垃圾桶作为收集垃圾的容器，因为时间以及温度等关系很容易产生细菌，有的甚至会出现异味，加上盖子之后，虽然有效的解决了美观以及异味的问题，但是给扔垃圾带来了不便。本文根据智能垃圾桶的社会需求，完成了智能垃圾桶的方案设计，根据方案对各个功能模块选择了合适的元器件。然后，根据设计方案，对器件进行组装。根据硬件的设计完成单片机IO资源分配。最后在Proteus软件中完成了智能垃圾桶的仿真，以仿真的方式对设计开发的智能垃圾桶进行了测试分析。
目 录
一、 引言 1
（一）选题背景 1
（二）研究意义 1
（三）研究内容 2
二、 智能垃圾桶方案设计 3
（一）智能垃圾桶整体方案设计 3
（二）元器件选型 3
1. 单片机选型 3
2. 人员接近传感器选型 4
3. 垃圾桶容量检测传感器选型 4
4. 垃圾桶盖驱动元器件选型 4
5. 指示部分元器件选型 4
三、 智能垃圾桶硬件电路设计 6
（一）单片机最小系统电路设计 6
（二）人员检测传感电路设计 7
（三）容量检测传感电路设计 7
（四）步进电机驱动电路设计 7
（五）报警指示电路设计 8
四、 智能垃圾桶控制程序设计 9
（一）系统主程序设计 9
（二）子程序设计 10
1. 人员接近和容量检测程序设计 10
2. 垃圾桶翻盖程序设计 10
3. 定时器中断程序设计 11
五、系统仿真与调试 13
（一）软件调试 13
（二）仿真设计 14
（三）仿真结果分析 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一：电路原理图 20
附录二：部分源程序 21
一、 引言
（一）选题背景
随着人们生活水平的提高，对居家环境的要求也越来越高，良好的生活环境可以让人们保持心情愉悦的同时有效的维护自身的健康。我国城市人 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: #351916072# 
口越来越来越多，而且城市居住都是在高层，人们居家的活动都是在屋内完成，因此，生活垃圾也越来越多，而垃圾桶作为居家手机垃圾的工具，是每个家庭必要的生活工具。随着人们对高水平生活的追求，垃圾桶也在随着生活的提高而得到全新的发展，从一开始人们使用废弃的旧纸箱到后来的专门的垃圾桶以及专门生产的垃圾袋等，都在为人们的生活提供便利的条件。但是垃圾桶作为收集垃圾的容器，因为时间以及温度等关系很容易产生细菌，有的甚至会出现异味，一开始垃圾桶盖都是敞口的，需要套上垃圾袋使用，但是因为垃圾桶倒入残汁剩饭，很快会产生细菌，或者发出异味，后来人们在垃圾桶的上面加上了盖子，不但可以有效的隔绝异味也使得更加美观。加上盖子之后，虽然有效的解决了美观以及异味的问题，但是给扔垃圾带来了不便，人们扔垃圾的时候需要手动打开垃圾盖，加上不能及时的清理垃圾桶，因此会产生很多细菌，这样就在人们手接触垃圾桶盖的时候容易感染细菌。
（二）研究意义
为了解决带盖垃圾桶的人员手动频繁接触，随着智能家居以及自动控制技术的发展，采用嵌入式控制的智能垃圾桶出现在人们的生活中，智能垃圾桶采用自动控制技术，采用传感器可以有效检测的垃圾桶的容量以及人员靠近，实现人员靠近自动开盖，人员走后自动闭合，垃圾桶满后提示人员及时处理垃圾，因此智能控制的垃圾桶一经推出就得到了人们的好评。而本设计是一次综合的设计，可以将本专业的所学的知识结合在一起，查缺补漏，巩固自己所学的知识，而嵌入式系统具有开发灵活、方便部署、成本低等特点，因此，本设计基于技术可行性、经济可行性等方面进行综合设计，完成智能来垃圾桶功能的同时，尽可能的降低成本，并且提高稳定性，希望通过自己的开发的智能垃圾桶可以满足人们的要求，为人们提供更高的便捷性。
（三）研究内容
主要研究，当有人靠近垃圾桶盖会自动打开，扔完垃圾后桶盖会自己闭合，当垃圾桶满的时候自动发出警示，提示已满，尽快清理垃圾。本设计以单片机为核心，通过外围辅助的电路完成垃圾桶控制，实现智能化。本文的研究内容如下：
STC89C52单片机的电路设计及其应用原理等；
人员靠近检测传感器的检测原理、传感器信号的获取、判别算法的设计等；
垃圾桶容量检测传感器的应用以及原理等；
智能垃圾桶盖子的驱动控制，包含执行元件的电路设计以及控制程序设计；
智能垃圾桶的总体控制流程以及整体优化设计等；
仿真研究，对智能垃圾桶进行整体仿真调试，分析结果。
二、 智能垃圾桶方案设计
（一）智能垃圾桶整体方案设计
本设计主要由单片机、容量检测器、接近检测、翻盖驱动蜂鸣器等模块组成，可以很好的实现我们想要的功能。如1所示。


图1 智能垃圾桶组成框图
（二）元器件选型
1. 单片机选型
本设计采用是STC89C52RC单片机，其价格低廉，IO操作方便，可以通过灵活的编程实现复杂的控制，本设计主要通过单片机对人员接近传感器以及容量检测传感器进行数据读取，然后控制垃圾桶盖驱动，STC89C52RC单片机可以完全满足控制需求。
2. 人员接近传感器选型
本设计需要通过传感器实现人员靠近以及垃圾桶容量进行检测，人员检测是当人靠近垃圾桶有一定的距离的时候，说明有人员靠近，因此人员接近数据的测量都是根据距离的测量来进行反馈。而可以测量距离的创拿器比较多，比如超声波可以测量毫米级的距离，可以准确的计算出距离数值，激光传感器也是可以测量距离，读出实际距离数值，还有红外接近传感器，其是利用遮挡物反射光线来实现动作，输出的开关变量，不能实际计算出距离。而本设计需要判断的状态是有人靠近，不需要计算人员实际与垃圾桶的距离以，因此本设计采用红外接近传感器实现人员的检测和垃圾容量的检测，而且红外接近传感器的价格远远低于超声波以及激光传感器本设计具体采用TCRT5000红外传感器实现人员接近检测。
3. 垃圾桶容量检测传感器选型
垃圾桶是否装满也是通过垃圾盖与实际垃圾的高度来判断垃圾桶的垃圾容量，因为桶盖之间距离比较低所以我们需要比较灵敏的红外传感器，这里我们采用型号为TCRT5000的红外传感器，其价格低，耐用，灵敏，非常适合在我们的设计中使用。
4. 垃圾桶盖驱动元器件选型

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