基于stc89c52的自动猫砂盆设计(附件)【字数：5713】
本文旨在设计一款基于STC89C52微控制器的自动猫砂盆系统。该系统由硬件系统和软件系统两部分构成。自动猫砂盆的硬件系统包括电路和机械结构两部分。硬件电路使用STC89C52芯片进行设计。该板主要由按键电路，电机驱动电路，热释电红外传感器电路组成，并通过相应的接口相互连接，以实现自动清洁猫砂的功能。在机械结构方面，该设计主要完成了如何准确地驱动步进电机并使其旋转一定角度以清洁猫砂。该软件系统主要使用KEIL软件编写和调试单片机程序，使代码可以驱动硬件电路完成相应的动作。本文设计的自动猫砂盆系统有两种操作模式供用户选择，自动模式下，可以实现猫砂的自动清理，解放双手。
目 录
一、引言 5
（一） 课题背景与研究意义 5
（二） 自动猫砂盆的工作原理 5
（三） 本课题的主要任务 5
二、自动猫砂盆系统的方案设计 5
三、自动猫砂盆的硬件设计 6
（一）硬件连接总体框图 6
（二）STC89C52芯片介绍及电路设计 6
（三）驱动电路设计 8
（四）红外检测电路设计 10
（五）按键模块电路 12
（六）原理图介绍 12
四、自动猫砂盆的软件系统设计 13
（一）软件设计要求 13
（二）主程序设计 13
（三）子程序设计 14
（四）KEIL4软件介绍 16
（五）系统仿真 18
总 结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 元件清单 25
附录三 部分程序 26
引言
（一）课题背景与研究意义
随着时代的发展，越来越多的人承受着生活的压力，很多人没有办法去舒缓自己紧张的心情，在这个情况下，越来越多的家庭会养一只猫咪来陪伴自己，在业余生活中也可以让自己不再孤单。但是随之而来的是猫咪排泄物的清理问题，目前市面上大部分的猫砂盆是手动的，需要铲屎官自己进行清理，还要装袋丢弃，这让许多想要养猫的人望而却步。
本课题基于市面上的猫砂盆的不方便问题，使用ST *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
C89C52单片机与红外传感器，步进电机等设计一款能够在不影响人们和猫咪的正常生活的情况下，帮助铲屎官清理猫咪排泄物的自动猫砂盆。
（二）自动猫砂盆的工作原理
本课题设计的自动猫砂盆硬件部分由主控芯片STC89C52，红外传感器，步进电机等组成。在自动模式下，红外传感器检测到猫咪进入猫砂盆后，发送对应信息至主控芯片，此时主控芯片判定猫砂盆内有猫咪，不会启动步进电机，在红外传感器检测到猫咪离开后，再次发送信息，主控芯片将会驱动步进电机，旋转一定角度，将干净猫砂与被污染猫砂分离，从而达到自动铲屎的目的。在切换成手动模式后，可以按下面板上的按键使步进电机运行，进行铲屎工作。
（三）本课题的主要任务
本课题主要需要完成使用STC89C52芯片配合热释电红外传感器，步进电机等电子元件来完成检测猫咪活物，完成动作检测，进行相应操作来达到自动铲屎的目的。这个任务需要通过硬件和软件系统设计来完成，其中硬件系统设计包括以下几个部分：
设计嵌入式系统模块
设计步进电机模块
设计热释电红外传感器模块
设计独立按键模块
软件系统设计包括以下几个部分：
根据设计要求，完成程序编写
通过USB烧录程序将程序烧录到芯片中，进行调试
完成论文编写
自动猫砂盆系统的方案设计
在了解该课题设计背景与任务后，选定了适合完成此课题的STC89C52芯片、28BYJ48步进电机和HCSR501红外热释电传感器。选择这些元器件的理由如下：
STC89C52芯片是在日常生活中最常见，最适合新手学习的51系列单片机，它通过USB烧录系统，使用一根USB线就可以进行程序烧录，十分方便调试。同时价格较为低廉，使产品成本大大降低。
28BYJ48步进电机是一款完全由数字控制的电动机，收到一个电子信号做出一个动作，适合精准控制，在不要求高转速时十分适用。
HCSR501红外热释电传感器利用红外效应可以准确判断猫咪的在与否，同时模块体积较小，方便安装。
三、自动猫砂盆的硬件设计
硬件连接总体框图
如框图1所示，自动猫砂盆由stc89c52为核心控制器，主要包括USB烧录系统，独立按键模块，红外热释电传感器。步进电机及驱动模块组成，通过USB烧录系统，可以将程序烧录到单片机中。该系统由独立按键进行模式选择和行为运行，红外传感器对喵咪运动进行检测，然后将检测到的信号通过串口发送给单片机，单片机再做出相应动作来控制步进电机的运行。
/
图1硬件连接总体框图
（二）STC89C52芯片介绍及电路设计
如图2所示。STC89C52是STC公司推出的一款51系列单片机。它可以在高速计算的同时做到低功耗，是一款功能十分协调的单片机。它还具有如下特点：
1.使用了增强型的8051 MCU，可以在6/12个时钟/机器周期中任意选择，该指令代码与传统的8051完全兼容。
2.可以在5V MCU/3V MCU中选择。
3.工作频率可以达到48MHz。
4.单片机上集成1280/512/256字节RAM.
5. 不需要特殊的编程器，无需要专用的仿真器。
6.具有EEPROM功能。
7.看门狗。
图 2 STC89C52芯片
中央处理器、内存、闪存、输入输出口是一个单片机最基本的组成部分。本文使用的单片机内部框图如框图3所示。
/
图3 STC89C52内部框图
如图4所示，是STC89C52的最小系统原理图。从图中可以看出，STC89C52 芯片中有40个引脚，基本由vcc引脚，时钟引脚，I输入输出引脚等。晶体振荡器电路通过单片机的18和19两个端口连接，复位电路通过单片机的RST端口连接。
目 录
一、引言 5
（一） 课题背景与研究意义 5
（二） 自动猫砂盆的工作原理 5
（三） 本课题的主要任务 5
二、自动猫砂盆系统的方案设计 5
三、自动猫砂盆的硬件设计 6
（一）硬件连接总体框图 6
（二）STC89C52芯片介绍及电路设计 6
（三）驱动电路设计 8
（四）红外检测电路设计 10
（五）按键模块电路 12
（六）原理图介绍 12
四、自动猫砂盆的软件系统设计 13
（一）软件设计要求 13
（二）主程序设计 13
（三）子程序设计 14
（四）KEIL4软件介绍 16
（五）系统仿真 18
总 结 21
致 谢 22
参考文献 23
附录一 原理图 24
附录二 元件清单 25
附录三 部分程序 26
引言
（一）课题背景与研究意义
随着时代的发展，越来越多的人承受着生活的压力，很多人没有办法去舒缓自己紧张的心情，在这个情况下，越来越多的家庭会养一只猫咪来陪伴自己，在业余生活中也可以让自己不再孤单。但是随之而来的是猫咪排泄物的清理问题，目前市面上大部分的猫砂盆是手动的，需要铲屎官自己进行清理，还要装袋丢弃，这让许多想要养猫的人望而却步。
本课题基于市面上的猫砂盆的不方便问题，使用ST *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
C89C52单片机与红外传感器，步进电机等设计一款能够在不影响人们和猫咪的正常生活的情况下，帮助铲屎官清理猫咪排泄物的自动猫砂盆。
（二）自动猫砂盆的工作原理
本课题设计的自动猫砂盆硬件部分由主控芯片STC89C52，红外传感器，步进电机等组成。在自动模式下，红外传感器检测到猫咪进入猫砂盆后，发送对应信息至主控芯片，此时主控芯片判定猫砂盆内有猫咪，不会启动步进电机，在红外传感器检测到猫咪离开后，再次发送信息，主控芯片将会驱动步进电机，旋转一定角度，将干净猫砂与被污染猫砂分离，从而达到自动铲屎的目的。在切换成手动模式后，可以按下面板上的按键使步进电机运行，进行铲屎工作。
（三）本课题的主要任务
本课题主要需要完成使用STC89C52芯片配合热释电红外传感器，步进电机等电子元件来完成检测猫咪活物，完成动作检测，进行相应操作来达到自动铲屎的目的。这个任务需要通过硬件和软件系统设计来完成，其中硬件系统设计包括以下几个部分：
设计嵌入式系统模块
设计步进电机模块
设计热释电红外传感器模块
设计独立按键模块
软件系统设计包括以下几个部分：
根据设计要求，完成程序编写
通过USB烧录程序将程序烧录到芯片中，进行调试
完成论文编写
自动猫砂盆系统的方案设计
在了解该课题设计背景与任务后，选定了适合完成此课题的STC89C52芯片、28BYJ48步进电机和HCSR501红外热释电传感器。选择这些元器件的理由如下：
STC89C52芯片是在日常生活中最常见，最适合新手学习的51系列单片机，它通过USB烧录系统，使用一根USB线就可以进行程序烧录，十分方便调试。同时价格较为低廉，使产品成本大大降低。
28BYJ48步进电机是一款完全由数字控制的电动机，收到一个电子信号做出一个动作，适合精准控制，在不要求高转速时十分适用。
HCSR501红外热释电传感器利用红外效应可以准确判断猫咪的在与否，同时模块体积较小，方便安装。
三、自动猫砂盆的硬件设计
硬件连接总体框图
如框图1所示，自动猫砂盆由stc89c52为核心控制器，主要包括USB烧录系统，独立按键模块，红外热释电传感器。步进电机及驱动模块组成，通过USB烧录系统，可以将程序烧录到单片机中。该系统由独立按键进行模式选择和行为运行，红外传感器对喵咪运动进行检测，然后将检测到的信号通过串口发送给单片机，单片机再做出相应动作来控制步进电机的运行。
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图1硬件连接总体框图
（二）STC89C52芯片介绍及电路设计
如图2所示。STC89C52是STC公司推出的一款51系列单片机。它可以在高速计算的同时做到低功耗，是一款功能十分协调的单片机。它还具有如下特点：
1.使用了增强型的8051 MCU，可以在6/12个时钟/机器周期中任意选择，该指令代码与传统的8051完全兼容。
2.可以在5V MCU/3V MCU中选择。
3.工作频率可以达到48MHz。
4.单片机上集成1280/512/256字节RAM.
5. 不需要特殊的编程器，无需要专用的仿真器。
6.具有EEPROM功能。
7.看门狗。
图 2 STC89C52芯片
中央处理器、内存、闪存、输入输出口是一个单片机最基本的组成部分。本文使用的单片机内部框图如框图3所示。
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图3 STC89C52内部框图
如图4所示，是STC89C52的最小系统原理图。从图中可以看出，STC89C52 芯片中有40个引脚，基本由vcc引脚，时钟引脚，I输入输出引脚等。晶体振荡器电路通过单片机的18和19两个端口连接，复位电路通过单片机的RST端口连接。
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