基于51单片机的多功能宠物自动喂食器.doc

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1、基于51单片机的多功能宠物自动喂食器作者：周超峰来源：《现代商贸工业》2016年第05期        摘要：为了使经常出差或工作繁忙人士更加方便的喂养宠物，设计了一种基于51单片机的多功能宠物喂食器，该喂食器能够手动设置喂食时间和喂食次数，利用LCD1602显示，通过步进电机来拖动齿轮使食物流出，并设置有红外传感探测器，用来监控储食箱里的食物余量，提醒主人补充食物储备，从而使设计更加人性化。为此，详细介绍了喂食器的硬件设计，软件流程图及其工作原理。        关键词：51单片机；红外感应；LCD1602；步进电动机        1.引言        随着我国经济的高速发展，人民

2、生活水平的提高，越来越多的新兴科技产品走进了人们的日常生活，使人们的衣食住行更加方便智能。我们知道在社会上，许多人喜欢养宠物，但由于出差或旅游等原因外出时不能及时照顾宠物，我们的设计在一定程度上能够解决主人不在家时宠物的饮食问题。我们的喂食器能够在设定好的时间内自动给宠物喂食，还能预先设置好每餐不同的食物量，按宠物身体状况设定供餐间隔时间，可有效保护宠物健康成长。        2.硬件基本结构        系统整体结构如图1所示。        本系统由五部分组成，我们的主控制器选用了STCl2C5A60S2这款单片机，它的性能算是中规中矩，但完全能胜任我们的喂食器系统，也是物美价廉

3、的不二之选。        2.1LCD显示电路        我们选用了LCDl602字符型液晶显示器，它的主要特点就是超低功耗，使我们的系统在无人监管下能够拥有更长的续航时间。LCD的数据传输线连接到单片机的P0口上，控制线RS、RW、EN分别接到P1.0、P1.1和P1.2的I/0口上。特别注意的是在LCD上的VO口可以考虑接10千欧的滑动电阻来微调显示屏的对比度。        2.2时钟精准授时电路和键盘        DSl302是用于精度较高的时钟电路中，而且它的功耗也是极其微小的，选用它还是因为它能保存整个喂食器系统掉电之前设置的数据，而且通过板载电池的供电可使时钟数据能

4、够保持走时并同步到下次上电开机。若是使用51单片机计时，一方面占用了过多的内部资源误差较大，另一方面一旦断电则需要重新调整时钟引起不必要的麻烦。        在整个系统中我们设计了四个独立按键，它们功能分别是设置、上调、下调和确认，可以用来调节当前标准时刻、固定的喂食时间、喂食份数和喂食天数，这里的喂食份数是根据宠物的食量而人性化设定的。每当您设置好喂食数据后就可以您工作无忧，出差无忧，旅游无忧。        2.3红外感应电路和步进电机驱动电路        鉴于我们的喂食盒子的尺寸较小，我们就使用了较为简单的940nm波长的红外发射管和接收管作为红外感应装置，它的连接电路如图2所

5、示。        电机采用四相五线步进电动机，并通过集成了七个NPN达林顿管的ULN2003芯片来驱动，其供电为5到12伏直流电。由于步进电机工作时对电流需求较大，所以我们采用双电源来隔离主控电路和电机电路，以保证系统的正常工作。        3.软件设计        3.1主程序流程        LCD显示屏用来显示当前的时间，喂食设定时间和喂食份数。触摸按键用来调节时间并启动喂食定时器和取消报警。红外感应装置用来探测食物箱里的食物剩余量，每当食物用完时就会触发蜂鸣器报警一次，然后主人也可以按下确认键来手动消除报警。如图2所示。        3.2红外感应和电机驱动子程序  

6、      每当发射管和接收管中间有障碍物时输出高电平，即为食物充足状态。当食物吃完后障碍物消除，就立即触发接收管并输出低电平，单片机做出应答使蜂呜器报警一次，等待主人继续添加食物储备。        3.3按键调节喂食时间子程序        在按键控制程序设计中，有处设计亮点需要特别注意，就是系统的“确认”按键为两用键，它不仅为我们设置时间时来控制位操作的选择，当我们全部调节完毕后，还可以长按它三秒即可保存所有的数据并返回主界面。这样设计使得我们的电路得以简化，也使得用户更加方便的使用，可以防止输入错误导致数据没有正常保存。        4.本喂食器特点        （1）具有创

7、新性，本喂食器首次采用DS1302时钟芯片来获得更加精准的时钟信号，同时使系统能够开机自动更新时钟数据，将使用步骤简洁化。        （2）首次采用红外感应装置来监控食盒内的食物剩余量，在产品外形为不透明情况下方便了用户使用，减去了好多麻烦。        （3）该宠物喂食器的人机交互界面更加简单明了，可以使用户一眼就能读出系统的运行状态和各个参数的设置情况。        （4）与市面上销售的同类产品相比，我们设计的喂食器成本