毕业设计前的最后一项课程设计，班上同学每人一个题目。我的：音乐马桶。

这次程序倒是不难，也才用了51单片机的两个I/O口，不过方案思路却是推倒老师自立的。假如以后回看有什么问题，加以反思。若是行得通，那就最好。

因为是从WORD复制而来，格式什么的比较花时间，插图错误也要以后慢慢改。（其中51单片机介绍部分抄自网络）

第一章：引言

1.1背景：

上厕所时，声响使使用者尴尬，在公共场合尤为如此。假如能用音乐声盖过声响，则能很好的解决这个问题。音乐马桶的制作源于此。
现在市面上尚无此类产品，实际中解决此问题的方法为公共扬声器播放音乐，在大型超市，高档商城里可见。但对于普通家庭，以及更为广大的公共场所，需要有更为简洁，低成本，易于维护的装置来实现此功能。
以“音乐马桶”作为关键词在网络上进行搜索，与可使用成品相关的信息仅有一些专利，是关于多功能马桶的，这些设计把许许多多功能与马桶相结合，包括淋浴，音乐播放，按摩等等。并没有以音乐播放化解厕所声响作为切入点，所以本次任务成品，能够很好的抓住问题关键，在控制好成本的基础上，解决单一问题。

1.2音乐马桶概述：

音乐马桶是在现在使用的马桶结构中嵌入一个电路模块，通过感应马桶的震动，播放一定时长的音乐。组合成一个模块的电路植入、维护简单，通过震动感应控制可靠有效。

1.3任务要求：

解决上厕所时发出的声音令人尴尬
通过声音感应设备来启动马桶内部的声控开关，当开关启动后，马桶就会自动播放音乐。
声控电路
音乐播放系统
声音感应器
整体电路
软件（程序）

第二章：方案论证

2.1方案1：

声控模块触发，单片机控制，发声模块输出。
优点：满足任务书要求，声控模块常见，常用。在公共厕所内，能够使用多个开关触发同一个音乐模块，节省成本。
否定原因：声控模块复杂，且灵敏度不能很好控制。


由典型的声控电路可以看出，不仅需要声音收录装置小型麦克风，还有声控IC，无疑使得成本增加，集成在一起增加了体积大小，不集成的话要考虑模块间的通讯。较多的周边电路原件使得在厕所的环境中不利于工作，不便于维护。

2.2方案2：

红外光电模块触发，单片机控制，发声模块输出。
优点：将红外模块放置于脚底位置，则可以同时适用于蹲厕和马桶。此外红外一体接受原件结构紧凑，使用方便。
否定原因：红外模块与单片机音乐模块无法集成在一起装入脚下，否则维护困难。若分开则需要考虑各个模块之间的通讯。

2.3方案3：

使用震动开关作为触发，所有模块集成为一块电路板。贴在马桶合适的位置上（实际生产时可以考虑嵌入马桶构造内，留出电池更换口）。
优点：震动开关简单可靠（尺寸：直径4.5mm，体长11mm）完全密封式封装，可防水防尘。对于模块集成有利，使得结构紧凑，且便于维护。同时固体传导震动更为可靠有效。

第三章 硬件设计

3.1原理图绘制与分析
选定采用方案3后，绘制出原理图如下：




系统主要有几个主要部件组成：
MSC-51系列单片机。
音乐模块（连接至单片机P2.1口）。
震动开关（连接至单片机P3.2口）。
系统电源采用三节1.5V干电池供电。
震动开关的开路与导通状态类同于按键开关，因此直接以独立按键方式使用。音乐模块中的IC芯片模块为集成出售的商品，价格十分低廉，建议直接配合周边电路使用。由于该模块工作电压要求为2.5V-4.5V。
为了在4.5V的单片机工作电压下提供稳定的3V左右电压给发声模块，经软件仿真模拟得到：当串联一个常见的47Ω电阻即可将电压稳定在3.16V左右。


仿真效果图如下：

3.2系统硬件构成及功能：

震动开关*1

正确名为：震动传感器。分为弹簧开关与滚珠开关两大类震动开关拥有灵活且灵敏的触发性，能够很好的作为触发开关滚珠开关与弹簧开关最大的区别在于：弹簧开关是感应震动力或离心力的大小，最好为直立使用。而滚珠开关是感应角度的变化，最好平铺使用。可以根据安装在马桶的实际位置，采用合适的种类。
震动开关在静止时为开路状态，当受到外力触碰而达到适当振动力时，或移动速度达到适当离(偏)心力时，导电脚会产生瞬间导通状态，使电气特性改变。而当外力消失时，电气特性恢复开路状态。震动开关分为高敏型、敏感型、标准型、迟钝型，可根据实际调试情况选用不同类型类型，本设计采用敏感型。



















a. 青铜盖
b. 青铜珠子-底层镀镍-表层镀金
c. 青铜管-底层镀镍-表层镀金

音乐模块*1：



外形18.5mm*9.5mm，工作电压2.5V-4.5V， 此种音乐片为上电连续循环发声型，接上放大NPN型三极管可以推动16欧以上扬声器或有源蜂鸣器发声，不接放大可以输出内部音频信号，具体使用与工作原理见以下图示描述