機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)

1、 機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì) 說明書 題目： 智能魚缸設(shè)計(jì) 機(jī)電一體化 11-9 班 班級(jí)： 組長： 組員： （按拼音先后排序） 月 十 年 二一四 摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，越來越多的人喜歡飼養(yǎng)觀賞魚。但如果由于某些原因忽視了對觀賞魚的照顧，觀賞魚則有可能因饑餓或魚缸內(nèi)生態(tài)環(huán)境變壞而死亡。因此，設(shè)計(jì)一款智能魚缸系統(tǒng)是非常必要的。 本文設(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的智能魚缸系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選用 Arduino UNO 單片機(jī)作為自動(dòng)喂養(yǎng)系統(tǒng)的控制核心，用傳感器采集魚缸內(nèi)的環(huán)境參數(shù)。經(jīng)數(shù)據(jù)處理后，單片機(jī)向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳送控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喂食和對魚缸內(nèi)溫度、水位等環(huán)境因素的自動(dòng)控制，從而為觀賞魚創(chuàng)造

2、一個(gè)良好的生存環(huán)境。本設(shè)計(jì)采用了模塊化的設(shè)計(jì)方法，主要包括主控芯片模塊、喂食器模塊、溫度控制模塊、水位控制模塊和換水模塊。本設(shè)計(jì)集眾多功能于一身，具有結(jié)構(gòu)小巧，操作簡便，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于觀賞魚的飼養(yǎng)。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)喂食器結(jié)構(gòu)；單片機(jī)；傳感器；自動(dòng)控制；驅(qū)動(dòng)電路；C 語言目目 錄錄 摘要 . I 目錄 .II 第一章緒論 . 1 1.1 研究目的 . 1 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 1 1.3 研究的主要內(nèi)容和目標(biāo) . 1 第二章模塊方案選擇與論證 . 2 2.1 硬件框圖 . 2 2.2 主控芯片模塊 . 2 2.3 溫度測量模塊 . 3 2.4 水位檢測模塊 . 3 2.5 喂

3、食器模塊 . 3 2.6 換水模塊 . 4 2.7 顯示模塊 . 5 第三章各模塊的具體設(shè)計(jì) . 7 3.1 控制模塊 . 7 3.2 溫度測量模塊 . 7 3.3 水位檢測模塊 . 8 3.4 電機(jī)模塊 . 9 3.5 喂食器模塊 . 12 3.6 顯示模塊 . 14 第四章系統(tǒng)原理圖 . 15 第五章結(jié)論 . 18 5.1 設(shè)計(jì)總結(jié) . 18 5.2 創(chuàng)新點(diǎn) . 錯(cuò)誤!未定義書簽。 參考文獻(xiàn) . 17 附錄 18 第一章第一章 緒緒 論論 1.1 研究目的 隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，越來越多的人喜歡飼養(yǎng)觀賞魚。它在美化我們生活環(huán)境的同時(shí)，給我們帶來了視覺上的美感和身心享受。但人們

4、不可能每時(shí)每刻都控制好魚類的生活環(huán)境，如果由于某些原因長時(shí)間忽視了對觀賞魚的照料，觀賞魚則有可能因饑餓或生態(tài)環(huán)境變壞而死亡。因此，設(shè)計(jì)一款智能魚缸系統(tǒng)是非常必要的。 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前市場上的魚缸系統(tǒng)功能比較分散，往往只能實(shí)現(xiàn)某個(gè)功能，如過濾功能，增氧功能，加熱功能等，而且大多需要人工操作，自動(dòng)化程度不高。喂食器部分主要采用以定時(shí)電路為控制核心的單次間歇式喂養(yǎng)系統(tǒng)，喂食器每次喂食都需要重新設(shè)定，且定時(shí)不準(zhǔn)確，投料不均勻，可靠性差，喂食與間歇時(shí)間設(shè)置不合理，易浪費(fèi)餌料，這些都無法滿足觀賞魚自動(dòng)喂養(yǎng)的功能要求。倘若同時(shí)安裝各種功能不同的設(shè)備，又會(huì)使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，增加成本，影響美觀，而且也

5、缺乏彼此功能的協(xié)調(diào)性。 現(xiàn)在越來越多的人們開始注重生活環(huán)境的改善，水族箱便進(jìn)入了人們的視線，許多賓館、展會(huì)、寫字樓等都擺上了水族箱來美化環(huán)境，應(yīng)用于水族箱的觀賞魚自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，由于水族箱一般體積較大，而且該自動(dòng)喂養(yǎng)系統(tǒng)嵌入在水族箱的櫥柜內(nèi)，不可分離，使自動(dòng)喂養(yǎng)系統(tǒng)移植性差，無法應(yīng)用于小型的觀賞魚魚缸上。智能魚缸系統(tǒng)在市場上還基本處于空白，基于這個(gè)市場空白，本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的自能魚缸系統(tǒng)。 1.3 研究的主要內(nèi)容和目標(biāo) 本設(shè)計(jì)選用 Arduino UNO 單片機(jī)作為自動(dòng)喂養(yǎng)系統(tǒng)的控制核心，加上外設(shè)備組成單片機(jī)最小系統(tǒng)，用傳感器采集環(huán)境參數(shù)，輸入單片機(jī)處理，單片機(jī)控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)

6、喂食，水溫自動(dòng)控制，水位自動(dòng)控制，力求系統(tǒng)集成化高，結(jié)構(gòu)小巧，操作簡單。 設(shè)計(jì)思路大體為：設(shè)計(jì)方案的選擇，機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，程序的編寫，電路設(shè)計(jì)，修改校核，撰寫說明書和總結(jié)。 本設(shè)計(jì)所要達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)： 1. 可以定時(shí)投擲顆粒狀餌料 2. 可以實(shí)現(xiàn)水溫的自動(dòng)控制 3. 可以實(shí)現(xiàn)水位的自動(dòng)控制 4. 可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)換水 可以實(shí)時(shí)顯示參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù) 5. 第二章第二章 模塊方案選擇模塊方案選擇 2.1 硬件框圖 喂養(yǎng)系統(tǒng)硬件框架圖 2.2 主控芯片模塊 采用 Arduino UNO 作為主控制芯片，該芯片有足夠的存儲(chǔ)空間，可以方便的在線 ISP 下載程序，能夠滿足該系統(tǒng)軟件的需要，該芯片提供了兩個(gè)計(jì)數(shù)器

7、中斷，對于本作品系統(tǒng)已經(jīng)足夠，采用該芯片可以比較靈活的選擇各個(gè)模塊控制芯片，能夠準(zhǔn)確的計(jì)算出時(shí)間，有很好的實(shí)時(shí)性。 而且與傳統(tǒng) 51 相比有如下優(yōu)點(diǎn) (1) 學(xué)習(xí) Arduino 單片機(jī)可以完全不需要了解其內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)和寄存器設(shè)置，僅僅知道它的端口作用即可；可以不懂硬件知識(shí)，只要會(huì)簡單的 C 語言，就可用 Arduino 單片機(jī)編寫程序。 (2) Arduino 軟件語言僅僅需掌握少數(shù)幾個(gè)指令，而且指令的可讀性也強(qiáng)，稍微懂一點(diǎn) C 語言即可，輕松上手，快速應(yīng)用。 (3) Arduino 的理念就是開源，軟硬件完全開放，技術(shù)上不做任何保留。針對周邊 I/O 設(shè)備的 Arduino 編程，很多常用

8、的 I/O 設(shè)備都已經(jīng)帶有庫文件或者樣例程序，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行簡單的修改，即可編寫出比較復(fù)雜的程序，完成功能多樣化的作品。-針對 DIY，做絢麗作品. (4) Arduino 由于開源，也就意味著從 Arduino 相關(guān)網(wǎng)站、博客，論壇里得到大量的共享資源，在共享資訊的輔助下，通過資源整合，能夠加快您創(chuàng)作作品的速度及效率。 (5) 相對其他開發(fā)板，Arduino 及周邊產(chǎn)品相對質(zhì)廉價(jià)優(yōu)，學(xué)習(xí)或創(chuàng)作成本低，重要一點(diǎn)是：燒錄代碼不需要燒錄器，直接用 USB 線就可以完成下載。-針對所有想玩電子編程者 。 總之，Arduino 編程變得簡單更人性化和直觀，沒有單片機(jī)基礎(chǔ)的人也能很快 上手，是一種綜合性

9、較強(qiáng)，開放性較高操作系統(tǒng)。 2.3 溫度測量模塊 LM35LM35 在元器件的應(yīng)用上也只需要一個(gè)是很常用且易用的溫度傳感器元件，元件，只利用一個(gè)模擬接口就可以，難點(diǎn)在于算法上的將讀取的模擬值轉(zhuǎn)換為實(shí)際的溫度。目前，已有兩種型號(hào)的 LM35 可以提供使用。LM35DZ 輸出為 0100，而 LM35CZ 輸出可覆蓋40110，且精度更高，兩種芯片的精度都比 LM35 高，不過價(jià)格也稍高。結(jié)合本設(shè)計(jì)應(yīng)用，我們選擇LM35DZ 即可。規(guī)格參數(shù)，工作電壓：直流 430V；工作電流：小于 133A；輸出電壓：+6V-1.0V；輸出阻抗：1mA 負(fù)載時(shí) 0.1；精度：0.5精度（在+25時(shí)） ；漏泄電流：

10、小于 60A；比例因數(shù)：線性+10.0mV/；非線性值：1/4；校準(zhǔn)方式：直接用攝氏溫度校準(zhǔn)；額定使用溫度范圍：-55+150。引腳說明：電源負(fù) GND；電源正 VCC；信號(hào)輸出 S； 2.4 水位檢測模塊 采用投入式液位計(jì)。投入式液位計(jì)又稱為靜壓投入式液位變送器，是一種測量液位的壓力傳感器由于液體靜壓與該液體的高度成比例，該液位計(jì)就是根據(jù)這一原理采用隔離型擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器作為測量元件，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過高可靠性的放大處理電路及精密溫度補(bǔ)償，將被測介質(zhì)的表壓或絕壓轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電壓或電流信號(hào)。本產(chǎn)品體積小巧，使用安裝方便，直接投入水中即可測量出變送器末端到液面的液位高

11、度。 液位計(jì)。YWZ-200 查資料得，應(yīng)選取 2.5 喂食器模塊 ）驅(qū)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。通1 俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（及步進(jìn)角） 。你可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)你也可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加 MP28GA，具體參數(shù)如下：速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。選型 具體設(shè)計(jì)見下一章內(nèi)）機(jī)械結(jié)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)自己設(shè)計(jì)的食物儲(chǔ)存器里，2 容。 2.6 換水模塊 采用單片機(jī)控制電磁閥定期打開，來控制換水。選用直動(dòng)式電磁閥。直動(dòng)式電磁閥，通電時(shí)，電

12、磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時(shí)，電磁力消失，彈簧把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。翻閱相關(guān)資料，選取JY2303 型號(hào)，其相關(guān)參數(shù)如下：尺寸，25；閥座直徑，25mm；流量系數(shù)，12.0kv；流體壓力范圍 00.8MPa 2.7 顯示模塊顯示模塊：采用七段數(shù)碼管顯示。數(shù)碼管是一類數(shù)字形式的顯示屏，通過對其不方案 1 同的管腳輸入相對的電流，會(huì)使其發(fā)亮，從而顯示出數(shù)字能夠顯示時(shí)間、溫度等參數(shù)。由于它的價(jià)格便宜、使用簡單、在電器，特別是家電領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，但數(shù)10 碼管顯示屏不能顯示漢字。點(diǎn)陣圖形來顯示5x71602LCD 顯示屏。字符型液晶模塊是一種用 2 方案：采用 20

13、2 行 2 行 16 個(gè)字、行字符的液晶顯示器，根據(jù)顯示的容量可以分為 116 個(gè)字、個(gè)字等等。該液晶顯示器體積小、功耗低、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧使用方便，在11 各種儀器儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。顯示屏。該彩屏不僅能夠顯示數(shù)字、字符而且能夠顯示：采用全彩 LED3 方案圖像，性能穩(wěn)定，色彩艷麗，畫面逼真，在手機(jī)，相機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng) 用。但這種顯示屏相比較而言價(jià)格較貴。綜合設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)需要顯示數(shù)字、字符但不需要顯示畫面，為了節(jié)約成本我 2。們采用方案: 1602LCD 主要技術(shù)參數(shù) 顯示容量為 162 個(gè)字符；芯片工作電壓為 4.55.5V；工作電流為2.0mA（5.0V）

14、；模塊最佳工作電壓為 5.0V；字符尺寸為 2.954.35（WH）mm。 1602 液晶接口引腳定義: 接口說明： 1、兩組電源 一組是模塊的電源 一組是背光板的電源 一般均使用 5V 供電。本次試驗(yàn)背光使用 3.3V 供電也可以工作。 2、VL 是調(diào)節(jié)對比度的引腳，串聯(lián)不大于 5K 的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)。本次實(shí)驗(yàn)使用 1K 的電阻來設(shè)定對比度。其連接分高電位與低電位接法，本次使用低電位接法，串聯(lián) 1K 電阻后接 GND。 3、RS 是很多液晶上都有的引腳 是命令/數(shù)據(jù)選擇引腳 該腳電平為高時(shí)表示將進(jìn)行數(shù)據(jù)操作；為低時(shí)表示進(jìn)行命令操作。 4、RW 也是很多液晶上都有的引腳 是讀寫選擇端 該腳電平

15、為高是表示要對液晶進(jìn)行讀操作；為低時(shí)表示要進(jìn)行寫操作。 5、E 同樣很多液晶模塊有此引腳 通常在總線上信號(hào)穩(wěn)定后給一正脈沖通知把數(shù)據(jù)讀走，在此腳為高電平的時(shí)候總線不允許變化。 6、D0D7 8 位雙向并行總線，用來傳送命令和數(shù)據(jù)。 7、BLA 是背光源正極，BLK 是背光源負(fù)極。 1602 液晶的基本操作分以下四種： 第三章第三章 各模塊的具體設(shè)計(jì)各模塊的具體設(shè)計(jì) 3.1 控制模塊 電壓 5v5v 接接地，上圖為 Arduino 的原理圖，接線為 GND 3.2 溫度測量模塊 LM35 是很常用且易用的溫度傳感器元件， LM35 在元器件的應(yīng)用上也只需要一個(gè)元件，只利用一個(gè)模擬接口就可以，難點(diǎn)

16、在于算法上的將讀取的模擬值轉(zhuǎn)換為實(shí)際 的溫度。 與單片機(jī)的連接如圖所示： 3.3 水位檢測模塊水位檢測模塊 系統(tǒng)用液位計(jì)對水位進(jìn)行檢測，當(dāng)魚缸中水位低于預(yù)定值時(shí)，與液位計(jì)相連的單片機(jī)會(huì)發(fā)出信號(hào)，繼電器導(dǎo)通，開關(guān)閉合，便控制電磁閥導(dǎo)通，向魚缸內(nèi)補(bǔ)水，當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)便使電磁閥關(guān)閉，停止補(bǔ)水。 3.4 電機(jī)模塊電機(jī)模塊 該步進(jìn)電機(jī)空載耗電在 50mA 以下，帶 64 倍減速器，輸出力矩比較大，可以驅(qū)動(dòng)重負(fù)載，極適合開發(fā)板使用。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固

17、定的角度一步一步運(yùn)行的。可以通過控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速和定位的目的。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，不但取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的性能，也取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。對步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研究幾乎是與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的研究同步進(jìn)行的。 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)板 UL2003，外形尺寸：3135mm 接線圖 補(bǔ)充：補(bǔ)充：由于喂食器需要定時(shí)向魚缸投入飼料，為了防止因臨時(shí)斷電導(dǎo)致的定時(shí)功能失效問題，我們需要單片機(jī)可以向外部讀取時(shí)間，所以添加了 DS1307。 DS130

18、7 是一款低功耗，具有 56 字節(jié)非失性 RAM 的全 BCD 碼時(shí)鐘日歷實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，地址和數(shù)據(jù)通過兩線雙向的串行總線的傳輸，芯片可以提供秒，分，小時(shí)等信息，每一個(gè)月的天數(shù)能自動(dòng)調(diào)整。并且有閏年補(bǔ)償功能。 有以下特點(diǎn)：可對秒，時(shí)，分，每月的天數(shù)，月份，每周的天數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并具有閏年補(bǔ)償功能；計(jì)年上限 2100；56 字節(jié)非失性的 RAM；兩線串行接口；可編程方波輸出；自動(dòng)掉電檢測和切換電路；在電池備份模式下，功耗小于500nA；工業(yè)級(jí)的工作溫度： -40 到 80；8 腳 DIP 和 SOIC 封裝； 主要參數(shù)： 存儲(chǔ)器配置:64 x 8Bit； 電源電壓范圍:4.5V to 5.5V； 芯

19、片封裝類型:DIP 和 SOP； 針腳數(shù):8； 工作溫度范圍:0C to +70C； 封裝類型:DIP； 工作溫度最低:0C； 工作溫度最高:70C； 中斷類型:全天時(shí)間； 器件標(biāo)號(hào):1307； 器件標(biāo)記:DS1307+； 存儲(chǔ)器容量:56 bytes； 存儲(chǔ)器類型:RAM； 接口類型:Serial, I2C； 時(shí)鐘頻率:32.768kHz； 溫度范圍:商用； 特點(diǎn):方波輸出； 電壓, Vcc 最大:5V； 電源電壓最大:5.5V； 電源電壓 最小:4.5V 類型:RTC 芯片標(biāo)號(hào):1307 表面安裝器件:通孔安裝 輸出數(shù):1 邏輯功能號(hào):1307 DS1307 與 Arduino 的接線 3

20、.53.5 喂食器模塊喂食器模塊 機(jī)械結(jié)構(gòu) 3d 圖如下 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周，喂食器翻轉(zhuǎn)一周，即喂食一次，電機(jī)通過聯(lián)軸器與喂食器相連，通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和頻率來實(shí)現(xiàn)定時(shí)喂食的功能。 聯(lián)軸器的選用，通過查相關(guān)手冊，選用 GH1-15-M 聯(lián)軸器。 步進(jìn)電機(jī)的選用在上文中已介紹過。 喂食器為一個(gè)圓柱體加一個(gè)外殼，外殼內(nèi)放置食物，頂部設(shè)有蓋子用于添加食物，圓柱體的旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)矩輸入軸，圓柱體設(shè)有一個(gè)挖開的不同口，可以在旋轉(zhuǎn)到底部的時(shí)候?qū)⒁欢〝?shù)量的食物投入魚缸，而且能有效防止食物的卡死。 設(shè)計(jì)尚有不足，未經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，只是簡單制作裝配圖。 魚缸的整體結(jié)構(gòu)如下： 3.6 顯示模塊顯示模塊 如上文中

21、2.7 所示，我們選用 1602LCD 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)字和字符的顯示。1602 液晶也叫 1602 字符型液晶它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等的點(diǎn)陣型液晶模塊。內(nèi)置 128 個(gè)字符的 ASCII 字符集字庫，可顯示兩行，每行 16 個(gè)字符，但不能顯示漢字或圖形，只有并行接口，無串行接口。 接線圖如下： 第四章 原理圖 (大圖見打印的圖紙中) 系統(tǒng)電路原理圖 ULN2003APG 驅(qū)動(dòng)芯片原理圖 液位計(jì)機(jī)械圖 顯示部分電路圖 第五章 結(jié) 論 5.1 設(shè)計(jì)總結(jié) 創(chuàng)新點(diǎn) （1）單片機(jī)控制，智能化程度高。 （2）恒溫控制。 （3）水位控制。 （4）定時(shí)換水。 （5）定時(shí)喂食。 （6）顯示 設(shè)計(jì)不足

22、（1）沒有水中氧氣含量檢測裝置，不能獨(dú)立準(zhǔn)確供氧。 （2）沒有無線模塊，不能遠(yuǎn)程控制 本文所設(shè)計(jì)的智能魚缸系統(tǒng)，采用單片機(jī)為控制芯片，實(shí)現(xiàn)定時(shí)定量喂食，實(shí)現(xiàn)水溫、水位的自動(dòng)控制，控制水位，定時(shí)換水等。系統(tǒng)體積小，重量輕，自動(dòng)化程度高，操作簡便，能夠?qū)崿F(xiàn)科學(xué)、自動(dòng)喂養(yǎng)，用戶可以通過按鍵選擇，設(shè)定自動(dòng)喂養(yǎng)系統(tǒng)的各項(xiàng)工作參數(shù)，從而控制喂養(yǎng)系統(tǒng)工作，易學(xué)易用，降低了人力物力成本。在程序上，本設(shè)計(jì)用 C 語言進(jìn)行編程，采用模塊化的編程方法，各模塊間獨(dú)立程度高，避免了模塊間的相互影響，對系統(tǒng)整體進(jìn)行了綜合調(diào)試，運(yùn)行效果良好，設(shè)計(jì)比較完善。 參考文獻(xiàn) 1張海萍.小小水族箱裝著大市場N.市場報(bào),2002-10

23、-21. 2葛華.多功能觀賞魚缸自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)D.南京:東南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,2010.05. 3劉建輝.單片機(jī)智能控制技術(shù)M.北京工坊工業(yè)出版社,2007. 4夏宇聞.Verilog HDL 數(shù)字設(shè)計(jì)教程M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2008,6. 5蘭吉昌.單片機(jī) C51 完全學(xué)習(xí)手冊M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008,10. 6求是科技.單片機(jī)典型模塊設(shè)計(jì)實(shí)例導(dǎo)航第二版M.北京人民郵電出版社,2009. 7雷伏容.51 單片機(jī)常用模塊涉及查詢手冊M.北京清華大學(xué)出版社,2010. 8江志紅.51 單片機(jī)技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)案例精選M.北京清華大學(xué)出版社,2008. 9郭天祥.51

24、單片機(jī) C 語言教程M.北京:電子工業(yè)出版社.2009,12. 10閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社.2006,1. 11唐繼賢.51 單片機(jī)工程應(yīng)用實(shí)例M.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2009,1. 12Atmel Microcontroller Handbook,2001. 13慧仇.手把手教你學(xué) 51 單片機(jī)M.北京 電子工業(yè)出版社, 2009. 14譚浩強(qiáng). C 程序設(shè)計(jì)M. 北京:清華大學(xué)出版社,1991. 15Clive max Maxfiled .The Designed Warriors Guide to FPGAsM.Newnes,2004,6. 附 錄 編程

25、： #include /加載 I2C 通信協(xié)議驅(qū)動(dòng)庫 #include /加載 DS1307 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)庫 #include / 加載步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)庫 #include /加載 1602 液晶顯示器驅(qū)動(dòng)庫 #define STEPS 100/ 設(shè)定步進(jìn)電機(jī)步數(shù) #define outmotor 4/ 設(shè)定排水電磁閥控制口 #define inmotor 5/ 設(shè)定進(jìn)水電磁閥控制口 Stepper stepper(STEPS, 8, 9, 10, 11);/ 指定步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)與控制引腳 int potPin = 0; /定義模擬接口 0 連接 LM35 溫度傳感器 int time=0;/定義初始

26、時(shí)間 int oneday=000;seconds void setup() /系統(tǒng)初始設(shè)置 /設(shè)置各接口初始輸入輸出模式 pinMode(13, OUTPUT); pinMode(outmotor, OUTPUT); pinMode(inmotor, OUTPUT); /步進(jìn)電機(jī)控制模塊初始化設(shè)置 stepper.setSpeed(30);/ 將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)定到 30 RPMs /1602 液晶顯示器初試設(shè)置 LiquidCrystal_I2C lcd(0 x27,16,2);/設(shè)定 1602 液晶顯示器 I2C 地址為0 x27 /顯示模式為 16 字節(jié)雙行顯示 lcd.init(); /初始化 1602 顯示器 lcd.backlight();/啟用 1602 顯示器燈光 void loop() / 反復(fù)運(yùn)行 /檢測到的時(shí)間 /一天 Lcddisplay();/1602 顯示器顯示內(nèi)容函數(shù)（未定義） Getbutton（） ；/按鍵信息獲取函數(shù)（未定義） Systemsetup（） ；/系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置函數(shù)（未定義） 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)如果間隔時(shí)間大于設(shè)置的喂食