宠物定时喂食器设计论文

安进科技教育大学天津科技教育大学完成商业计划专业：应用电子技术教育班级编号：0811-25学生姓名：岳安娜讲师：丁副教授2013年6月天津职业技术师范学院本科生毕业设计宠物定时喂食器的设计宠物定时喂食器的设计专业课：应拨打0811学生姓名：岳安娜讲师：丁副教授系：电子工程学院2013年6月摘要本文设计了一种宠物定时喂食器，即将宠物饲料先放入喂食器中。通过设置喂食时间点，当到达喂食时间点时，系统发出喂食信号吸引宠物并自动喂食。本设计主要研究如何设置时间点并发出馈电信号。宠物自动喂食器主要由单片机AT89S52、电源电路、电机控制阀、按键电路、显示模块、照明灯、DS1302电路模块、DS18B20温度测试模块和蜂鸣器模块组成。单片机是控制各模块工作的核心单元。进料器的进料过程是由键盘设定倒计时时间。当依次达到设定时间时，单片机驱动发光二极管发光，蜂鸣器发声吸引宠物前来进食，并自动放下食物。设计中增加了万年历和温度传感器，方便记录宠物的生长周期。倒计时和日期信息显示在液晶显示器12864上。该设计解决了平时或节假日主人不在时无法喂养宠物和宠物饮食不规律的问题，系统操作简单，电路运行稳定，具有一定的推广价值。关键词：宠物喂食器；AT89S52单片机；液晶显示器；日历摘要本研究是对宠物定时喂食器的设计，即先将宠物喂入其中，通过及时设定喂食点，当到达该点时，系统信号吸引宠物并自动喂食。本设计主要是研究如何设置时间和信号馈送。宠物定时喂食器包括单片机AT89S52、电源电路、按键电路、液晶显示模块、DS1302时钟电路、DS18B20温度测试模块和音乐报警系统。微控制器是核心单元，控制各个模块的工作。喂食器的喂食过程是通过键盘来设定时间，当到达该点时，微控制器驱动发光二极管发光，蜂鸣器发声，吸引宠物喂食并自动喂食。设计有日历和温度传感器，方便记录宠物的生长周期。倒计时系统时间通过液晶显示器显示。这种设计解决了人们在假期工作或不在家时保持宠物健康的问题。该系统操作简单，电路稳定。具有一定的推广价值。关键词：宠物喂食器；AT89S52液晶显示器模块；万年历内容导言11.1研究背景11.2功能概述11.3社会意义12系统方案设计22.1总体设计概念22.2系统组件模块设计22.2.1单片机芯片2的选择2.2.2时钟显示电路32.2.3时钟芯片3的选择2.2.4温度传感器4的选择3系统硬件设计53.1 at89s 52单片机介绍53.2单片机模块设计83.2.1单片机主控系统83.2.2单片机复位电路93.2.3时钟电路103.3主要模块功能103.3.1液晶显示器12864103.3.2关键模块123.3.3蜂鸣器模块133.3.4照明灯133.3.5 DS1302133.3.6 DS18B20温度测试模块153.3.7电机控制阀163.4电源电路设计183.4.1电源电路的原理183.4.2电源电路模块设计思路184系统软件设计204.1主程序流程图204.1.1主要过程概述204.1.2设计理念214.2编程软件概述214.3软件调试225系统调试235.1硬件调试方法235.2硬件调试技能235.3调试遇到的问题24结论25参考文献26谢谢你附录1电路原理图28附录2主要程序29附录3物理图44介绍1.1研究背景自动宠物喂食器是一种很有实用价值的设备。它的应用给宠物爱好者和小型饲养企业带来了极大的方便。传统的喂养方式不方便、不可靠，造成人力的大量浪费。自然，饲养的动物数量非常有限，严重影响了中小型动物饲养企业的发展，不能满足现代人的需求。因此，本文提出了一种由单片机控制的自动宠物喂食器，它采用步进电机作为执行元件，结构简单，价格低廉。它安全、稳定、可靠、简单、实用，并增加了许多新功能，如温度测试功能和万年历，可以更方便地记录宠物的生长周期。随着科学技术的发展，人们的生活水平日益提高，宠物爱好者也越来越多，宠物已经进入了上流社会阶段。因此，宠物饲养管理已逐渐进入市场，成为广大公众和私营企业家致富的一种手段，甚至成为大型国有企业的一种经营模式。在此基础上，我们设计了一种实现智能控制的自动宠物喂食器。1.2功能概述利用单片机的定时功能设计自动宠物喂食器的电路要求：系统采用单片机(AT89S52)控制各个模块，通过键盘设定喂食时间，液晶显示器显示定时时间。当到达这个时间时，发光二极管发光，蜂鸣器鸣响，吸引宠物前来进食，并自动送食物。增加了万年历和温度传感器，便于记录宠物的生长周期。1.3社会意义在竞争日益激烈的今天，各行各业都推出了各种新奇的东西来吸引消费者，以提高他们的竞争力。经过长时间的市场调研，发现大多数市民和民营企业家仍然采用传统的人工喂养方式，这不仅消耗了大量的人力资源，而且由于当前人力成本的不断增加，大大增加了企业的投入成本。此外，由于饲养者长期单调重复的工作，工作热情会急剧下降，宠物的饮食也无法得到保证。该设计旨在同时满足这些需求。2系统方案设计2.1总体设计理念为了实现自动控制、正常显示时间、温度测试和闹钟提示等功能，自动宠物喂食器的设计必须细分为多个模块。首先，应该提供一个主控制系统来控制整个电路的正常运行，这可以由一个单片机来完成。还应该有一个模块电路来显示时间。按下一个键，闹钟的设置可以随意改变，电机控制闸阀可以自动传送食物。电源电路的模块为整个电路供电，供电过程中照明灯点亮。经过分析和设计，确定了系统的总体设计原理框图，如下图2-1所示。它包括：单片机最小系统、显示电路、时钟电路、电源电路、电机控制阀、按键电路、温度测试、照明灯和闹钟提示。电源电路的设计AT89S52最小系统液晶显示器DS1302时钟电路DS18B20温度检测电机控制阀报警提示按键电路泛光灯图2-1总体系统设计原理框图2.2系统组件模块设计2.2.1单片机芯片的选择方案1:主控制系统采用89C51芯片。闪速只读存储器的存储空间为4KB，可在3V的低电压下工作，与MCS-51系列单片机完全兼容。然而，由于在电路设计中缺乏ISP在线编程技术，芯片在调试电路、修改程序或添加新的功能程序时可能会烧坏。方案二：如果采用AT89S52，其片上只读存储器为闪速只读存储器，可在3V超低电压下正常工作，并与MCS-51系列单片机兼容。该芯片具有8KB的只读存储器存储空间、89C51功能和在线可编程擦除技术。在电路调试过程中，由于程序需要修改，某些程序功能需要随时增加，所以选择AT89S52作为主控系统。2.2.2时钟显示电路方案一：时钟显示可由多位七段发光二极管数码管显示。七段发光二极管数码管的显示数量有限，消耗大量能量。增加一位会增加硬件和程序设计的大量工作量，不利于电路的扩展。此外，年、月、日、周等汉字无法显示，使得显示不够直观和灵活。然而，当显示位数相对较少时，这种设计方案具有高性价比。方案二：如果使用点阵数码管显示器，由于点阵数码管由八行八列发光二极管组成，更适合显示字符。然而，在本课题的设计中，数字的多字符显示是很少见的，而且这种方案消耗大量的能源，不符合现代人的节能理念，也不适合这种方案。方案三：如果使用液晶显示器，液晶显示器不仅耗能少，而且可以显示年、月、日、周等汉字，显示更加灵活。当显示器需要改变时，只需改变软件设计而不改变硬件电路的设计。电路的功能易于扩展。此外，设计硬件也很简单。当显示位数很小时，采用液晶显示方案，价格昂贵。从以上三种方案可以看出，方案3能耗少，显示灵活，电路扩展容易，软硬件设计相对简单，所以采用方案3，即采用液晶显示器。2.2.3时钟芯片的选择方案一：用单片机定时计数器提供秒信号，使程序能计算年、月、日、周、小时、分、秒。虽然这种方案可以减少芯片数量，节约成本，但会产生较大的时间误差，因此不适合这种方案。方案二：用DS1302芯片实现时钟。DS1302芯片可以自动计数秒、小时、分钟、周、月、年和闰年补偿年。它是一款高精度的高性能芯片，工作电压在2.5V至5.5V之间，因此选择了DS1302作为时钟芯片。2.2.4温度传感器的选择方案1:选择热敏电阻作为传感器。根据热敏电阻阻值随温度变化的特点，将热敏电阻与相应的电阻串联，实现分压和模数转换。该方案将通过模数转换电路增加硬件成本。此外，热敏电阻的温度传感特性曲线不是线性的，这将导致较大的测量误差。方案二：采用数字传感器DS18B20。这种类型的传感器是数字传感器，数据传输只需要一条数据。与单片机连接很容易。模数转换模块可以被移除，从而降低硬件成本并进一步简化系统电路。此外，数字温度传感器不仅测量范围广，而且测量精度高。3系统硬件设计3.1 at89s 52单片机介绍AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS 8位微控制器，内置8K在线可编程闪存。它采用Atmel的高密度存储技术制造，与工业80C51产品说明和引脚完全兼容。片上闪存允许在系统中对程序存储器进行编程，适用于传统的程序员。AT89S52采用8位CPU和系统内可编程闪存，为许多嵌入式控制应用系统带来了更加灵活有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节闪存、256字节内存、32位输入/输出端口线路、看门狗定时器、2个数据指针、3个16位定时器/计数器、6矢量2级中断结构、全双工串行端口、片内晶体振荡器和时钟电路。此外，AT89S52可以降低到0Hz静态逻辑操作，支持2种软件选择省电模式。一、主要业绩与MCS-51单片机产品兼容。L 1000块橡皮118K字节在线系统可编程闪存L l工作电压4.0V-5.5V全静态运行：0赫兹 33赫兹L 256*8字节内部数据存储器L l 32可编程输入/输出端口三个16位定时器/计数器八个中断源L l全双工UART串行通道低功耗空闲和掉电模式断电后唤醒中断L l看门狗定时器L l双数据点二。港口介