智能猫厕所控制系统设计Word文件下载.docx

1、一般有上电自动复位和外部按键手动复位，单片机在时钟电路工作以后，在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作。本设计采用的是外部手动按键复位电路，需要接上上拉电阻来提高输出高电平的值。时钟电路好比单片机的心脏，它控制着单片机的工作节奏。时钟电路就是振荡电路，是向单片机提供一个正弦波信号作为基准，决定单片机的执行速度。XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，该反向放大器可以配置为片内振荡器。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。因为一个机器周期含有6个状态周期，而每个状态周期为2个振荡周期，所以一个机器周期共有12个振荡周期，如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为

2、12MHZ，一个振荡周期为1/12us。 图3-7 单片机最小系统 3.2.2电源模块设计电磁阀是利用电能流经线圈产生电磁吸力将阀芯（克服弹簧或自重力）吸引，分常开与常闭两类，用了控制电源各个模块供电。电磁阀实物图如图3-2-21AMS1117是一个正向低压降稳压器，AMS1117有两个版本：固定输出版本和可调版本，固定输出电压为1.5V、1.8V、2.5V、2.85V、3.0V、3.3V、5.0V,具有1%的精度。本系统电源电压为5v。电源模块电路为电磁阀、稳压器和电源指示灯组成。SW2是电源连接按钮，SW3是电源切断按钮，按下SW2开关后，电源指示灯LED2发光指示电源情况。图3-8 电磁

3、阀实物图图3-9 电源电路3.2.3按键模块设计按键模块是四个个按键组成：手动复位按键、启动按键、暂停按键、加热开关。图3-10 启动停止电路图按下启动按键：K1引脚是复位信号输入端，高电平有效。采用上电加按钮复位，单片机输出信号1，电磁阀常开变常闭，接通电源，机器启动。按下停止按键：k2引脚是复位信号输入端，高电平有效。采用上电加按钮复位，当遇到特殊紧急情况时，可按下停止按键，单片机输出信号0，电磁阀断开电源。图3-11 复位电路图按下复位按键：RST引脚是复位信号输入端，高电平有效。采用上电加按钮复位，因为系统设计考虑到该系统比较重要，所以除了采用上电复位的方式外，应该还有按钮复位备用复位

4、方式以防止系统死机时能够重启。图3-12 加热杀菌电路图打开加热开关：S1开关通过手动进行开关加热杀菌，不需要时可以关闭单独烘干。3.2.4采集模块设计通过热释红外感应输出高电平后，在延时时间段内，如果有宠物在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到宠物离开后才延时将高电平变为低电平（感应模块检测到宠物的每一次活动后会自动顺延一个延时时间段，并且以最后一次活动的时间为延时时间的起始点）。送出TTL 电平至STC89C52单片机HWOUT端口。本电路是将宠物辐射的红外线转变为电信号。热释红外感应2脚输入到前置放大器OP1进行放大，然后由C4耦合给运算放大器OP2进行第二级放大。再经过电压比较

5、器COP1和COP2构成双向鉴幅器处理后，检出有效触发信号去启动延时时间定时器输出信号在经过R3进入单片机部分进行处理。延时周期可通过R12来调节输出，在延时时间内只要Vs发生上跳变，Vo就会从Vs上跳变时刻起继续延长一个周期，而电路中的电容为了能够更好的控制了芯片内的定时器，若Vs一直保持为高电平，这样就可以通过P10传输到单片机内进行下一步处理。而根据不同的距离要求来调节R13，最大可以调节到7米左右。图中BISS0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后，在延时时间段内如果有宠物在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到宠物离开后才将高电平变为低电平，本电路设计就是可触发方式。电路图

6、如图3-2-41所示。图3-13 热释红外感应处理电路图 3.2.5清理模块设计清理模块主要工作原理是通过一套机械装置带动铲子，并控制电机的正反转沿着轨道运动。单片机2个输出端口连接L298N的2个输入控制端，IN3和IN4。单片机收到BISS0001的输入信号后判断此时的电平高低，如果收到一个高电平后接一个低电平，输出端P2.2和P2.3此时为1和0，信号送到正反转控制芯片L298N后控制端IN3和IN4控制电机正转，到达终点后输出端送出信号为0和1，经L298N控制电机反转，电机复位。电路图：图3-14 清理模块电路图3.2.6进排水模块设计通过电机的正反转达到进水与排水的目的；单片机2个

7、输出端口连接L298N的2个输入控制端，IN5和IN6。单片机收到BISS0001的输入信号后判断此时的电平高低，如果收到一个高电平后接一个低电平，输出端P2.4和P2.5此时为1和0，信号送到正反转控制芯片L298N后控制端IN5和IN6控制电机正转，开始进水，数秒后停止；当振动模块停止时，输出端变为0和1，经L298N控制电机反转，开始排水，数秒后停止。图3-15 进排水模块电路图通过振动机振动来带动水与猫砂之间的共振摩擦，将猫砂中的残余杂物进行清洗沉淀到清洗槽中；单片机2个输出端口连接L298N的2个输入控制端，IN1和IN2。单片机收到BISS0001的输入信号后判断此时的电平高低，如

8、果收到一个高电平后接一个低电平，输出端P2.0和P2.1此时为1和0，信号送到正反转控制芯片L298N后控制端IN1和IN2控制电机正转，开始震动，与排水模块同时停止运作。图3-16 振动机实物图图3-17 振动模块电路图烘干器直接靠电动机驱动转子带动风叶旋转，当风叶旋转时，空气从进风口吸入，由此形成的离心气流再由风筒前嘴吹出干风进行烘干。当进行杀菌时，装在风嘴中的发热支架上的发热丝通电变热，则吹出的是热风进行杀菌;烘干机就是此来实现烘干和杀菌的目的。直流电机的控制通过L298N电机驱动芯片。当排水模块停止运作时，输出端IN7与IN8发出信号电机正转，600s后停止运作，同时ENA和ENB分别

9、是使能端，能对电机进行PWM速度控制。图3-18 烘干模块电路图处理器采用51系列单片机STC89C52，整个系统是在系统软件控制下工作的。按下启动按键，单片机通过三极管驱动电磁阀运作，线圈通电产生电磁吸力将阀芯吸引，分常开变常闭，各个功能硬件电源接通，设置在监测点上的红外探头将宠物辐射的红外光谱变换成电信号，送出TTL 电平至STC89C52单片机。通过单片机处理，经过识别后，发出信号TTL逻辑准位信号至L298N控制电机的正反转运作与振动机模块电机运作，进行粪便的清理，经过20s延时后，电机开始进水，振动机开始运作，清洗液与猫砂产生共振，120s延时后，单片机发出信号TTL逻辑准位信号至L

10、298N控制电机进行排水，烘干机开始运作，装在风嘴中的发热支架上的发热丝通电变热，则吹出的是热风进行烘干杀菌，180s后停止，进入待机状态。图3-19 总电路图PCB板4智能猫厕所软件设计4.1智能猫厕所软件运作流程图4-1 总流程图a、功能：热释红外感应模块的BISS0001中1脚用跳线连连接住一个接高电平后，在延时时间段内如果有宠物在其感应范围活动，其输出将一直保持高电平，直到宠物离开后才将高电平变为低电平。b、流程图：图4-2 红外感应模块流程图由单片机2个输出端口控制L298N的2个输入控制端，IN3和IN4。当IN3=1且IN4=0时控制电机正转；当IN3=0且IN4=1时控制电机反转。图4-3 清洗模块流程图由单片机2个输出端口控制L298N的2个输入控制端，IN5和IN6。IN1=0且IN2=1时控制电机反转。图4-4 进水模块流程图IN1=1且IN2=0时控制电机正转。图4-5 排水模块流程图通过振动机振动来带动清洗液与猫砂之间的共振的摩擦，将猫砂中的残余杂物进行清洗沉淀；图4-6 振动模块流程图当风叶旋转时，空气从进风口吸入，由此形成的离心气流再由风筒前嘴吹出干风进行烘干。图4-7 烘干模块流程图