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编号：
T4302310M
设计简介：
本设计所研究的是实现一宠物自动喂食器，即先将宠物饲料放入其中，通过设定5个喂食时间点，当到达这一时间点后，系统发出喂食信号（蜂鸣器）吸引宠物，自动进行喂食。
本设计主要研究如何设定5个时间点并发出喂食信号，并且通过水位传感器检测是否有水如果在无水的情况下开启水泵进行加水。
到了宠物喂食的时间后在根据食物剩余量判断是否需要控制步进电机进行喂食。
记录宠物体重，可以根据体重改变喂食量。所有的参数可以通过蓝牙模块把当前的数据传输到手机端进行显示和控制。
基于STM32F103单片机的宠物喂食系统设计，通过集成多种传感器和控制模块，提供了宠物喂食、水位监测和远程控制功能。下面是每个部分的简单功能概述：
中控部分（STM32F103单片机）
- 核心控制器：作为整个系统的核心，负责协调输入和输出，处理数据和控制逻辑。
- 数据采集：接收来自水位传感器、HX711称重模块、时钟模块和独立按键的数据。
- 数据处理：根据传感器数据和用户操作指令，控制喂食、水泵和定时设置。
- 控制输出：根据处理结果，控制OLED显示模块、N-MOS管、ULN2003步进电机驱动、ECB02蓝牙模块和蜂鸣器。
输入部分
- 水位传感器：检测宠物饮水的水位，确保宠物有充足的水源。
- HX711称重模块：检测食物量和宠物体重，为合理喂食提供依据。
- 时钟模块：提供实时时间，用于设置喂食的定时任务。
- 独立按键：提供用户交互界面，用于切换界面、开关喂食、设置定时时间和修改时间、开关水泵。
- 供电电路：为整个系统提供稳定的电源，确保系统正常运行。
输出部分
- OLED显示模块：显示宠物的体重、喂食量、水位和定时信息，以及时间设置，提供直观的用户界面。
- N-MOS管控制输出：控制水泵的工作，为宠物自动加水。
- ULN2003步进电机驱动及其芯片：模拟喂食动作，按照设定的时间和量自动喂食。
- ECB02蓝牙模块：将宠物的体重、喂食量、水位等数据上传至手机端，并允许通过手机进行远程控制。
- 蜂鸣器：在喂食时发出提醒声音，通知宠物前来进食。
实物调试
5.1 电路焊接总图
首先在AD中根据各个模块画出原理图，然后导出PCB进行连线，最后通过嘉立创进行打板。板子到手之后就是焊接过程，第一部分是电源模块，将电源接口、电源开关、1k电阻、两个电容进行滤波和一个指示灯依次焊接，焊接好之后插入Type-C电源，指示灯点亮，电源模块测试正常。第二部分是显示模块，排母焊接好后，将OLED显示屏插入排母。第三部分是单片机最小系统板，因为最小系统板已经引出了程序烧录接口和自带复位电路，所以只要焊接两个排母将单片机最小系统板插入排母。第四部分是按键。第五部分为LED灯。第六部分是步进电机。第七部分是称重模块。第八部分是时钟模块。第八部分是蓝牙模块。下图5-1为焊接完整实物图：
图5-1电路焊接总图
5.2 蓝牙连接测试
如图5-2所示，为蓝牙连接测试图。
图5-2 蓝牙连接测试图
5.3 喂食信息显示
如图5-3，显示宠物体重、食物质量、水位等。
图5-3 宠物喂食信息显示图
5.4 定时设置测试
如图5-4为喂食定时设置测试图。
图5-4定时设置测试图
5.5 时间设置
如图5-5所示为时间设置显示。
图5-5 时间设置显示图
仿真调试
6.1仿真总体设计
仿真设计总体包括32单片机芯片、OLED显示屏、按键、蜂鸣器、蓝牙模块、步进电机。
图6-1 仿真设计总图
6.2 蓝牙串口显示
如图6-2所示，为蓝牙串口显示。
图6-2蓝牙串口显示图
6.3喂食信息显示
如图6-3所示，为喂食信息显示。
图6-3喂食信息显示图
6.4 时间设置
如图6-4所示，为时间设置。
图6-5时间设置图
设计说明书部分资料如下
设计摘要：
随着人们生活节奏的加快，越来越多的人选择养宠物来陪伴自己。然而，由于工作忙碌、出差等原因，主人无法时刻照顾宠物的饮食需求，给宠物的健康带来了一定的困扰。为了解决这个问题，本文设计了一款基于单片机的宠物自动喂食器。通过预先设置喂食时间和食物量，能够实现自动定时喂食，保障宠物的饮食需求，为宠物主人提供便利。
首先，本文介绍了宠物自动喂食器的市场需求和背景。随着人们生活水平的提高，养宠物已经成为现代家庭的常态。然而，忙碌的工作和生活使得主人无法时刻照顾宠物的饮食需求，而宠物的饮食健康又直接关系到宠物的生长发育和身体健康。因此，设计一款宠物自动喂食器，减轻主人的负担，成为当下的市场需求。
其次，本文详细介绍了宠物自动喂食器的设计方案。首先，使用单片机作为控制核心，实现对喂食器的控制和定时功能。其次，采用步进电机作为喂食器的运动部件，确保准确的食物投放量和精确的喂食时间。在电路设计方面，使用电源管理电路和稳压电路确保系统的稳定性和安全性。同时，配备触摸屏和显示屏，方便用户进行设置和查看喂食信息。
然后，本文详细阐述了宠物自动喂食器的工作原理和具体操作步骤。通过设置喂食时间和食物量，用户可以根据宠物的需求进行合理的设置。在设定时间到来时，单片机控制步进电机转动，精确投放食物到宠物的饭碗中。同时，系统会记录喂食的次数和喂食的时间，方便用户进行查看和管理。
最后，本文对宠物自动喂食器进行了实验验证和安全性分析。通过实验可以验证宠物自动喂食器的正常工作和准确性，保证宠物能够按时获得食物。同时，分析了宠物自动喂食器的安全性，采取了防护措施确保宠物和用户的安全。
综上所述，基于单片机的宠物自动喂食器可以有效解决主人繁忙无法照顾宠物饮食的问题。通过预先设置喂食时间和食物量，实现自动定时喂食，保障宠物的饮食需求和健康，为宠物主人提供便利。这种设备的开发和应用，不仅满足了人们对于养宠物的需求，也推动了宠物市场的发展和智能化的进步。
关键词：单片机；蓝牙模块；人机交互；称重模块；时钟模块；步进电机
字数：11000+
目录：
摘 要
1 引 言
1.1 选题背景及实际意义
1.2 国内外研究现状
1.3 课题主要内容
2 系统设计方案
2.1 系统整体方案
2.2 单片机的选择
2.3 电源方案的选择
2.4 显示方案的选择
3系统设计与分析
3.1 整体系统设计分析
3.2 主控电路设计
3.3 显示模块
3.4 蓝牙模块
3.6 HX711称重模块
4 系统程序设计
4.1 编程软件介绍
4.2 主程序流程设计
4.3 按键函数流程图
4.4 显示函数流程图
4.5 监测函数流程图
4.6 显示函数流程图
4.7 处理函数流程图
5 实物调试
5.1 电路焊接总图
5.2 蓝牙连接测试
5.3 喂食信息显示
5.4 定时设置测试
5.5 时间设置
6 仿真调试
6.1仿真总体设计
6.2 蓝牙串口显示
6.3喂食信息显示
6.4 时间设置
结 论
参考文献
致 谢
