【《单片机宠物喂食器系统方案设计案例概述》2100字】

单片机宠物喂食器系统方案设计案例概述目录TOC\o"1-3"\h\u6591单片机宠物喂食器系统方案设计案例概述 196951.1设计功能需求 16644根据本次设计的要求，智能宠物喂食系统需要实现以下的几个功能； 1181821.2设计思路 1275981.3系统构成 2250081.3.1单片机芯片的选择 2232401.3.2显示电路的选择 222931.3.3温湿度传感器的选择 3299531.3.4压力传感器的选择 41.1设计功能需求根据本次设计的要求，智能宠物喂食系统需要实现以下的几个功能；构建基于单片机的最小系统，完成相关硬件电路的设计实现。需要选择一块合适的液晶显示器，用来显示时间、重量、温度和湿度。需要一块压力传感器，用来检测食物的重量。可以通过按键设置三次喂食的时间和每次投放的食物重量。当电子元器件发生故障时，必要的情况下可以手动喂食。1.2设计思路本次设计主要有控制、检测和显示三个主要功能组成，难点是需将系统要实现的每个功能，细分到每个模块一一实现。首先，为使整个电路有序稳定的动作，需要具备一个主控系统，在本设计中我们选择AT89C51作为主控系统的CPU处理器。系统可以设置三个喂食的时间段和每次喂食的重量，在必要的情况下还设计了手动喂食的功能。然后，我们通过比较稳定性和元器件的性价比，我们还要选择温湿度传感器、重力传感器和液晶显示器。主控系统处理各模块传感器检测到的数据，将数据在液晶显示器上清晰、有条理的显示出来。想要实现一个这样完整的系统,每个模块的设计都要做到无差错，可以稳定运行。图2-1是智能宠物喂食系统整体工作原理图。图2-1智能宠物喂食系统工作原理图1.3系统构成智能宠物喂食系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件系统的组成分为单片机型号的选择，传感器型号的选择，电子元器件的选择。当所有元器件确定之后，进行电子电路设计，确保系统的流畅性和稳定性，然后根据做好的电路图，把所有的电子元器件焊接起来，构成完成的一个完整的硬件系统。软件系统采用KEIL编程软件进行设计，在硬件系统完成之后，然后做软件系统的设计。1.3.1单片机芯片的选择主控系统采用STC89C51芯片，51单片机主要的缺点是速度不够快和性能一般,因为51单片机采用集中指令(CICS)而设计,I/O接口的驱动能力也一般,因为采用的是准双向口。还有51单片机因为内部的结构空间有限,所以复位功能相对复杂。早期的51单片机甚至还预留了红外线照射窗，通过红外线照射的方式复位。51单片机在时钟电路的运行中有明显的误差,这是因为51单片机内部缺少集成的震荡电路,最后一个缺点就是功耗较高。至于为什么选择51单片机,主要的优点是价格便宜,复合设计的需求，使用简单，所以很适合初学者。1.3.2显示电路的选择方案一：本设计显示电路首先想到的显示器，肯定生活学习中常见的七段LED数码管，顾名思义是由七个发光的二极管（abcdefg）排列组成，如下图2-2所示，通过控制七个二极管亮的个数和位置，来显示数字0到9。但是因为本设计中要显示的数字和字母较多，七段LED数码管在硬件和程序设计中需要增加很多的工作量才能增加一位数字，对电路的扩展和显示的完整性不利。况且设计中要显示的重量、温度和湿度需要用字母W、T和H代表，显然七段数码管无法显示。七段LED数码管的优点是性价便宜，但是不能满足设计的基本需求。图2-2七段数码管方案二：点阵式数码管相比于七段LED数码管就显得略微复杂，功能丰富了。它是由64个发光的二极管构成，对于文字显示要求较高的设计可以优先考虑点阵式数码管。但是，本设计中要显示的数字较多，要显示的文字较少，而且由于点阵式数码管的内部元器件较多，所以就有较高的耗电量。本设计在可以实现所有功能的前提上，还是优先考虑节能环保的元器件。因为不采取此显示元件。方案三：LCD1602液晶显示器也是一种常见的显示元器件，不光可以显示数字信息，也可以显示一些特殊的字母符号，比如z重量“W”、温度“T、湿度“H”等等。也可以满足显示数字的需求。另外，LCD1602液晶显示器可以灵活硬件设计和程序设计的需求，想要改变显示内容，只需要改变软件程序即可，不需要对硬件做出调整，方便扩展电路的功能。LCD1602液晶显示器相对节能，节约资源。根据以上几种方案来看，我们选择LCD1602作为本设计的显示器。1.3.3温湿度传感器的选择方案一：测量温度我们可以考虑最常见的热敏电阻传感器，使用热敏电阻传感器我们还需要一个已知阻值的电阻，将二者串联再结合其他的仪器构成一个回路，由于热敏电阻在不同温度下阻值不同的物理性质，根据这一特性结合变化曲线将测量值通过A/D转换电路，把测量的阻值大小转换成我们想要的温度值。此方法虽然可以，但是因为热敏电阻的阻值受较多因素的影响，所得的曲线是非线性的，所以测量结果往往和实际结果相差较大。因为电路还增加了数模转换电路，所以设计难度和硬件成本也理所当然的增加了，此方案不合适。方案二：DHT11数字式温湿度传感器相比于热敏电阻传感器，不只是可以测量环境中的温度，还可以测量环境中的湿度。数字式温湿度传感器的信号输出采用单总线数字信号，和热敏电阻相比减少了A/D模数转换的过程，硬件设计相对来说就变的简单了。因此，本设计的温湿度传感器模块选用DHT11。1.3.4压力传感器的选择本次设计