净卫生，具有一定的娱乐性，运用广泛，可适用于各 种中高级办公楼等公共场合，其原理也可运用至其他领域，如防盗作用等，具 有很强的市场竞争力。
作品采用了 51 作为主控单片机，以红外传感器、 震动传感器、 语音芯片为
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主要模块，主要特点如下：
（ 1 ）节能环保。本作品有休眠唤醒功能，在长时间没有人来投垃圾，单片 机自动的将除红外感应以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大 减少能源的浪费；而且通过语音提示让投垃圾者将垃圾分类投放，做到了节能 环保。当有人来时，又通过该电路部分将单片机唤醒，单片机将以前关闭电源 的电路从新通电进入正常工作状态。
图 8 红外光传感器 PT2262-IR 发射芯片地址编码输入有“ 1”、0“”和“开路”三种状态，数据输入有 “1”和0“”两种状态。由各地址、数据的不同接脚状态决定 ，编码从输出端 Dout 输 出，通过红外发射管发射出去。其编码时序波形如图 2 所示。 Dout 输出的编
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码信号是调制在 38kHz 载波上的， OSC1 、OSC2 外接的电阻决定载频频率， 一般电阻可在 430k —470k 之间选择即可。 PT2272 的暂存功能是指当发射信 号消失时， PT2272 的对应数据输出位即变为低电平。而锁存功能是指，当发 射信号消失时， PT2272 的数据输出端仍保持原来的状态，直到下次接收到新 的信号输入。图 3 是红外发射和接收的典型应用原理图，为了能正确解调出调 制的编码信号，接收端需加一级前置放大级，保证输入 PT2272 的信号幅度足 够大。PT2272 各输出端通过各种接口即可控制相应的负载。 PT2262/2272 是 一对带地址、数据编码功能的红外遥控发射 /接收芯片。其中发射芯片 PT2262-IR 将载波振荡器、编码器和发射单元集成于一身，使发射电路变得非 常简洁。
种传染性疾病通过垃圾进行传播，本项目致力于设计出一种通过检测并自动打 开垃圾桶盖的一种智能系统。当人的手或物体接近投物口 (应感窗 )约 1 米时 ,垃 圾桶盖便会自动开启 ,等垃圾投入完毕，在设定时间内垃圾桶盖又会自动关闭， 人、物不需接触垃圾桶，在长时间不使用的情况下会自动进入休眠模式以便节 能。使用的过程中，垃圾桶会根据不同的情况播放不同的语音。这种卫生、自 动、耗能低、有趣的新型智能垃圾桶是人类进入小康社会取代传统垃圾桶的更
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目录
一、摘要 …………………………………………………… 3 二、作品介绍 ……………………………………………… 4 三、工作原理 ……………………………………………… 4 四、作品功能、特色 ……………………………………… 8 五、作品结构 ……………………………………………… 9 六、附录 ………………………………………………… 14
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一、 摘要
垃圾桶作为人类生活中的必需品，伴随着人类走过了每一个时代。随 着生活水平的提高，人们对生活品质更为关注，智能垃圾桶应运而生。
本作品主要由 51单片机芯片控制中心模块，信号检测电路模块、控制 电路模块与语音电路模块四部份组成，是集机、光、音、电于一体的科技 新产品。作品通过信号检测电路模块检测到探测范围内有人进入或者其他 检测信号时，经过芯片控制中心模块的分析处理后启动控制电路模块做出 相开盖、关盖等应动作，语音电路模块也随之启动并播放设定的语音，在 增添气氛的同时也提醒人们要保护环境。若在设定时间内无人进入探测范 围内或探测范围内无信号触发时，开始启用 51单片机特有的休眠功能，自
（4）运用广泛。本作品可有多种色彩、多种容量、多种材料选择，提升了 公共场合及居家档次，满足了人们崇尚人性和时尚，不断塑造个性和魅力的生 活品味；是办公、家用、公用、会议、医疗等使用的理想选择。
五、 作品结构 (一 ) 硬件部分
硬件电路部份包括：电源电路模块 Mod_1 ；51 芯片控制中心模块 Mod_2 ； 信号检测电路模块 Mod_3 ；控制电路模块与语音电路模块 Mod_4 四部份。分 别说明如下 :
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图 7 惠斯通电桥配置中连接的应变片 全桥电路时单臂灵敏度的四倍 .为了提高其灵敏度采用全桥电路 .将应变片
贴在垃圾桶的内侧面，利用全桥电路灵敏度高的特点测量垃圾桶震动幅度 .并转 换成电压接入单片机分析。 （ 3 ）红外光传感器
PT2262/2272 是一对带地址、数据编码功能的无线遥控发射 /接收芯片。
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图 2 电源模块电路图 3、Mod_2 模块解析： 信号检测电路部分分为三大块：热式红外传感器、震动传感器、红外光传感器。 （ 1 ）热式红外传感器模块 ①这种探头是以探测人体辐射为目标的。所以热释电元件对波长为 10UM 左右 的红外辐射必须非常敏感。 ②为了仅仅对人体的红外辐射敏感，在它的辐射照面通常覆盖有特殊的菲泥尔 滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。 ③被动红外探头，其传感器包含两个互相串联或并联的热释电元。而且制成的 两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释元件几乎具有相同的作 用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。 ④一旦人侵入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接 收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号 处理而报警。 ⑤菲泥尔滤光片根据性能要求不同，具有不同的焦距 （感应距离），从而产生不 同的监控视场，视场越多，控制越严密。
HN911 型热释电红外探头模块的内部电路框图
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图 4 HN911 型热释电红外探头模块以及内部电路框图 平时①端输出低电平 ，②端输出高电平 。当有移动发热体迸太监视范围时，
热释电红外传感器接收到红外能量 ，并输出检测信号 。该信号经放大器放大后， 由比较器进行比较判断，再由信号处理电路处理后输出控制信号。此时输出端 ①变为高电平，而输出端②变为低电平。在模块的外部可接增益调节电位器， 以调节放大器的增益。 HN911 型热释电红外探买模块的主要特性参数见表。 表:HN911 型热释电红外探头模块主要特性参数
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Mod_1 模块：电源电路模块实现给 51 单片机供电功能。 Mod_2 模块：使用 51 芯片，建立基本输入输出模型。实现与 Mod_3 模块 的串行通信功能，以及实现基本控制功能。 Mod_3 模块：信号检测电路模块是由各插孔的检测电路分别与各个用电器 相串联组成，实现外部信号的检测。 ①热式红外传感器模块实现对外部红外热源的检测。 ②震动传感器模块实现对外部重量和形变的检测。 ③红外光传感器模块在 Mod_2 模块中 51 的控制下对带地址、数据编码功能的 红外遥控发射 /接收。 Mod_4 模块： ①控制电路模块用一个电磁铁实现桶盖的打开与关闭。 ②语音电路模块主要用编程实现智能垃圾桶的提醒功能及播报功能。 1、Mod_1 模块解析： 电源电路是由变压器、桥式整流电路、集成器 7085 及一些电容所组成。 家用电器使用的 220v 交流电压通过变压器降压、桥式整流电路整流后，再通 过 7805 集成器将电压稳定成为 5v 的直流电压，给单片机供电。为了解决电信 号中的干扰问题，我们在集成器 7085 的两边并接电容用以滤波。电路图如下 所示：
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新换代产品。
三、工作原理 整体架构如图 1所示：
热释红外传 感器
电平高到低
震动传感器
电平为高
红外光 PT2262
电平为高
电源
提供 +5v
输出出控制电平
单片机
输出放音地址
门控部分
图 1 作品系统架构图
程序分为 3大块：主程序为等待延时、定时中断，热释红外传感器中断。 工作原理：
当人走到热释红外传感器的探测范围内，传感器热释电元件在接收到人体 红外辐射温度发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经过 hn911 内部 电路处理将此信号转换成电平变换，当检测到人时向单片机提供了一个低电平 （下降沿），将此信号作为一个外部中断信号（在设计此方案的时候，我们还 想到检测的时候运用图像处理法，他的优点就能够容易区分垃圾种类和准确是
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否是人，但其缺点是处理信息大，受到环境影响大，所以放弃）；震动传感器 是将垃圾桶的震动（被物体撞击）或者重量变化转变成电平信号，通过 I/O口单 片机可以查询到此信号；当 PT2262/2272 是一对带地址、数据编码功能的红外 遥控发射 /接收芯片，其中发射芯片 PT2262-IR 将载波振荡器、编码器和发射单 元集成于一身，将垃圾的投入和垃圾桶是否满转变成电平信号，通过 I/O口单片 机可以查询到此信号；单片机在进行初始化与设定定时时间后，就等待中断信 号，当外部中断端有信号时，单片机进入处理中断，认为此时有人来，通过查 询I/O信号，判断是否打开垃圾桶盖，当垃圾桶未满即 PT2262/2272 端无信号打 开垃圾桶盖（单片机控制电磁铁通电 ，盖打开），通过震动传感器和 PT2262/2272 信号的综合判断此人是否是投垃圾的，与此同时单片机控制语音芯片发出一些 幽默的话语，提示大家爱护环境，也给大家带来一些快乐。正因为盛群单片机 有很方便休眠唤醒功能，在 PA 口加下降沿可是单片机唤醒，并且唤醒后执行唤 醒的吓一跳指令，所以在长时间没有人来投垃圾，单片机自动的将除 HN911 以 外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减少能源的浪费。做到了 节能环保。当有人来时，通过 HN911 电路部分将单片机唤醒，单片机将以前关 闭电源的电路从新通电进入正常工作状态。
二、 作品介绍 1 ．创作动机
目前市面上销售的带盖垃圾桶， 开盖时均需采用手动或脚踩方式实现， 这种开盖方式主要的缺点是给使用者带来既不卫生又不方便。在一些公共 场合，虽然到处都有垃圾桶，但由于陈旧无新意，许多垃圾仍然没有丢进 桶内，导致遍地狼藉、臭气冲天，严重污染环境……
2. 创作目的 为了彻底解决了传统垃圾桶对使用者存在卫生感染的隐患，能有效杜绝各
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动的将除 HN911 以外的电路电源关闭，之后单片机进入休眠，从而大大减 少能源的浪费，做到了节能环保。休眠过程中若有人走进探测范围内，又 通过电路部分将单片机唤醒，并将以前关闭电源的电路重新通电进入正常 工作状态。