.word.word..1、工作原理整體架構如圖1所示：圖1作品系統架構圖程序分為3大塊：主程序為等待延時、定時中斷，熱釋紅外傳感器中斷。工作原理：當人走到熱釋紅外傳感器的探測X圍內傳感器熱釋電元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，經過n911內部電路處理將此信號轉換成電平變換，當檢測到人時向單片機提供了一個低電平〔下降沿〕，將此信號作為一個外部中斷信號〔在設計此方案的時候，我們還想到檢測的時候運用圖像處理法，他的優點就能夠容易區分垃圾種類和準確是否是人，但其缺點是處理信息大，受到環境影響大，所以放棄〕；震動傳感器是將垃圾桶的震動〔被物體撞擊〕或者重量變化轉變成電平信號，通過I/O口單片機可以查詢到此信號；當PT2262/2272是一對帶地址、數據編碼功能的紅外遙控發射/接收芯片，其中發射芯片PT2262-IR將載波振蕩器、編碼器和發射單元集成于一身，將垃圾的投入和垃圾桶是否滿轉變成電平信號，通過I/O口單片機可以查詢到此信號；單片機在進展初始化與設定定時時間后，就等待中斷信號，當外部中斷端有信號時，單片機進入處理中斷，認為此時有人來，通過查詢I/O信號，判斷是否翻開垃圾桶蓋，當垃圾桶未滿即PT2262/2272端無信號翻開垃圾桶蓋〔單片機控制電磁鐵通電，蓋翻開〕，通過震動傳感器和PT2262/2272信號的綜合判斷此人是否是投垃圾的，與此同時單片機控制語音芯片發出一些幽默的話語，提示大家保護環境，也給大家帶來一些快樂。正因為盛群單片機有很方便休眠喚醒功能，在PA口加下降沿可是單片機喚醒，并且喚醒后執行喚醒的嚇—跳指令，所以在長時間沒有人來投垃圾，單片機自動的將除HN911以外的電路電源關閉，之后單片機進入休眠，從而大大減少能源的浪費。做到了節能環保。當有人來時，通過HN911電路局部將單片機喚醒，單片機將以前關閉電源的電路從新通電進入正常工作狀態。四、作品功能、特色本作品節能環保，干凈衛生，具有—定的娛樂性，運用廣泛，可適用于各種中高級辦公樓等公共場合，其原理也可運用至其他領域，如防盜作用等，具有很強的市場競爭力。作品采用了HT46F49E作為主控單片機，以紅外傳感器、震動傳感器、語音芯片為主要模塊，主要特點如下：〔1〕節能環保。本作品有休眠喚醒功能，在長時間沒有人來投垃圾，單片機自動的將除紅外感應以外的電路電源關閉，之后單片機進入休眠，從而大大減少能源的浪費；做到了節能環保。當有人來時，又通過該電路局部將單片機喚醒，單片機將以前關閉電源的電路從新通電進入正常工作狀態。〔2〕干凈衛生。智能垃圾桶順應了現代社會的追求，突破了傳統帶蓋垃圾桶用手或腳開蓋的思維屏障，感應開、關桶蓋讓人們在丟時少了份擔憂，減少了生活中各種病菌穿插感染的機率。同時具有良好的密封性好，無垃圾異味溢出，確保四週空氣清新。〔3〕娛樂性。本作品的語音系統會根據不同情況發出一些幽默詼諧的話語，娛樂群眾的同時也吸引人們有意識地將垃圾丟進桶內，更能吸引小孩去撿垃圾往里丟，從而使人們養成不亂扔垃圾的好習慣，讓我們周圍的環境更加美麗。〔4〕運用廣泛。本作品可有多種色彩、多種容量、多種材料選擇，提升了公共場合及居家檔次，滿足了人們崇尚人性和時尚，不斷塑造個性和魅力的生活品味；是辦公、家用、公用、會議、醫療等使用的理想選擇。五、作品構造（一）硬件局部硬件電路部份包括：電源電路模塊HT46F49E芯片控制中心模塊；信號檢測電路模塊；控制電路模塊與語音電路模塊四部份。分別說明如下:Mod_1模塊：電源電路模塊實現給HT46F49E單片機供電功能。Mod_2模塊：使用HT46F49E芯片，建立根本輸入輸岀模型。實現與Mod_3模塊的串行通信功能，以及實現根本控制功能。Mod_3模塊：信號檢測電路模塊是由各插孔的檢測電路分別與各個用電器相串聯組成，實現外部信號的檢測。熱式紅外傳感器模塊實現對外部紅外熱源的檢測。震動傳感器模塊實現對外部重量和形變的檢測。紅外光傳感器模塊在Mod_2模塊中HT46F49E的控制下對帶地址、數據編碼功能的紅外遙控發射/接收。Mod_4模塊：控制電路模塊用一個電磁鐵實現桶蓋的翻開與關閉。語音電路模塊主要用編程實現智能垃圾桶的提醒功能及播報功能。1、Mod_1模塊解析：電源電路是由變壓器、橋式整流電路、集成器7085及一些電容所組成。家用電器使用的220v交流電壓通過變壓器降壓、橋式整流電路整流后，再通過7805集成器將電壓穩定成為5v的直流電壓，給單片機HT46R23供電。為了解決電信號中的干擾問題，我們在集成器7085的兩邊并接電容用以濾波。電路圖如下所示：2、Mod_2模塊解析:PB5IZ1228□PB6P麗匚227□PB7PAS-rro匚:326bPA4.-7MRPA2匚425□PA&'INTP剛匚524口PAGPAon623□PA7PB3/AN3IZ722□O5C2PB2j'AN2IZ82!二IDE匚4PB1/AN1Dg20□VDDPBD/ANO匚伯hnESvssiz1118□PD1/PWM1PCO匚1217□PD&'PWMOPC1IZZts16ZJPC4PC2IZZ1+15□PC3H746F4SE圖3HT46F49E單片機引腳功能表工作電壓：fSYS=4MHz：2.2V~5.5VfSYS=8MHz：3.3V~5.5VfSYS=12MHz：4.5V~5.5V?13到23個雙向輸入/輸岀口?與輸入/輸岀口共用引腳的外部中斷輸入?8位可編程定時/計數器，具有溢岀中斷和7級預分頻器?內置晶體和RC振蕩驅動電路?看門狗定時器?具有PFD功能，可以用來發聲?暫停和喚醒功能可降低功耗?在VDD=5V,系統頻率為48MHz時，指令周期為0.5ps在本作品的開發設計過程中，HT46F49E單片機采用5V穩壓電源供電。工作在48MHz時鐘頻率。由于采用RISC構造，此系列單片機具有高運算速度和高性能的特性有了集成的A/D和PWM功能的優勢，再加上低功耗、高性能、靈活控制的輸入/輸出和低本錢等特性。3、Mod_2模塊解析：信號檢測電路局部分為三大塊：熱式紅外傳感器、震動傳感器、紅外光傳感器〔1〕熱式紅外傳感器模塊這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環境的干擾受到明顯的控制作用。被動紅外探頭，其傳感器包含兩個互相串聯或并聯的熱釋電元。而且制成的兩個電極化方向正好相反，環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有一樣的作用，使其產生釋電效應相互抵消，于是探測器無信號輸出。一旦人侵入探測區域內，人體紅外輻射通過局部鏡面聚焦，并被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經信號處理而報警。菲泥爾濾光片根據性能要求不同，具有不同的焦距〔感應距離〕從而產生不同的監控視場，視場越多，控制越嚴密。HN911型熱釋電紅外探頭模塊的內部電路框圖如下圖。

L一■_——453HK911216(圖4HN911型熱釋電紅外探頭模塊以及內部電路框圖平時①端輸岀低電平，②端輸岀高電平。當有移動發熱體迸太監視X圍時，熱釋電紅外傳感器接收到紅外能量，并輸岀檢測信號。該信號經放大器放大后，由比擬器進展比擬判斷，再由信號處理電路處理后輸岀控制信號。此時輸岀端①變為高電平，而輸岀端②變為低電平。在模塊的外部可接增益調節電位器，以調節放大器的增益。HN911型熱釋電紅外探買模塊的主要特性參數見表。表:HN911型熱釋電紅外探頭模塊主要特性參數

頂@■電遷電ffi（V）5*10%放大器瀕寬山對03-7懺感府用度（和聊）輸出延時仙）靜卷電械業切呈20售M平理甜>|即吿衆水平按弗A80"監15*i70工柞仙度（忙）—40勺+60■旳一*_唸匚?t/\T■51m■HI^PWWW.D^&C.COI^R最大丨C采購網站注：根據傳感器視場和靈敏度經過試驗確定傳感器放置角度來合理確定監控距離.濾光片人體發岀的紅外線波長10um左右，將濾光片設置在窗口處，組成紅外線通過的窗口。濾光片。濾光片為6um多層膜干預濾光片，這種對太陽光和熒光燈的短波〔約為5um—下〕具有高的反射作用，而對6um以上的人體發岀的紅外熱源〔10um〕有高的穿透性，其光譜特性。如下圖：圖5放大電路放大電路為單片機提供一個中斷信號，單片機進入處理“是否丟垃圾程序流程圖"。〔2〕震動傳感器此模塊運用應變器對重量和形變非常敏感，加上一個差動橋，大大提高了靈敏度在經過A/D將其轉換為電平信號。下面介紹：薄膜型半導體應變片圖6薄膜型半導體應變片這種應變片是利用真空沉積技術將半導體材料沉積在帶有絕緣層的試件上或藍寶石上制成的〔上圖所示〕它通過改變真空沉積時襯底的溫度來控制沉積層電阻率的上下，從而控制電阻溫度系數和靈敏度系數。因而能制造岀適于不同試件材料的溫度自補償薄膜應變片。薄膜型半導體應變片吸收了金屬應變片和半導體應變片的優點，并防止了它的缺點，是一種較理想的應變片。差動電橋應變片、薄膜和厚膜應變片傳感器一般采用惠斯通電橋。惠斯通電橋將應

變片應變產生的電阻轉換為差分電壓如圖1所示。+Exc和-Exc終端加上鼓勵電壓后，+VOUT和-VOUT終端上岀現與應變成正比的差分電壓。*EkX*EkX圖7惠斯通電橋配置中連接的應變片全橋電路時單臂靈敏度的四倍?為了提高其靈敏度采用全橋電路?將應變片貼在垃圾桶的內側面，利用全橋電路靈敏度高的特點測量垃圾桶震動幅度并轉換成電壓接入單片機分析。〔3〕紅外光傳感器PT2262/2272是一對帶地址、數據編碼功能的無線遙控發射/接收芯片。13171615141312119101317161514131211910A0匚1132VDDAl匚2172DoutA2匚3162OSC1A3匚4152OSC2A4匚5142TEA5匚613ZlA11/D5A6/D0匚712ZlA10/D4A7/D1匚811ZlA3/D3Vee匚910ZlA8/D2AO匚□VDDAl匚□VTA2匚□0SC1A3匚□0SC2A0A4匚□DINAlA5匚□D5DO匚□D4D1匚□D3_Vee匚1D2A10/D4A11/D5OSC1OSC2圖1PT2262-IRFT2272引腳圖FT2262-IR內部原理框圖圖8紅外光傳感器PT2262-IR發射芯片地址編碼輸入有“PT2262-IR發射芯片地址編碼輸入有“1”、“0”和“開路"三種狀態，數據輸入有“1”和“0”兩種狀態。由各地址、數據的不同接腳狀態決定，編碼從輸出端Dout輸出，通過紅外發射管發射出去。其編碼時序波形如圖2所示。Dout輸岀的編碼信號是調制在38kHz載波上的，OSC1、OSC2外接的電阻決定載頻頻率，一般電阻可在430k—470k之間選擇即可oPT2272的暫存功能是指當發射信號消失時，PT2272的對應數據輸岀位即變為低電平。而鎖存功能是指，當發射信號消失時,PT2272的數據輸岀端仍保持原來的狀態，直到下次接收到新的信號輸入。圖3是紅外發射和接收的典型應用原理圖，為了能正確解調岀調制的編碼信號，接收端需加一級前置放大級，保證輸入PT2272的信號幅度足夠大。PT2272各輸岀端通過各種接口即可控制相應的負載。PT2262/2272是一對帶地址、數據編碼功能的紅外遙控發射/接收芯片。其中發射芯片PT2262-IR將載波振蕩器、編碼器和發射單元集成于一身，使發射電路變得非常簡潔。接收芯片PT2272的數據輸岀位根據其后綴不同而不同，數據輸岀具有“暫存"和“鎖存"兩種方式，方便用戶使用。后綴為為“暫存型"，后綴為“L"為“鎖存型"。因此可以用這一對芯片外加輔助電路對垃圾進展檢測.將其輸岀〔電壓〕放大調節接入單片機。4、Mod_4模塊解析：〔1〕控制電路模塊此模塊主要采用電磁鐵來控制垃圾桶蓋的翻開與關閉。本作品中選用拍合式電磁鐵，其構造如下列圖所示。

圖9拍合式電磁鐵構造圖圖圖9拍合式電磁鐵構造圖線圈1套在鐵心2上，兩者固定不動，銜鐵3是運動局部。當線圈局部通過一線圈1套在鐵心2上，兩者固定不動，銜鐵3是運動局部。當線圈局部通過一線圈1套在鐵心2上，兩者固定不動，銜鐵3是運動局部。當線圈局部通過一當電磁鐵通電后，產生電磁吸力，再運用杠桿原理使桶蓋翻開；當電磁鐵斷電后，電磁吸力消失，此時垃圾桶蓋由于重力作用關閉。〔2〕語音電路模塊ISD25120有10個地址輸入端AO~A9，錄址能力可達1024位，地址空間0~1023。其分配情況是：地址0-299作為分段用，地址600-767未使用，址768~1023為工作模式選擇〔即A8、A9均為高〕。ISD25120的地址線有兩用途，一是作為工作模式控制，二是作為分段錄放音的起始段地址。當最高位地址〔MSB〕A8、A9都為高電平時〔即地址768~1023〕,地址端A0~A6就為工作模式選擇端M0~M6,對應7種工作模式。當A8、A9任一位為低或都為

低時〔即地址0~599〕，只要在分段錄/放音操作前〔不少于300ns〕給地址A0~A9賦值，操作就從該地址開場。AUXIN輔助輸入，VSSD、VSSA數字地和模擬地,SP+、SP-揚聲器輸岀，VCCA模擬信號電源正極，MIC、MICREF麥克風輸入端和輸入參考端，AGC自動增益控制，ANAIN、AN