单片机的智能红外感应垃圾桶设计
本文以“基于单片机的智能红外感应垃圾桶设计”作为研究课题，设计了一款能够实现垃圾桶智能管理的智能控制系统，这款垃圾桶的实现不仅为用户提供了传统的存放垃圾的传统功能，还能够通过智能传感器的工作来实现对垃圾桶内的垃圾是否已满来进行实时判断，与此同时还能够通过距离感应传感器的工作来判断垃圾桶前面是否有人，如果有人系统将通过驱动电机的工作来自动打开垃圾桶盖，在短暂延时过后系统自动将垃圾桶盖关闭，另外这款系统还能够实现高清晰的液晶显示效果来提示用户智能垃圾桶的工作状态。在软件系统的设计方面，本智能红外感应垃圾桶系统以KEIL软件作为开发环境，通过C语言构建智能红外感应垃圾桶系统的程序代码，通过最终的机器语言代码实现对主控微处理器的控制，从而实现对片外功能模块的驱动。在硬件系统的设计方面，本智能红外感应垃圾桶系统将这款AT89C51单片机植入到硬件电路的核心位置，通过它来对片外所有的芯片和传感器进行驱动，使得这些功能电路发挥功能，并将工作过程中需要处理的数据在AT89C51单片机芯片内部进行运算。经过多次的测试后，本智能红外感应垃圾桶系统的工作状态都表现的非常稳定，能够正常的执行所有功能，非常适合推向市场进行推广。
目录
一、引言 1
（一）智能红外感应垃圾桶的发展背景 1
（二）智能红外感应垃圾桶的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 1
二、 智能红外感应垃圾桶的方案设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 智能红外感应垃圾桶主控电路设计 5
（二） 垃圾桶盖驱动电路设计 6
（三）垃圾桶前是否有人检测电路设计 7
（四） 垃圾是否已满检测电路设计 9
（五） 智能垃圾桶的显示电路设计 10
（六） 垃圾已满时的报警电路设计 11
（七） 红外遥控接收电路设计 11
四、系统软件设计 14
（一）智能红外感应垃圾桶的主程序流程设计 14
（二） 参数显示子程序流程设计 15
（三） 垃圾已满时的报警子程序设计 15
（四） 步进电机转动子程序流程设计 16
（五） 遥控指令接收子程序设计 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
五、实物制作与安装 18
总结 20
参考文献 21
致谢 22
附录一原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三元件列表 25
附录四程序 26
引言
智能红外感应垃圾桶的发展背景
现如今通过单片机芯片控制实现的智能红外感应垃圾桶系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先智能红外感应垃圾桶控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将智能红外感应垃圾桶系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道智能红外感应垃圾桶系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，智能红外感应垃圾桶系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的智能红外感应垃圾桶系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的智能红外感应垃圾桶系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当智能红外感应垃圾桶系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。
智能红外感应垃圾桶的国内外发展现状
智能红外感应垃圾桶系统目前在国内外的发展现状可以通过与这类系统有关的产品来进行反映，目前市面上的智能红外感应垃圾桶系统相关产品大致可以分为高中档和低档等层次，这种分类方法主要是通过这些产品所能够表现出来的最大性能来进行划分的，由于具备高端性能的智能红外感应垃圾桶系统产品的内部往往采用了高性能的微处理器和精密芯片来实现，这些芯片目前还只能依靠进口来获得，国内尚且没有掌握核心研发技术，而欧美国家目前不但掌握了与之相关的高性能芯片的研发技术，而且能够独立的通过这些芯片的搭建，配备高效的算法流程实现高端性能的智能红外感应垃圾桶系统，所以国内的研发团队还有一段很长的路要走。
本文主要研究内容
本课题设计的这款基于AT89C51单片机作为主控的智能红外感应垃圾桶系统，它将能够实现垃圾桶智能管理的智能控制系统，这款垃圾桶的实现不仅为用户提供了传统的存放垃圾的传统功能，还能够通过智能传感器的工作来实现对垃圾桶内的垃圾是否已满来进行实时判断，与此同时还能够通过距离感应传感器的工作来判断垃圾桶前面是否有人，如果有人系统将通过驱动电机的工作来自动打开垃圾桶盖，在短暂延时过后系统自动将垃圾桶盖关闭，另外这款系统还能够实现高清晰的液晶显示效果来提示用户智能垃圾桶的工作状态，下列为本课题将要实现的功能指标：
1、能够通过与AT89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将字符显示在屏幕上；
2、能够实现有源蜂鸣器驱动电路，并且通过C语言的配置，实现AT89C51单片机对该电路的控制；
3、设计步进电机和ULN2003驱动芯片的电路，通过AT89C51单片机输出四相脉冲实现步进电机的灵活工作；
4、能够实现ULN2003步进电机驱动芯片电路的配置，通过该电路对AT89C51单片机输出的微弱功率脉冲进行放大，实现对四相步进电机的强有力驱动；
5、通过对红外对管传感器驱动电路的设计，实现对周围光线强弱的快速测量，并将采集结果以数字信号行驶进行输出；
6、设计HX1838红外一体接收头驱动电路，并且选用合适的红外遥控产品，实现与HX1838的搭配，并且在C语言程序内部能够稳定的对红外遥控指令进行解读；
目录
一、引言 1
（一）智能红外感应垃圾桶的发展背景 1
（二）智能红外感应垃圾桶的国内外发展现状 1
（三）本文主要研究内容 1
二、 智能红外感应垃圾桶的方案设计 3
三、 系统硬件设计 5
（一） 智能红外感应垃圾桶主控电路设计 5
（二） 垃圾桶盖驱动电路设计 6
（三）垃圾桶前是否有人检测电路设计 7
（四） 垃圾是否已满检测电路设计 9
（五） 智能垃圾桶的显示电路设计 10
（六） 垃圾已满时的报警电路设计 11
（七） 红外遥控接收电路设计 11
四、系统软件设计 14
（一）智能红外感应垃圾桶的主程序流程设计 14
（二） 参数显示子程序流程设计 15
（三） 垃圾已满时的报警子程序设计 15
（四） 步进电机转动子程序流程设计 16
（五） 遥控指令接收子程序设计 17 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
五、实物制作与安装 18
总结 20
参考文献 21
致谢 22
附录一原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三元件列表 25
附录四程序 26
引言
智能红外感应垃圾桶的发展背景
现如今通过单片机芯片控制实现的智能红外感应垃圾桶系统之所以能够进行普及，是因为这种系统具有独特的自身魅力，首先智能红外感应垃圾桶控制系统实现的所有智能功能几乎都是在一片外形体积非常小的硅片芯片中进行控制实现的，这种高集成度的芯片不但工作稳定，还能够将智能红外感应垃圾桶系统所要实现的智能功能实现高效的转换，程序设计员通过各种类型的语句代码即可将功能进行底层转换；另一方面要说到具有智能采集功能的传感器技术对单片机控制系统的贡献，通过各种各样的传感器的植入，使得单片机控制系统能够对系统外部的各种类型的信号进行高速采集并将采集信号以最大兼容方式送入单片机芯片中进行使用，这样就能够保证单片机系统的功能更加丰富。通过对大量的产品文档和技术资料进行详细查阅后可以知道智能红外感应垃圾桶系统这种控制系统历经了多个有代表性意义的阶段，首先在单片机等微处理器芯片研发和应用技术还没有普及甚至是没出现之前，智能红外感应垃圾桶系统的研发人员只能够在种类较少的数字集成芯片中找寻到一些功能较为简单的逻辑门芯片、译码或者解码芯片，通过数十个这种功能较为简单的数字芯片进行电路搭建，构建出一个电路形式非常复杂的智能红外感应垃圾桶系统架构，虽然电路架构看起来非常复杂，但是最终能够实现的功能却非常简单，此时的智能红外感应垃圾桶系统外形体积较为庞大，大多数资料表示工程师最为头疼的就是当智能红外感应垃圾桶系统出现故障时，故障排查工作以及维修非常麻烦，需要对硬件电路架构中的各个节点进行逐一排查，需要消耗较多的时间才能够找寻到问题的所在。
智能红外感应垃圾桶的国内外发展现状
智能红外感应垃圾桶系统目前在国内外的发展现状可以通过与这类系统有关的产品来进行反映，目前市面上的智能红外感应垃圾桶系统相关产品大致可以分为高中档和低档等层次，这种分类方法主要是通过这些产品所能够表现出来的最大性能来进行划分的，由于具备高端性能的智能红外感应垃圾桶系统产品的内部往往采用了高性能的微处理器和精密芯片来实现，这些芯片目前还只能依靠进口来获得，国内尚且没有掌握核心研发技术，而欧美国家目前不但掌握了与之相关的高性能芯片的研发技术，而且能够独立的通过这些芯片的搭建，配备高效的算法流程实现高端性能的智能红外感应垃圾桶系统，所以国内的研发团队还有一段很长的路要走。
本文主要研究内容
本课题设计的这款基于AT89C51单片机作为主控的智能红外感应垃圾桶系统，它将能够实现垃圾桶智能管理的智能控制系统，这款垃圾桶的实现不仅为用户提供了传统的存放垃圾的传统功能，还能够通过智能传感器的工作来实现对垃圾桶内的垃圾是否已满来进行实时判断，与此同时还能够通过距离感应传感器的工作来判断垃圾桶前面是否有人，如果有人系统将通过驱动电机的工作来自动打开垃圾桶盖，在短暂延时过后系统自动将垃圾桶盖关闭，另外这款系统还能够实现高清晰的液晶显示效果来提示用户智能垃圾桶的工作状态，下列为本课题将要实现的功能指标：
1、能够通过与AT89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将字符显示在屏幕上；
2、能够实现有源蜂鸣器驱动电路，并且通过C语言的配置，实现AT89C51单片机对该电路的控制；
3、设计步进电机和ULN2003驱动芯片的电路，通过AT89C51单片机输出四相脉冲实现步进电机的灵活工作；
4、能够实现ULN2003步进电机驱动芯片电路的配置，通过该电路对AT89C51单片机输出的微弱功率脉冲进行放大，实现对四相步进电机的强有力驱动；
5、通过对红外对管传感器驱动电路的设计，实现对周围光线强弱的快速测量，并将采集结果以数字信号行驶进行输出；
6、设计HX1838红外一体接收头驱动电路，并且选用合适的红外遥控产品，实现与HX1838的搭配，并且在C语言程序内部能够稳定的对红外遥控指令进行解读；
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