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20 个相关毕业设计备选题目

1. 基于 STM32 的智能宠物定时投喂与水位监测系统设计
2. 基于 STM32 单片机的宠物饲养智能控制装置设计与实现
3. 基于 STM32 的水位检测与语音播报宠物喂食系统设计
4. 基于 STM32 单片机的多时段定时投喂设备设计
5. 基于 STM32 的带语音提示宠物饮水投喂一体化系统设计
6. 基于 STM32 单片机的水位自动补水智能饲喂装置设计
7. 基于 STM32 的 OLED 显示定时投喂控制系统设计与实现
8. 基于 STM32 单片机的按键配置式宠物喂养控制系统设计
9. 基于 STM32 的舵机模拟投喂与水位预警系统设计
10. 基于 STM32 单片机的多语音播报智能饲喂设备设计
11. 基于 STM32 的宠物喂养时间校准与定时执行系统设计
12. 基于 STM32 单片机的阈值触发自动加水饲喂装置设计
13. 基于 STM32 的手动‑自动双模式宠物投喂控制系统设计
14. 基于 STM32 单片机的实时时间显示智能饲养终端设计
15. 基于 STM32 的水位传感器采集宠物饲喂控制系统设计
16. 基于 STM32 单片机的 CN‑TTS 语音投喂提醒装置设计
17. 基于 STM32 的五组定时任务宠物饲喂硬件系统设计
18. 基于 STM32 单片机的继电器驱动自动补水控制系统设计
19. 基于 STM32 的多语音选择宠物投喂提醒系统设计
20. 基于 STM32 单片机的嵌入式宠物饲养监测控制装置设计

项目研究背景

随着家庭宠物饲养规模不断扩大，宠物智能化饲养设备的市场需求持续增长，嵌入式单片机技术在小型智能饲养终端上得到广泛应用。传统人工饲养模式下，饲养人员容易因工作、外出等因素错过投喂与补水时间，难以稳定保障宠物的饮食饮水需求。市面上部分简易饲喂设备功能较为单一，大多只具备定时投喂功能，缺少水位监测自动补水、语音提示、多组定时任务配置等配套能力，设备交互方式简陋，时间校准、定时参数调整操作繁琐，数据展示能力不足，无法直观展示时间与水位状态。部分设备缺少手动干预通道，出现异常时无法快速介入控制。依托嵌入式技术的发展，以 STM32 单片机为核心构建小型嵌入式控制终端，能够整合传感器采集、舵机执行、语音播报、按键人机交互等能力。针对传统饲养方式与简易设备存在的痛点，本课题设计一套集水位监测、自动补水、多时段定时投喂、语音提醒、实时信息显示于一体的智能饲喂装置，满足家庭宠物日常饲养的实际使用需求，具备较好的实际应用价值。

摘要

本课题设计一套以 STM32F103C8T6 单片机为核心的智能宠物饲喂控制系统。系统整合水位传感器、SG90 舵机、CN‑TTS 语音模块、OLED 显示屏、继电器水泵驱动模块以及按键外设，实现水位采集、自动加水、多组定时投喂、语音播报、实时时间显示等功能。通过按键完成系统时间校准、五组投喂定时参数配置，支持手动模式控制投喂动作；水位低于阈值时继电器驱动水泵完成自动补水；到达预设投喂时刻，舵机执行模拟投喂动作并播放可选语音提示，OLED 屏幕实时展示系统时间与水位信息。测试结果表明，该系统硬件搭建简单，操作逻辑清晰，运行稳定，能够完成宠物饲养过程中的定时投喂与饮水水位管控，适用于家庭宠物饲养场景，具备一定实用价值。

总体方案

1. STM32F103C8T6 单片机主控板：作为系统核心硬件，负责接收传感器采集信号、处理按键输入逻辑、输出控制信号驱动舵机、继电器、语音模块与 OLED 显示屏。选型理由为该型号外设资源丰富，IO 口充足，开发资料完善，适合本科嵌入式项目开发；使用场景为整个系统的数据运算、逻辑调度，是整套装置的控制中枢。
2. OLED 液晶显示屏：显示设备，用于展示实时系统时间、水位数据，切换不同功能界面。选型理由为功耗低，显示清晰，驱动简单，适合小型嵌入式设备；使用场景为时间校准界面、定时配置界面、正常运行数据显示界面。
3. SG90 舵机：执行机构，依靠旋转角度模拟宠物投喂动作。选型理由为体积小巧，控制简单，成本低，适合模拟投喂的动作仿真；使用场景为到达定时投喂时刻执行投喂动作，手动模式下也可触发舵机动作。
4. Water Sensor 水位传感器：感知硬件，采集当前水位模拟信号，转换为可供单片机识别的数据。选型理由为电路简单，能够实现水位高低检测，满足阈值判断需求；使用场景为实时检测储水容器水位，为自动加水功能提供数据依据。
5. CN‑TTS 语音播报模块：语音输出硬件，接收串口指令播放预设语音文本。选型理由为支持中文文本转语音，串口驱动，配置简单；使用场景为投喂触发时播放三类可选投喂提示语音。
6. 继电器模块与水泵：补水执行硬件，继电器接收单片机电平信号控制水泵启停，实现加水。选型理由为继电器实现弱电控制强电，驱动小型水泵稳定可靠；使用场景为水位低于设定阈值时闭合继电器启动水泵加水。
7. 独立按键 4 个：人机交互外设，完成时间校准、定时参数增减、界面切换、手动控制投喂。选型理由为接线简单，逻辑直观，适合嵌入式设备参数配置；使用场景为系统时间校准、5 组定时投喂时间设置、手动投喂开关、界面切换操作。
8. 计算机设备：开发调试硬件环境，用于 Keil 程序编写、代码编译下载、硬件调试。选型理由为嵌入式开发常规开发设备；使用场景为程序开发、固件烧录、系统调试。

整体硬件架构：以 STM32F103C8T6 单片机为核心，水位传感器、按键作为输入外设接入单片机 IO 口；OLED、SG90 舵机、CN‑TTS 语音模块、继电器‑水泵模块作为输出外设，接收主控输出信号完成显示、动作执行、语音播报、加水操作。

核心功能

基础功能

1. 实时数据 OLED 显示功能

   功能实现效果：OLED 屏幕能够展示系统实时时间以及水位检测数据。操作逻辑：系统上电后自动进入数据显示界面，持续刷新时间、水位信息。用户使用场景：用户观察设备运行状态，直观查看当前时间与水位情况。核心作用：可视化展示系统运行参数。实现目标：稳定刷新时间、水位数据，界面切换正常。

2. 系统时间按键校准功能

   功能实现效果：可以通过按键修改校正系统内部时间。操作逻辑：在数据显示界面按下按键 2 进入时间校准界面，按键 2 切换选中修改位，按键 3 数值增加，按键 4 数值减小，按键 1 保存退出校准界面。用户使用场景：系统时间不准时，用户手动校正时间。核心作用：保障定时投喂的时间基准准确。实现目标：完成时、分等时间参数修改，修改后时间正常走时。

核心功能

3. 五组定时投喂时间配置功能

   功能实现效果：支持设置 5 组独立投喂定时时间。操作逻辑：按键 1 切换至定时设置界面，按键 3、4 选择需要编辑的定时序号，按键 2 进入时间编辑，按键 2 切换修改位，按键 3 加、按键 4 减调整时间，按键 1 保存退出。用户使用场景：用户配置多组每日投喂时间，满足多次喂食需求。核心作用：为定时投喂提供多组时间触发条件。实现目标：5 组定时时间参数可以保存、修改，系统能够识别预设时刻。

4. 舵机模拟定时投喂执行功能

   功能实现效果：到达预设投喂时间后舵机转动模拟投喂，运行指定时长后舵机复位。操作逻辑：系统实时对比当前时间与已配置定时时间，时间匹配时驱动 SG90 舵机转动，达到设定执行时长后舵机恢复初始位置。用户使用场景：到点自动完成模拟投喂动作。核心作用：实现自动化投喂动作仿真。实现目标：定时时刻准确触发舵机动作，执行完成自动复位。

5. 水位检测与自动加水控制功能

   功能实现效果：实时采集水位，水位低于阈值自动启动水泵加水。操作逻辑：水位传感器持续采集水位信号，单片机将采集值与预设阈值对比，水位低于阈值时继电器闭合启动水泵加水；水位回升后停止水泵。用户使用场景：宠物饮水水位不足时自动补水，无需人工看管。核心作用：保障宠物饮水供给。实现目标：阈值判断准确，水泵启停逻辑正常。

6. 投喂语音播报与语音切换功能

   功能实现效果：投喂动作触发时播放语音，支持切换三类播报语音。操作逻辑：定时投喂触发，调用 CN‑TTS 模块播放选中语音，语音选项包含狗狗来吃饭、猫猫来吃饭、快来吃饭了；投喂执行结束停止语音播报。用户使用场景：投喂时语音提醒，适配不同饲养对象。核心作用：投喂语音提示。实现目标：可以切换语音文本，投喂触发语音同步播放。

辅助功能

7. 手动投喂控制功能

   功能实现效果：手动模式下可以按键控制投喂动作开启与关闭。操作逻辑：设备进入手动模式，按下按键 3，直接控制舵机执行投喂动作，再次按下关闭投喂。用户使用场景：用户需要临时手动投喂宠物。核心作用：提供人工干预通道，弥补自动模式的局限。实现目标：按键可以直接启停模拟投喂动作。

技术路线

1. Keil MDK‑ARM 开发工具：用于 STM32 单片机 C 语言程序代码编写、编译、调试、生成固件 hex 文件，为本课题嵌入式程序开发环境。
2. C 语言：嵌入式主控开发编程语言，实现传感器数据读取、按键逻辑处理、定时器时间处理、舵机、继电器、语音模块驱动逻辑，完成系统全部业务逻辑。
3. STM32 标准库：STM32 单片机底层驱动库，简化 GPIO、定时器、串口、ADC 外设配置开发，完成 IO 初始化、定时器计时、ADC 水位采集、串口驱动语音模块。
4. OLED 显示屏驱动程序：实现屏幕初始化、字符显示、多界面绘制，完成时间校准界面、定时设置界面、主数据界面的页面切换与数据刷新。
5. SG90 舵机 PWM 驱动技术：利用单片机定时器输出 PWM 波形，控制舵机转动角度，实现模拟投喂动作与复位动作。
6. ADC 模数采集技术：读取 Water Sensor 水位传感器模拟电压信号，转换为数字量，完成水位高低判断，实现水位阈值检测逻辑。
7. 串口通信技术：单片机通过串口向 CN‑TTS 语音模块发送文本指令，控制语音模块播放指定中文语音。
8. 硬件调试工具（万用表、下载器）：ST‑Link 下载器用于把编译完成固件烧录进 STM32 单片机；万用表用于硬件电路通断、电平检测，用于硬件排错调试。
9. Altium Designer：辅助设计软件，可用于查阅硬件模块电路原理图，理解外设硬件接线逻辑，辅助硬件接线搭建。

项目演示

关于我们

博主本身从事开发软件开发、有丰富的编程能力和水平、累积给上千名同学进行辅导、有自己的独立工作室，目前只专注做自己专业领域的事。团队人员有多年架构师设计经验、多人有参加校企合作经验，被多个学校常年聘为校外企业导师，指导学生毕业设计并参与学生毕业答辩指导，有较为丰富的相关经验。期待与各位高校教师、企业讲师以及同行交流合作。

项目案例

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