寵物定時(shí)喂食器設(shè)計(jì)論文VIP

安進(jìn)科技教育大學(xué)天津科技教育大學(xué)完成商業(yè)計(jì)劃專業(yè)：應(yīng)用電子技術(shù)教育班級編號：0811-25學(xué)生姓名：岳安娜講師：丁副教授2013年6月天津職業(yè)技術(shù)師范學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)寵物定時(shí)喂食器的設(shè)計(jì)寵物定時(shí)喂食器的設(shè)計(jì)專業(yè)課：應(yīng)撥打0811學(xué)生姓名：岳安娜講師：丁副教授系：電子工程學(xué)院2013年6月摘要本文設(shè)計(jì)了一種寵物定時(shí)喂食器，即將寵物飼料先放入喂食器中。通過設(shè)置喂食時(shí)間點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)喂食時(shí)間點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出喂食信號吸引寵物并自動(dòng)喂食。本設(shè)計(jì)主要研究如何設(shè)置時(shí)間點(diǎn)并發(fā)出饋電信號。寵物自動(dòng)喂食器主要由單片機(jī)AT89S52、電源電路、電機(jī)控制閥、按鍵電路、顯示模塊、照明燈、DS1302電路模塊、DS18B20溫度測試模塊和蜂鳴器模塊組成。單片機(jī)是控制各模塊工作的核心單元。進(jìn)料器的進(jìn)料過程是由鍵盤設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間。當(dāng)依次達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)，單片機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器發(fā)聲吸引寵物前來進(jìn)食，并自動(dòng)放下食物。設(shè)計(jì)中增加了萬年歷和溫度傳感器，方便記錄寵物的生長周期。倒計(jì)時(shí)和日期信息顯示在液晶顯示器12864上。該設(shè)計(jì)解決了平時(shí)或節(jié)假日主人不在時(shí)無法喂養(yǎng)寵物和寵物飲食不規(guī)律的問題，系統(tǒng)操作簡單，電路運(yùn)行穩(wěn)定，具有一定的推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：寵物喂食器；AT89S52單片機(jī)；液晶顯示器；日歷摘要本研究是對寵物定時(shí)喂食器的設(shè)計(jì)，即先將寵物喂入其中，通過及時(shí)設(shè)定喂食點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)該點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)信號吸引寵物并自動(dòng)喂食。本設(shè)計(jì)主要是研究如何設(shè)置時(shí)間和信號饋送。寵物定時(shí)喂食器包括單片機(jī)AT89S52、電源電路、按鍵電路、液晶顯示模塊、DS1302時(shí)鐘電路、DS18B20溫度測試模塊和音樂報(bào)警系統(tǒng)。微控制器是核心單元，控制各個(gè)模塊的工作。喂食器的喂食過程是通過鍵盤來設(shè)定時(shí)間，當(dāng)?shù)竭_(dá)該點(diǎn)時(shí)，微控制器驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器發(fā)聲，吸引寵物喂食并自動(dòng)喂食。設(shè)計(jì)有日歷和溫度傳感器，方便記錄寵物的生長周期。倒計(jì)時(shí)系統(tǒng)時(shí)間通過液晶顯示器顯示。這種設(shè)計(jì)解決了人們在假期工作或不在家時(shí)保持寵物健康的問題。該系統(tǒng)操作簡單，電路穩(wěn)定。具有一定的推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：寵物喂食器；AT89S52液晶顯示器模塊；萬年歷內(nèi)容導(dǎo)言11.1研究背景11.2功能概述11.3社會(huì)意義12系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)22.1總體設(shè)計(jì)概念22.2系統(tǒng)組件模塊設(shè)計(jì)22.2.1單片機(jī)芯片2的選擇2.2.2時(shí)鐘顯示電路32.2.3時(shí)鐘芯片3的選擇2.2.4溫度傳感器4的選擇3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)53.1 at89s 52單片機(jī)介紹53.2單片機(jī)模塊設(shè)計(jì)83.2.1單片機(jī)主控系統(tǒng)83.2.2單片機(jī)復(fù)位電路93.2.3時(shí)鐘電路103.3主要模塊功能103.3.1液晶顯示器12864103.3.2關(guān)鍵模塊123.3.3蜂鳴器模塊133.3.4照明燈133.3.5 DS1302133.3.6 DS18B20溫度測試模塊153.3.7電機(jī)控制閥163.4電源電路設(shè)計(jì)183.4.1電源電路的原理183.4.2電源電路模塊設(shè)計(jì)思路184系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)204.1主程序流程圖204.1.1主要過程概述204.1.2設(shè)計(jì)理念214.2編程軟件概述214.3軟件調(diào)試225系統(tǒng)調(diào)試235.1硬件調(diào)試方法235.2硬件調(diào)試技能235.3調(diào)試遇到的問題24結(jié)論25參考文獻(xiàn)26謝謝你附錄1電路原理圖28附錄2主要程序29附錄3物理圖44介紹1.1研究背景自動(dòng)寵物喂食器是一種很有實(shí)用價(jià)值的設(shè)備。它的應(yīng)用給寵物愛好者和小型飼養(yǎng)企業(yè)帶來了極大的方便。傳統(tǒng)的喂養(yǎng)方式不方便、不可靠，造成人力的大量浪費(fèi)。自然，飼養(yǎng)的動(dòng)物數(shù)量非常有限，嚴(yán)重影響了中小型動(dòng)物飼養(yǎng)企業(yè)的發(fā)展，不能滿足現(xiàn)代人的需求。因此，本文提出了一種由單片機(jī)控制的自動(dòng)寵物喂食器，它采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉。它安全、穩(wěn)定、可靠、簡單、實(shí)用，并增加了許多新功能，如溫度測試功能和萬年歷，可以更方便地記錄寵物的生長周期。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們的生活水平日益提高，寵物愛好者也越來越多，寵物已經(jīng)進(jìn)入了上流社會(huì)階段。因此，寵物飼養(yǎng)管理已逐漸進(jìn)入市場，成為廣大公眾和私營企業(yè)家致富的一種手段，甚至成為大型國有企業(yè)的一種經(jīng)營模式。在此基礎(chǔ)上，我們設(shè)計(jì)了一種實(shí)現(xiàn)智能控制的自動(dòng)寵物喂食器。1.2功能概述利用單片機(jī)的定時(shí)功能設(shè)計(jì)自動(dòng)寵物喂食器的電路要求：系統(tǒng)采用單片機(jī)(AT89S52)控制各個(gè)模塊，通過鍵盤設(shè)定喂食時(shí)間，液晶顯示器顯示定時(shí)時(shí)間。當(dāng)?shù)竭_(dá)這個(gè)時(shí)間時(shí)，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器鳴響，吸引寵物前來進(jìn)食，并自動(dòng)送食物。增加了萬年歷和溫度傳感器，便于記錄寵物的生長周期。1.3社會(huì)意義在競爭日益激烈的今天，各行各業(yè)都推出了各種新奇的東西來吸引消費(fèi)者，以提高他們的競爭力。經(jīng)過長時(shí)間的市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)市民和民營企業(yè)家仍然采用傳統(tǒng)的人工喂養(yǎng)方式，這不僅消耗了大量的人力資源，而且由于當(dāng)前人力成本的不斷增加，大大增加了企業(yè)的投入成本。此外，由于飼養(yǎng)者長期單調(diào)重復(fù)的工作，工作熱情會(huì)急劇下降，寵物的飲食也無法得到保證。該設(shè)計(jì)旨在同時(shí)滿足這些需求。2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1總體設(shè)計(jì)理念為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、正常顯示時(shí)間、溫度測試和鬧鐘提示等功能，自動(dòng)寵物喂食器的設(shè)計(jì)必須細(xì)分為多個(gè)模塊。首先，應(yīng)該提供一個(gè)主控制系統(tǒng)來控制整個(gè)電路的正常運(yùn)行，這可以由一個(gè)單片機(jī)來完成。還應(yīng)該有一個(gè)模塊電路來顯示時(shí)間。按下一個(gè)鍵，鬧鐘的設(shè)置可以隨意改變，電機(jī)控制閘閥可以自動(dòng)傳送食物。電源電路的模塊為整個(gè)電路供電，供電過程中照明燈點(diǎn)亮。經(jīng)過分析和設(shè)計(jì)，確定了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)原理框圖，如下圖2-1所示。它包括：單片機(jī)最小系統(tǒng)、顯示電路、時(shí)鐘電路、電源電路、電機(jī)控制閥、按鍵電路、溫度測試、照明燈和鬧鐘提示。電源電路的設(shè)計(jì)AT89S52最小系統(tǒng)液晶顯示器DS1302時(shí)鐘電路DS18B20溫度檢測電機(jī)控制閥報(bào)警提示按鍵電路泛光燈圖2-1總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理框圖2.2系統(tǒng)組件模塊設(shè)計(jì)2.2.1單片機(jī)芯片的選擇方案1:主控制系統(tǒng)采用89C51芯片。閃速只讀存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間為4KB，可在3V的低電壓下工作，與MCS-51系列單片機(jī)完全兼容。然而，由于在電路設(shè)計(jì)中缺乏ISP在線編程技術(shù)，芯片在調(diào)試電路、修改程序或添加新的功能程序時(shí)可能會(huì)燒壞。方案二：如果采用AT89S52，其片上只讀存儲(chǔ)器為閃速只讀存儲(chǔ)器，可在3V超低電壓下正常工作，并與MCS-51系列單片機(jī)兼容。該芯片具有8KB的只讀存儲(chǔ)器存儲(chǔ)空間、89C51功能和在線可編程擦除技術(shù)。在電路調(diào)試過程中，由于程序需要修改，某些程序功能需要隨時(shí)增加，所以選擇AT89S52作為主控系統(tǒng)。2.2.2時(shí)鐘顯示電路方案一：時(shí)鐘顯示可由多位七段發(fā)光二極管數(shù)碼管顯示。七段發(fā)光二極管數(shù)碼管的顯示數(shù)量有限，消耗大量能量。增加一位會(huì)增加硬件和程序設(shè)計(jì)的大量工作量，不利于電路的擴(kuò)展。此外，年、月、日、周等漢字無法顯示，使得顯示不夠直觀和靈活。然而，當(dāng)顯示位數(shù)相對較少時(shí)，這種設(shè)計(jì)方案具有高性價(jià)比。方案二：如果使用點(diǎn)陣數(shù)碼管顯示器，由于點(diǎn)陣數(shù)碼管由八行八列發(fā)光二極管組成，更適合顯示字符。然而，在本課題的設(shè)計(jì)中，數(shù)字的多字符顯示是很少見的，而且這種方案消耗大量的能源，不符合現(xiàn)代人的節(jié)能理念，也不適合這種方案。方案三：如果使用液晶顯示器，液晶顯示器不僅耗能少，而且可以顯示年、月、日、周等漢字，顯示更加靈活。當(dāng)顯示器需要改變時(shí)，只需改變軟件設(shè)計(jì)而不改變硬件電路的設(shè)計(jì)。電路的功能易于擴(kuò)展。此外，設(shè)計(jì)硬件也很簡單。當(dāng)顯示位數(shù)很小時(shí)，采用液晶顯示方案，價(jià)格昂貴。從以上三種方案可以看出，方案3能耗少，顯示靈活，電路擴(kuò)展容易，軟硬件設(shè)計(jì)相對簡單，所以采用方案3，即采用液晶顯示器。2.2.3時(shí)鐘芯片的選擇方案一：用單片機(jī)定時(shí)計(jì)數(shù)器提供秒信號，使程序能計(jì)算年、月、日、周、小時(shí)、分、秒。雖然這種方案可以減少芯片數(shù)量，節(jié)約成本，但會(huì)產(chǎn)生較大的時(shí)間誤差，因此不適合這種方案。方案二：用DS1302芯片實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘。DS1302芯片可以自動(dòng)計(jì)數(shù)秒、小時(shí)、分鐘、周、月、年和閏年補(bǔ)償年。它是一款高精度的高性能芯片，工作電壓在2.5V至5.5V之間，因此選擇了DS1302作為時(shí)鐘芯片。2.2.4溫度傳感器的選擇方案1:選擇熱敏電阻作為傳感器。根據(jù)熱敏電阻阻值隨溫度變化的特點(diǎn)，將熱敏電阻與相應(yīng)的電阻串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)分壓和模數(shù)轉(zhuǎn)換。該方案將通過模數(shù)轉(zhuǎn)換電路增加硬件成本。此外，熱敏電阻的溫度傳感特性曲線不是線性的，這將導(dǎo)致較大的測量誤差。方案二：采用數(shù)字傳感器DS18B20。這種類型的傳感器是數(shù)字傳感器，數(shù)據(jù)傳輸只需要一條數(shù)據(jù)。與單片機(jī)連接很容易。模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊可以被移除，從而降低硬件成本并進(jìn)一步簡化系統(tǒng)電路。此外，數(shù)字溫度傳感器不僅測量范圍廣，而且測量精度高。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 at89s 52單片機(jī)介紹AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，內(nèi)置8K在線可編程閃存。它采用Atmel的高密度存儲(chǔ)技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品說明和引腳完全兼容。片上閃存允許在系統(tǒng)中對程序存儲(chǔ)器進(jìn)行編程，適用于傳統(tǒng)的程序員。AT89S52采用8位CPU和系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)帶來了更加靈活有效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)閃存、256字節(jié)內(nèi)存、32位輸入/輸出端口線路、看門狗定時(shí)器、2個(gè)數(shù)據(jù)指針、3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、6矢量2級中斷結(jié)構(gòu)、全雙工串行端口、片內(nèi)晶體振蕩器和時(shí)鐘電路。此外，AT89S52可以降低到0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件選擇省電模式。一、主要業(yè)績與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容。L 1000塊橡皮118K字節(jié)在線系統(tǒng)可編程閃存L l工作電壓4.0V-5.5V全靜態(tài)運(yùn)行：0赫茲 33赫茲L 256*8字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器L l 32可編程輸入/輸出端口三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器八個(gè)中斷源L l全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式斷電后喚醒中斷L l看門狗定時(shí)器L l雙數(shù)據(jù)點(diǎn)二。港口介