基于51单片机智能垃圾桶红外开盖的设计与制作.pdf

湖南商务职业技术学院毕业设计

目录

1产品功能分析1

1.1设计背景及内容1

1.2功能分析1

2方案设计2

2.1单片机芯片遴选2

2.2步进电机的遴选2

2.3按键方案的遴选3

2.4系统框图3

3产品硬件设计3

3.1ST89C51核心板电路设计3

3.2红外传感器设计4

3.3步进电机设计5

3.4蜂鸣器设计5

3.5复位电路设计6

4产品软件设计6

4.1主程序流程图7

4.2ULN2003A程序设计7

4.3编程软件介绍8

4.4软件程序清单9

5产品制作与调试9

5.1系统电路组装步骤9

5.2系统仿真调试10

5.3产品装配图10

6产品使用方法11

参考资料12

附录1元器件清单13

附录2电路原理图13

I

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附录3PCB设计图14

附录4作品实物照15

附录5部分软件主程序代码16

II

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基于51单片机智能垃圾桶红外开盖的设计与制作

1产品功能分析

1.1设计背景及内容

随着城市化进程的加快和人们生活水平的提高，垃圾成为一个日益突出的

问题。传统的垃圾桶使用过程中存在一些问题，比如需要手动开盖投放垃圾，

不够卫生；垃圾桶容易满溢，导致异味和环境卫生的问题；垃圾桶管理的不便，

无法及时的了解垃圾桶的状态等，为了解决这些问题，智能垃圾桶应运而生。

垃圾桶内置红外传感器，当有人靠近或手在传感器范围内时，垃圾桶的盖

子会自动打开，方便用户投放垃圾，避免了直接接触垃圾桶的不便。除了外面

感应有无人或物的红外传感器外，该垃圾桶里面还配备了一个红外感应装置，

可以判断垃圾桶是否已满，提醒用户及时清理。当用户投放完垃圾后，垃圾桶

的盖子会自动关闭，避免异味散发和显露垃圾的问题，保持环境卫生。智能垃

圾桶通过红外开盖功能和其他装置，提供了更便捷、卫生、节能的垃圾处理方

式，为用户带来更好的使用体验。

（1）设计的内容：

1）红外传感器检测是否有人靠近垃圾桶扔垃圾。

2）垃圾桶满后报警。

3）步进电机驱动电路的设计。

（2）设计的要求及预期的成果：

1）红外感应：设计需要具备红外传感器，能够检测到人体接近或离开的信

号。当有人靠近垃圾桶时，红外传感器能够触发相应的动作。

2）自动开合盖：当红外传感器检测到人体接近时，设计需要实现自动开启

垃圾桶的盖子，以便用户投放垃圾。当人体离开一段时间后，盖子应该自动关

闭，保持垃圾桶的整洁和卫生。

3）声音提示：当容量接近上限时，可以通过蜂鸣器发声提醒垃圾清理人员

及时清理。

1.2功能分析

（1）红外（外部）检测到有人或物靠近并触发传感器时，步进电机左转

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90度，人离开后步进电机右转90度后关闭。

（2）红外（内部）检测是否装满，如果检测到已经装满垃圾，那么LED和

蜂鸣器报警，提醒用户