（P15）相连，该模块原理图如下所示：图3-5MH-B模块原理图3.3倒垃圾提醒模块设计本文设计的智能垃圾桶垃圾检测模块采用TCRT5000红外反射距离传感器，该传感器与单片机7脚即（P16）相连即，倒垃圾提醒模块电路原理图如下： 图3-6TCRT5000红外感应模块原理图3.4 按键模块设计此次系统中选择的是独立按键
32、去进行各类参数设置；主要的工作机理为：一但按键被按下，就开始实施实施首次抖动检测，方法为延时一段时间去判定是不是为有效按键，等待之后依旧有按键按下就说明是，此时赋予其相应的键值。程序中就能够采用键值去判定相应的执行操作，其中K1、S1分别是手动开盖按钮和自动选择开关。按键模块电路图如下：图3-7按键电路原理图3.5舵机驱动模块设计本例要控制1台舵机的转动。其主要共是实现角度变换控制，舵机的工作原理为将控制信号输入调制芯片，并获得偏置电压，将其余电位器电压进行比较即可获得电压差输出，最后电压差政府输出到电机驱动芯片实现电机正反转的控制。当电机转速恒定时，通过减速齿轮带动电位器转动，且当两者电压差
33、输出为0时电机停止转动，本设计利用单片P14口实现旋转角度控制，其电路原理图如下：图3-8舵机驱动电路原理图3.6输出显示模块设计本文所设计的智能垃圾桶显示模块包含四个指示灯，分别是关盖、开盖、人体传感器以及垃圾满指示灯，除此之外本系统还设计了一套声音提示电路，包含三极管、电阻以及蜂鸣器，具体电路如下所示：图3-9输出指示电路原理图3.7语音模块设计WT588D是一款语言芯片，采用案件控制模式予以触发，可驱动小功率扬声器，三极管导通后会进行语音播报，三极管控制信号来源于单片机，其中14和16脚与3.3V的电源相连可为语音模块提供电源，其具体工作电路图如下所示：图3-10语音电路原理图3.8电源
34、模块设计本设计采用LM2940作为电源模块，同时在电路中连接一稳压器，可将9V电源稳压成5V直流电供系统使用，其中电容的主要功能是滤波，电源模块具体电路图如下所示：图3-11电源电路原理图3.9整体电路设计是英国公司开发的一款工具软件。该软件具有传统仿真功能，还能支持单片机等微处理器仿真，是当前性能最为强大、运行可靠性良好的外围器件仿真工具，虽然当前在国内的应用处于起步阶段，但在研究者的推动下已经成为各大高校和科研机构工作者的重要仿真工具。软件的特点如下：(1)可生成多种不同类型的电气连接网络表； (2)具有十分强大的编辑功能； (3)在原理图中可选择一级器件； (4)同时运行原理图和PCB。
35、 (5)可实现原理图和PCB的相互转换； (6)满足国际化设计要求； (7)支持用CUPL语言和原理图设计PLD； (8)强大的“规则驱动”设计环境； (9)覆铀可以自动重铺； 内部具有大量的设计模板供使用13。利用制作电路图如附录所示。四、软件系统的设计4.1程序流程设计程序可将不同子模块连接为一个整体，通过程序实现系统的逻辑控制功能，进而使各模块会见稳定运行，按照单片机输出内容实现对电路的控制，进而达到远程遥控的功能。为了实现控制要求，在软件设计中采用了模块化设计方法14。本文所采用的程序结构如附录2。4.1.1 舵机子程序设计在垃圾桶盖需要开启时候将舵机旋转到45，此时只要输出相应的控制
36、脉冲即可，垃圾桶盖打开程序流程图如下：开始PWM波形产生占空比设定（1ms）结束图4-1开盖子序流程图在关盖时需将舵机旋转到0，此时只要输出占空比为0.5ms的控制脉冲，程序流程图如下：开始PWM波形产生占空比设定（0.5ms）结束图4-2关盖子序流程图4.1.2 垃圾满检测子程序设计在垃圾桶满时对应的传感器发出信号，单片机对信号进行处理后会控制蜂鸣器报警，提醒倾倒垃圾，其程序流程图如下：开始读检测垃圾传感器检测垃圾满？否接通语音报警电路是结束图4-3垃圾满检测程序流程图4.2 主程序流程图主程序流程图如下所示：开始初始化否检测到有人？是舵机正转开盖否开盖到位？是否检测到无人？是舵机延时关盖关
37、盖到位？图4-4主程序流程图五、仿真测试及结果5.1 软件调试本系统在的环境下进行仿真调试，该工具主要面向C程序语言进行开发，和机器汇编语言进行对比得知，使用C语言能够在整体结构以及可读性上有较强的提升。内部集成了较为丰富的库函数以供使用者随时读取调用，并且与微软的系统有较好的兼容性。不仅如此，在该环境下编译程序效率较高，尤其是在完成大型软件与系统设计中更能发挥的优势。如图5-1所示：图5-1UV2界面图在新建文件时选择单片机型号STC89C52，如下：图5-2主控芯片选择图在新建的File中选择保存新建Project，格式为.c文件，并建立Hex文件，随后进行编译，若显示没有错误则进行烧录，
38、在新的文件中写入程序并完成编译，具体如下图所示：图5-3程序运行图在建立目标文件同时建立Hex文件，出现下图所示对话框则点击Create Hex Fi，确定后可新建Hex文件，在烧录时可找到.c文件。具体如下：图5-4建立Hex文件图在添加选项中找到保存文件地址，选中.c文件将其添加到source group 1中，具体如下所示：图5-5添加.C文件图5.2 硬件调试在完成软件变异之后要将程序烧录到开发板总，实现实物和程序之间的胡同，在烧录之前要在软件上进行设置，第一步设置为；第二步：打开以.hex为后缀的编译文件；第三步：选择COM端口；第四步：点击下载，并为单片机上电，打开开发板开关，程序
39、进行自动烧录，具体对话框如下：图5-6烧录程序对话框5.3 测试结果及分析在完成程序调试和烧录后可进行功能测试，具体如下：人靠近垃圾桶，舵机正转且自动开盖，指示灯亮，喇叭播音正常，开启到位后舵机停转，盖保持开启状态。当人离开垃圾桶时舵机反转，垃圾桶盖关闭，指示灯亮，关闭到位后舵机停转，且一直保持关闭状态。当垃圾满时指示灯亮，喇叭正常播报语音。根据演示结果，本文设计的智能垃圾桶可实现预期功能。结束语在大学里的最后一个课程毕业设计结束了，也将意味着大学四年的生活即将要结束了。在大学的最后一次考核就是毕业设计，要检验你大学四年了的所学知识的一次综合性检测和你掌握知识是否牢固。在毕业设计中会遇到不同的
40、困难，那么也要锻炼你的人际关系的能力，可以去求助老师和同学的帮助，和同学相互帮助讨论，解决一些不懂的问题。也让我懂得了做任何一件事都要仔细严谨的态度去做，毕竟在学习中需要严谨的态度，不能做事马虎，那样一件事才能做好，学会理解别人，学会多虚心向别人学习和合作，相互理解包容。本设计论文设计开发了一种新型智能垃圾桶电路，其主要特点是STC89C52单片机作为实现自动传感器垃圾桶系统功能的核心，本文分别探究每个模块，并全面分析和演示各种方案。详细描述硬件电路的设计过程并详细描述该实施例中的用于人体和舵机的传感器模块的操作原理和功能，此外介绍了51单片机的软写过程：编写流程图的方法，Keil开发环境的介
41、绍，以及下载软件的操作方法。最后介绍了调试步骤中的基本电子电路故障处理步骤和注意事项，并操作演示其功能。通过本次设计，不仅提高了我的动手能力，还让我熟悉了相关的专业软件。这几个月准备毕业设计的时间匆匆就过去了。刚开始选题的时候，我自以为选一个自己感兴趣的领域做毕业设计能够顺利完成，于是刚开始定了一个相对没那么容易的题目。虽然有所挑战，但我还是以为这个设计还是可以接受的，毕竟是基于单片机的毕业设计，在以前的课程中我们大家都有学习过，也有专门的实验课做单片机的实践内容，我自认为学的也还可以，所以比较有信心能够顺利完成本次毕业设计。但是，在接下来的毕业设计上，遇到了诸多困难，首次制作一个综合性这么强
42、的设计，因为缺乏经验，对以前学过的知识又有点忘记了，导致有很多地方考虑不全，甚至根本想不到。多亏有了导师的耐心教导和同学们的热心帮助，才让我有了很多进步。但同时，通过这次的课程设计，让我学到了很多，在我不断地翻看C语言和单片机的教材后，我了解到和掌握了一些编程思想、方法和对I/O口的使用条件的思考，对C语言学习更进了一步，对单片机的各个管脚功能更加的理解和熟悉。另外，在焊接电路板的过程中，也遇到了非常大的困难，如何焊接地更美观一直困扰着我，后来在老师和舍友的帮助下，才顺利地完成了。经过这一次毕业设计，我学了不少的知识，学会了如何对自己所需要的资料进行检索，并且掌握了单片机仿真软件以及keil软
43、件的使用。我更加深刻地认识到只有将书本与具体的实践相结合，才会有真正的收获，才能巩固自已的所学，认识到自己的不足。参考文献1 彭为.单片机典型系统设计实例精讲M.北京：电子工业出版社，2006：282-287.2 李勋，刘源，李静东.单片机实用教程.北京航空航天大学出版社，2006.3 姜志海.原理及单片机应用M.电子工业出版社，2009：12-52.4 陈连坤.单片机原理及接口技术M.北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社,2010.5 高峰.单片微型计算机原理与接口技术M.北京：科学出版社，2007.6 李瀚荪.电路分析基础M.北京：高等教育出版社，1991：20-27.7 路勇.电子电
44、路实验及仿真(第二版)M.北京：清华大学出版社，2010：23-29.8 康华光.电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社，1998：44-51.9 姚彬.电子元器件与电子实习实训教程M.北京：机械工业出版社，2009：20-32.10 童诗白,华成英.模拟电子技术基础M.北京：高等教育出版社，2000：11-27.11 EDA先锋工作室.原理图与PCB设计M.北京：人民邮电出版社，2005.12 赵亮,侯国锐.单片机C语言编程与实例M.北京：人民邮电出版社，2003.13 马忠梅.单片机C语言应用程序设计M.北京：北京航空航天大学出版社，2003：39-43.14 Rao.Guthik
45、onda V. Microprocessors and micro computer systemM. New York: Microcontrollers company, 1982.15 R.L.Geiger, P.E.Allen, N.R.Strader.VLSI.Design Techniques for Analog And Digitial Ciruits,McGraw-Hill Inc,1990.致谢半年过去了，论文经历了选题、开题、撰写等阶段，期间在导师的指导下也曾作多次修改，几易其稿。至此，论文已经接近尾声，回首整个过程，既有艰辛也有收获，既有汗水也有喜悦。这篇论文是在我的导
46、师的多次指导下完成的，感谢您给了我如此宝贵的学习机会。作为您的学生，我从您那里学到了宽广的胸襟，学到了敏锐的思维，宽阔的视野。我深信，这一路艰辛和累累收获的过程将对我日后的工作实践奠定必要的基础。在这里，我还要感谢学院所所有的老师们。我的每一步成长都是在你们的悉心指导下完成的。再次对老师道一声：老师，您辛苦了，谢谢您！此外，本文最终得以顺利完成，也是与给我提供参考文献的学者们离不开的。感谢你们为我提供了宝贵的文献资料，使我在写论文的过程中有了参考依据。学友情深，情同兄妹。几年来，我们朝夕相处，我的记忆里时常浮现我们在一起的点点滴滴，同窗之情，必将终生难忘。在此还要感谢在我论文评审和答辩中给予我无私帮助的老师们，感谢你们为我指出不足，促我成长。同时，在我的学习过程中，有亲情的陪伴，有他们的付出，衷心的感谢和我的家人。最后，感谢这几年来所有关心和帮助我的人，谨以此文铭记你们的似海深情，谨以此文献给你们我无尽的祝福和感恩。
