馬 燕，巴麗合亞·卡里布汗

（新疆工程學(xué)院控制工程學(xué)院，新疆 烏魯木齊830000）

利用單片機(jī)可設(shè)計(jì)智能垃圾桶。只需要使用一些小規(guī)模的集，就可以完成對(duì)智能垃圾桶的設(shè)計(jì)。有時(shí)候也可以采用一些專用芯片，比如利用時(shí)鐘處理芯片來完成對(duì)智能垃圾桶的設(shè)計(jì)，還可以直接采用單片機(jī)的內(nèi)部定時(shí)器來完成對(duì)智能垃圾桶的設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)精度很低，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的定時(shí)器不是特別準(zhǔn)確，而且時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)有一定的延時(shí)。但利用電子時(shí)鐘芯片設(shè)計(jì)智能垃圾桶的方式是非常精確的，而且編程方式也很靈活簡(jiǎn)單，方便擴(kuò)展。可利用單片機(jī)讀取時(shí)鐘芯片中的年月日等時(shí)間，并利用液晶顯示器顯示出來，利用按鍵模塊對(duì)年月日等時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。

1 智能垃圾桶控制系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)完成的智能垃圾桶，在垃圾桶外可利用紅外傳感器來檢測(cè)人體是否靠近，當(dāng)人體靠近的時(shí)候便可以推測(cè)此時(shí)需要投垃圾，通過控制步進(jìn)電機(jī)來自動(dòng)打開垃圾桶的翻蓋。在垃圾桶頂部，設(shè)置了紅外傳感器來檢測(cè)垃圾桶內(nèi)部是否有足夠的垃圾，當(dāng)垃圾足夠多的時(shí)候，便可以啟動(dòng)聲光報(bào)警，提示人們及時(shí)將垃圾清除。系統(tǒng)整體如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體框圖

2 智能垃圾桶控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

對(duì)單片機(jī)運(yùn)行所需要的最小系統(tǒng)進(jìn)行闡述，比如單片機(jī)在運(yùn)行時(shí)需要電源持續(xù)供電，并且需要晶振電路給系統(tǒng)提供一定的時(shí)鐘。單片機(jī)的復(fù)位電路也是單片機(jī)在運(yùn)行過程中必不可少的。對(duì)本系統(tǒng)中時(shí)鐘電路進(jìn)行控制，用紅外對(duì)管來檢測(cè)人體是否靠近、垃圾桶是否裝滿，并利用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路來實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾桶的翻蓋設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)有聲光報(bào)警模塊。

單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路如圖2所示。電源供電電路如圖3所示。

圖2 單片機(jī)核心板電路

圖3 電源供電電路

本文選擇FC-15紅外傳感器，用尾部的電位器來改變敏感度，探測(cè)距離遠(yuǎn)。其工作電壓為5 V，工作電流為10～15 mA。

垃圾桶內(nèi)外紅外檢測(cè)模塊電路如圖4所示。

3 智能垃圾桶控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)

系統(tǒng)程序總體流程如圖5所示。

3.2 垃圾桶翻蓋程序設(shè)計(jì)

控制電機(jī)正在扭轉(zhuǎn)這部分自動(dòng)翻蓋的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)正式開始工作后，要確定電機(jī)是否需要向前轉(zhuǎn)，必要時(shí)要將AB、BC、CD、DA電源實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)，延時(shí)3 s電機(jī)正轉(zhuǎn)之后轉(zhuǎn)為反轉(zhuǎn)，即為AB、AD、CD、CB充電。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序流程如圖6所示。

圖4 垃圾桶內(nèi)外紅外檢測(cè)模塊電路圖

圖5 系統(tǒng)程序總體流程圖

圖6 電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序流程圖