STM32智能垃圾桶：四种控制模式实战开发

简介

从零到一打造企业级智能垃圾桶系统，实现按键、语音、红外、蓝牙多模式控制。本项目采用STM32F103C8T6作为主控芯片，通过模块化设计整合多种控制方式，确保系统稳定、高效且易于维护。文章将提供完整硬件连接方案、代码实现细节及企业级开发技术，帮助开发者掌握智能垃圾桶的核心控制逻辑。

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一、项目概述与技术方案

智能垃圾桶通过整合多种控制方式，提升用户体验和系统灵活性。本项目采用STM32F103C8T6作为主控芯片，支持按键、语音、红外和蓝牙四种控制模式。系统架构分为四个核心模块：主控单元、传感器模块、驱动模块和通信模块。主控单元负责处理各模块数据并协调动作；传感器模块包括红外检测、超声波测距和语音识别；驱动模块主要控制舵机开合垃圾桶盖；通信模块实现蓝牙远程控制功能。

项目技术优势：采用模块化设计，各功能独立且易于扩展；实现多模式控制逻辑，蓝牙指令优先级最高；加入电源管理功能，支持锂电池供电和低功耗模式。本方案以企业级开发标准为指导，确保代码的可维护性、可扩展性和低功耗特性。

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二、硬件配置与连接方案

1. 主控单元

STM32F103C8T6是核心控制芯片，工作频率为72MHz，提供足够的处理能力。它集成了多个通信接口和定时器，满足传感器数据采集和驱动控制需求。以下是关键引脚分配：

功能模块	STM32引脚	复用功能
蓝牙模块HC-05	PB10(RX)、PB11(TX)	USART1
语音模块SU-03T1	PC12(TX)、PD2(RX)	USART5
红外传感器HC-SR501	PB14	外部中断LINE14
舵机控制	PA0	TIM2_CH1 PWM输出

2. 传感器模块

传感器模块包括红外检测、超声波测距和语音识别：

• 红外传感器（HC-SR501）：通过PB14引脚连接，配置为外部中断（下降沿触发），检测人体接近。
• 超声波传感器（HC-SR04）：Trig引脚接PA1，Echo引脚接PA6，使用TIM3的输入捕获功能测量回波时间。
• 语音识别模块（SU-03T1）：通过UART5（PC12/TX、PD2/RX）与STM32通信，波特率9600，用于识别预设语音指令。

3. 驱动模块

驱动模块主要控制垃圾桶盖的开合：

• 舵机驱动：采用SG90舵机，通过TIM2生成50Hz PWM信号（PA0），控制角度范围0°至180°。
• 电源管理：舵机需外接5V电源（共地），主控STM32F103C8T6由3.3V锂电池供电。

4. 通信模块

蓝牙模块HC-05用于远程控制：

• 通过UART1（PB10/RX、PB11/TX）连接STM32，波特率115200。
• 需配置HC-05为从机模式，使用AT指令实现手机APP通信。

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三、软件开发与实现

1. 系统初始化与配置

系统初始化包括时钟配置、GPIO配置、定时器配置和串口配置：

// 初始化STM32时钟
void SystemClock_Config(void) {
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
    RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource =