摘 要
目录
一、 引言 1
（一） 智能垃圾桶的发展背景. 2
（二） 智能垃圾桶的国内外发展现状 3
（三） 本文主要研究内容 4
二、 智能垃圾桶的方案设计 5
三、 系统硬件设计 6
（一） 智能垃圾桶主控电路设计 7
（二） 垃圾桶盖拖动电路设计. 8
（三） 手机蓝牙APP通信电路设计 9
（四） 垃圾桶显示电路设计 10
（五） 垃圾桶前方人体检测电路设计 11
（六） 按键电路设计 12
四、 系统软件设计. 13
（一） 智能垃圾桶的主程序流程设计 14
（二） 垃圾桶盖启闭子程序设计 15
（三） 蓝牙驱动子程序设计 16
（四） 显示子程序设计 17
（五） 垃圾桶前方人体检测子程序设计. 18
五、 实物制作和安装. 19
总结 20
参考文献 21
致 谢. 22
附录一 原理图. 23
附录二 PCB图. 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
 引言
智能垃圾桶的发展背景
所谓智能垃圾桶控制系统，在当前科技发展的条件下，主要是利用微处理器等微控制器作为主控核心来实现的。目前，已有许多垃圾桶，根据使用场合和性能水平的不同，它们的指标和工作精度分为多种类型，最核心的性能几乎相同。通过查阅详细资料可以知道，在智能垃圾桶的长期发展过程中，已经出现了很多性能卓越的经典作品。在不同的历史时期，不同方案实现的智能垃圾桶表现出优异的性能，设计师经过不断的改进和优化后推向市场，受到用户的广泛青睐。智能垃圾桶系统的发展受到多学科的驱动，其中微处理器与控制技术、传感器技术、大规模电路集成技术和编程技术是核心技术。在大多数系统中，传感器设备起着采集外部非电信号的作用，是一种智能采集设备。智能垃圾桶系统也是如此。多功能传感器将直接决定系统的大致性能，因此智能垃圾桶设计者在研发过程中特别重视它。通常 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
在开发高档智能垃圾桶时，必须选择性能最高的传感器来设计硬件电路。传感器是智能垃圾桶控制系统与外界进行数据信号通信的关键环节。通过详细的数据查阅可以发现，智能垃圾桶近年来的发展方向主要是小型化、嵌入式、高智能化。为了满足发展和进步的要求，工程师在研发过程中必须选择尺寸更小、采集精度更高、更加智能化的传感器模块，这在很大程度上可以说明传感器技术的发展与智能垃圾桶控制系统是相辅相成的。本项目将考虑智能垃圾桶控制系统的设计成本、功耗和效率的关键原因，并尝试选择最适合本项目的微处理器和模块，从而构建满足初始性能要求的智能垃圾桶系统。
从对数据的详细回顾可以看出，国内对智能垃圾桶相关产品的研究主要集中在东南沿海地区。同时，由于微处理器、传感器件等高端性能关键模块的研发成本不断降低，用于研究智能垃圾桶的关键部件已经在市场上全面普及。因此，越来越多的单位开始设计智能垃圾桶。国外对智能垃圾桶的研究主要集中在开发性能更高的集成模块，将用于实现智能垃圾桶功能的所有硬件电路模块集成到一个芯片中，使其成为一个独立的芯片，从而使智能垃圾桶得到更广泛的推广。这项技术的难点在于各类电路的高密度集成带来的电路运行的稳定性，但这也是智能垃圾桶未来发展的必由之路本文主要研究内容
本文以“基于蓝牙无线控制的垃圾桶控制系统设计”为研究内容，以意法半导体公司设计的STM32微处理器为控制部分。通过这种具有32位数据运算能力的微控制器，实现了对LCD1602液晶屏电路、步进电机驱动电路、ULN2003步进电机驱动电路和HC05蓝牙电路的控制。在本章中，需要制定本系统的设计内容，并结合所有预期的功能指标要求，建立本系统 1.智能垃圾桶系统中收集的数据可以以较高的显示效果显示给用户，实现项目预期指标中的显示指标； 2.配置步进电机驱动电路，通过STM32微处理器输出的四相八拍脉冲信号实现对电机旋转的控制； 3.设计步进电机驱动电路，配置STM32微处理器与ULN2003步进电机驱动芯片的连接关系，使步进电机驱动脉冲得到放大。 4.设计蓝牙无线通信电路，以HC05蓝牙模块为核心模块，通过STM32微处理器搭建UART总线，使其能够驱动蓝牙电路实现无线数据传输和接收。
智能垃圾桶的方案设计
在了解了智能垃圾桶系统的历史和上述各项功能指标后，本部分将在此基础上开始系统方案的设计。本课题采用模块设计的方法，将整个系统划分为独立的功能模块，每个模块对应相应的索引功能。如下图中间的系统框图所示，STM32微处理器最小系统部分是核心部分，各电路模块设计如下。 为了实现打开和关闭垃圾桶盖的拖动功能，选用小型四相步进电机和ULN2003驱动器构成拖动电路。单片机将通过GPIO引脚输出四个脉冲信号，实现步进电机的驱动控制，实现其转速和转向的控制，从而实现垃圾桶盖的打开和关闭驱动。 为了控制智能垃圾桶系统的工作状态，选择机械按钮搭建参数设置电路，单片机通过普通的GPIO引脚搭建静态接口，检测按钮是否被按下。 为了让用户能够通过移动APP界面查看和控制这个垃圾桶的工作状态，本课题将选择HC05蓝牙模块搭建无线通信电路，单片机通过UART串口接收和发送蓝牙数据。 为了实现垃圾桶系统中一些重要数据的显示，如垃圾桶工作模式、垃圾桶盖开闭状态、开机画面等，选择LCD1602液晶屏构建显示电路，单片机可以利用普通的GPIO引脚构建并行接口，实现对LCD1602液晶屏的驱动控制。 为了检测垃圾桶前是否有人，利用红外传感器构建检测电路，将检测结果转化为电平信号输出。单片机可以通过普通的GPIO引脚采集传感器输入电平信号
。

图1 智能垃圾桶系统框图设计

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