毕业论文修改版

输入端电压大于正输入端，LM393的输出端会输出低电平，这样单片机就可以执行程序。反之，当没有检测到光线射入，LM393的正输入端电压大于负输入端时，输出端输出高电平，单片机不执行程序。

RPR220是一种一体化反射光电探测器。因为RPR220的塑料透镜使得这类传感器具有了较高的灵敏度，而且它内置的可见光过滤器还能够减小离散光的对测量的影响，使得检测的误差大大减少，最后RPR220光电传感器的体积小且结构紧凑，适合放在垃圾箱外壳的夹层中。

2.4 电机驱动模块

步进电机[12]是将电脉冲信号转变为角位移或者是线位移的开环控制元件。在步进电机正常运行的情况下，电机的转速只与脉冲信号的频率和脉冲数有关。将一个脉冲信号加给电机，电机就会因此转过一个步距角。由于步进电机转动的步距角和脉冲信号存在线性关系，并且具有瞬间启动和急速停止的优越特性，所以只需改变脉冲的顺序，就可以很方便的改变转动的方向在速度控制领域使用广泛。

只有使用脉冲信号作为驱动信号，才能使步进电机正常运作。无脉冲信号的时候，步进电机就不会工作，一直处于静止状态；若是想使步进电机按一定的角度运转，就必须给步进电机加上一个适当的脉冲信号，电机运转的速度与脉冲的频率。电机驱动电路如图6所示。

图6电机驱动电路图

本次设计采用的电机驱动是ULN2003[13]芯片，它由一个单片高电压、高电流的达林顿晶体管阵列集成电路。ULN2003 工作电压高，可以在高负载电流并行运行，还能够在关态时承受50V 的电压，另外其工作电流大，灌电流可达500mA。

ULN2003芯片与单片机之间的接口电路比较简单，只需将ULN2003芯片的4、5、6、7引脚分别与单片机的P2.3、P2.2、P2.1、P2.0口连接，用于单片机与电机驱动之间的数据传输。10、11、12、13引脚分别与步进电机的1、2、3、4借口连接，用于控制步进

电机的正反转。9引脚与步进电机的5引脚连接，一同接入电源输入端，8引脚接地线。

ULN2003的输入端驱动端口为P2.0(A)，P2.1(B)，P2.2(C)，P2.3(D)。控制步进电机正转次序：AB组—BC组—CD组—DA组；反转次序：AB组—AD组—CD组—CB组，一个脉冲正转5.625度。当单片机P2.0口和P2.1口给芯片高电平，P2.2口和P2.3口给低电平时，AB组转动；当P2.1口和P2.3口给高电平，P2.0口和P2.3口给低电平，BC组转动，以此类推。高电平持续的时间越长，占空比越大，电机PMW的转速度就越快，高电平时间越短，占空比越小，电机的PMW的转速度越慢。

2.5 超声波测距模块

超声波测距[14,15]环境要求不高，由于穿透力强能够在雨雾天正常工作。所以本次设计的超声波电路中就使用了HC-SR04超声波测距模块。这个模块有4个引脚，1和4引脚分别接5V电源和接地，2脚是触发信号的输入端，3脚是回响信号的输出端2脚和3脚分别接在单片机的P3.4口和P3.5口。超声波测距模块的工作原理是：采用单片机的I/O口触发测距，即当单片机发送一个10us的高电平脉冲给超声波模块的输入端TRIG后，单片机内部定时器清零。当超声波传感器的输出端ECHO为高电平时，单片机内部定时器开始工作；当输出端ECHO变为低电平时，定时器停止工作，读取定时器T0的时间，通过公式算出距离。超声波测距模块电路图如图7所示。

图7超声波测距模块电路图

2.6 语音模块

语音模块采用WT588D[16]语音模块。因为WT588D的I/O端口较多，并且带控制功能和外置FLASH存储器，所以能做FLASH单片机，另外还能当作普通的语音芯片作为从片发声。更为重要的是还能够按照样品直接投掩膜，管脚完全不用做改动，且便宜一半的价格。

WT588D语音芯片是一款功能强大的可重复擦除烧写的语音单片机芯片。软件操作方式简单易掌握，融合了语音组合技术，大大缩短了语音编辑的时间。一线串口控制模式可通过发码端控制语音播放、停止、循环播放和音量大小，或者直接触发0～219地址位的任意语音，发码速度600us～2000us；通过发码能够切换三线串口控制模式和三线串口控制I/O口扩展输出模式，三线串口控制模式下，能控制语音播放、停止、循环播放和音量，或者直接触发0～219地址位的任意语音，三线串口控制I/O口扩展输出可以扩展输出8位，在两种模式下切换，能让上一个模式的最后一种状态保持着进入下一个模式。语音模块电路图如图8所示。

图8语音模块电路图

2.7 电源模块

稳压电路的作用是保证电路正常工作。低于稳定电压电路不能正常工作，高于稳定电压可能损坏电路或者电路起保护。稳压电路如图9所示。

图9稳压电路

电源模块主要用了稳压芯片L7805CV[17]，1脚和3脚分别是输入端和输出端，2脚接地。外接电源接通后9V电压从1脚进入，经过稳压后从3脚输出5V电压。L7805CV还特别适合运用在过载的情况下，因为其拥有的内部电流限制和热关断特性。但是简单来说L7805CV是一种固定电压(5V)三端集成稳压器。无需外接元件；内部热过载保护；输出电流可以达到100mA；内部短路电流限制就是L7805CV的四大特点。

3 系统软件实现