【《基于单片机控制哥太阳能的智能垃圾分类箱设计》13000字（论文）】

-[7]。需要判定四种垃圾种类，所以产生的方波数有四种，计算过程如下：选择步距为1.8°的电机，采用1/4步驱动，运用公式N=其中，θ为需要电机旋转的角度，N为需要的脉冲数我们需要步进电机旋转的角度分别是90°、180°、270°和0°代入上式得到我们的脉冲数为：旋转90°需要200个脉冲旋转180°需要400个脉冲旋转270°需要600个脉冲只要步进电机驱动器收到对应的脉冲数，就能对步进电机进行精准的控制。4.2步进电机控制电路设计本次设计采用的是用L297和L298组成的步进电机驱动电路。其原理图如下：图4.1电机驱动电路原理图L297与L298组成的步进电机驱动电路特点：使用元件少、可靠、体积小、软件开发简单并且硬件费用减小。从上图中可以看出，L297与单片机之间只有两处连接，CCW和CLOCK。其中单片机通过CCW控制步进电机方向，通过CLOCK的时钟信号控制步进电机的速度。

5仿真结果5.1传感器仿真举例传感器部分运用开关来模拟传感器向单片机输出的电平信号，仿真图如下所示：图5.1传感器部分仿真图金属传感器在仿真中运用一个开关代替，开关闭合单片机接收到高电平，执行程序控制步进电机旋转60°图5.2电机转动角度结果仿真图厨余垃圾也是用开关代替，不同于金属垃圾的一点是，配备了一个可调含水量的输入。如下图所示：图5.3湿度信号模拟仿真图当含水量大于50的时候，判定垃圾为厨余垃圾。在仿真上就是，调节含水量输入在50以上，闭合开关，这时候单片机才可以控制步进电机旋转120°，如果含水量小于50的话，即使闭合开关，步进电机也不动作。5.2LCD1602液晶仿真下面介绍LCD1602液晶显示的仿真结果图5.4LCD1602液晶显示仿真图如上图所示，本次设计的LCD1602液晶可以显示两种数据：含水量显示垃圾与垃圾桶盖之间的距离显示本次设计的仿真结果上面已经进行了展示，下面作以归纳总结本次仿真可以模拟基本的垃圾分类过程，液晶显示也正常，步进电机旋转角度正常，蜂鸣器报警也运行正常，LED指示灯运行正常。

结论由于垃圾中有大量可回收利用的资源，而国人对于垃圾分类回收的重要性了解的不多。因此，智能垃圾分类装置已经成为当今社会的一个热门话题。本文是为了帮助环保部门回收这部分资源，设计了一款基于太阳能的智能垃圾分类箱。本文设计的主要内容：通过查阅各种文献及资料，了解到目前国内外智能垃圾桶的研发情况，通过对各种参数、性价比以及开发难度的比较后，决定运用多种传感器与单片机组合设计开发一种智能垃圾分类箱。根据今年两会上提出的“碳达峰”“碳中和”的目标，决定选择新能源配合蓄电池为整个系统供电。设计了太阳能供电电路及蓄电池充放电电路，并对光伏组件及蓄电池容量进行了设计计算。在智能识别单元中，设计了多种传感器的硬件电路，通过传感器检测垃圾的湿度，金属性和透明度等信息来识别垃圾的种类。在中央处理单元中，选择了STC89C52单片机，设计了单片机最小系统电路，复位电路及晶振电路。由于本次设计都是处于垃圾桶内部的，所以选择了上电复位。通过软件Keil4设计了各类元器件的程序，包括单片机、超声波、LCD1602液晶显示和步进电机驱动器。在Protues中完成了整个系统的仿真搭建，由于部分传感器在仿真软件库中没有，所以就用开关给单片机电平信号来代替这部分传感器的信号。通过观察步进电机的旋转角度，证明本次仿真电路搭建及程序设计运行良好。本文虽然完成了智能垃圾分类箱的设计开发，但是本次设计包含了很多知识。由于本人能力有限，导致本次设计中还有很多缺陷，在后续学习中还需要完善一部分功能：光靠传感器来识别垃圾远远不够。当今社会繁华空前，垃圾种类更是数不胜数。在日后的学习工作中，要学习有关机器视觉，卷积神经网络等前沿科技技术，提高垃圾识别的准确度。在实际应用中，错误不可避免，希望设计出系统识别错误并加以修正的功能。由于本人精力有限，只做出了仿真，并没有付诸实践，接下来想制作实物并在实际应用中测试性能。通过本次毕业设计论文的撰写，掌握了多种传感器的工作原理及用法，掌握了多种工程设计软件的使用，掌握了光伏组件与蓄电池的容量计算过程。在未来的学习工作中，将对本次毕业设计进行修改及补充，使得本次设计更加的完善，帮助环卫部门更快捷方便的分类回收垃圾。参考文献石腾,卿晓梅,卢卫萍等.一种风光互补智能垃圾分类箱的设计[J].河南科技,2020,(11):16-19.田昊.基于NB-LOT智能垃圾分类系统设计[D].辽宁:大连理工大学,2020.刘星宇.基于单片机的温度采集系统研究分析[J].科学技术创新,2021(02):86-87.何宾,姚永平.STC单片机原理及其应用[M].北京:清华大学出版社,2019.张秀芳,龚小梅等.垃圾分类之自动识别技术探索[J].科技创新与应用,2021,(1):178-184.马新玲,郭兆阳等.多种分类方式组合的智能分类垃圾桶[J].机械与电子,2020,(12):33-41.马晗旭,刘忠富,刘子洋等.太阳能供电的智能垃圾分类处理系统设计[J].自动化与仪表,2020,(8):11-20闫俊伢,元圆梦.多功能智能分类垃圾桶的设计[J].电子技术与软件工程,2020,(18):86-87.杨航.智能垃圾分类终端软件设计与实现[D].浙江:浙江工业大学,2015.张林,赵贝雨等.以STM32单片机为基础制作的智能垃圾桶[J].福建电脑,2021,(2):114-115.徐启明.基于51单片机的金属探测全方位移动智能小车[J].电子世界,2018(22):151-153.郝立颖.太阳能光伏发电系统设计及供电系统优化方法研究[D].辽宁:东北大学,2008.刘健.基于STC89C52RC单片机实验系统的设计与开发[D].湖南:湖南大学,2014.CircuitsandSignalProcessing.NewCircuitsandSignalProcessingStudyFindingsHaveBeenReportedfromNationalKaohsiungFirstUniversityofScienceandTechnolo