最新版單片機在水泥包裝上的應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計

1、（最新版）單片機在水泥包裝上的應(yīng)用畢業(yè) 設(shè)計目錄第一章水泥自動包裝機的概述1水泥包裝機的分類1水泥包裝機的特占丿、 .1水泥包裝機的工作原理 5第二章系統(tǒng)方案的確30第三章系統(tǒng)方案論證與選型52控制器部分53單片機的選擇53放大電數(shù)據(jù)采集部分53傳感器的選擇 53路和AD轉(zhuǎn)換器的選擇53鍵盤處理部分的方案論證53顯示部分電路設(shè)計 60 第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 時鐘電路與復(fù)位電路 531第 五 章計主程序設(shè)計 序設(shè)計66電源電路53系 統(tǒng) 軟 件 設(shè).子程轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設(shè)計 鍵盤掃描子程序設(shè)計結(jié)論 .71 致謝74獻75 畢業(yè)設(shè)計原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的

2、畢業(yè)設(shè)計，是我個人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文 中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng) 發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫 助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明 并表示了謝意。作者 簽名：日 期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計的印刷本和電子版 本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字 化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下

3、，學(xué) ?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名：日 期：學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨 立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用 的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰 寫的成果作品。對的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已 在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果 本人承擔(dān)。作者簽名：日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文 的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的 復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫

4、進 行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編 本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年 月 日 導(dǎo)師簽名：日期： 年月 日指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評價：一、撰寫過程1、學(xué)生在論文過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神優(yōu) 良 中 口及格 口不及格2、學(xué)生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程 度優(yōu)良中及格不及格3、學(xué)生綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能 力優(yōu)良中及格不及格4、研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性優(yōu) 良 中 口及格 口不及 格5、完成畢業(yè)論文期間的出勤情況優(yōu) 良中 及格 不及格二、論文質(zhì)量1、論文的 整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu) 良 中及格 口不及格2、是

5、否完成指定的論文任務(wù)？口優(yōu) 良 中 及格 口不及格三、論 文水平1、論文的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 口不及格2、 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？優(yōu) 良 中 及格 口不及格3、論文所體現(xiàn)的 整體水平 優(yōu) 良 中 口及格 口 不及格建議成績：優(yōu) 良 中 及格 不及格Single Chip Microxxputer applications in the cement packaging引言隨著全球科技的發(fā)展，發(fā)達國家已經(jīng)把核能技術(shù)、微電 子技術(shù)、激光技術(shù)、生物技術(shù)和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機械 制造技術(shù)中。新的合金材料、高分子材料、復(fù)合材料、無機 非金屬材料等新材料

6、也得到了推廣應(yīng)用，食品水泥包裝機械 的集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。水泥包裝機械行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超 越發(fā)達國家的食品水泥包裝機械，及如何加大自主創(chuàng)新步 伐，力爭在短時間內(nèi)開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)和國際先 進水平的產(chǎn)品，是擺在我國食品水泥包裝機械企業(yè)面前的緊 迫任務(wù)。實用產(chǎn)品包裝的機械化和自動化，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn) 的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經(jīng)濟效益。隨著計算機 技術(shù)的飛速發(fā)展，將微機應(yīng)用于包裝系統(tǒng)，改造傳統(tǒng)的包裝 機械，有利于改造包裝機械的性能，提高包裝設(shè)備的計量精 度、速度和自動化水平。利用自動化裝置控制和管理包裝過 程，使其按照預(yù)先規(guī)定的程序自

7、動進行。第一章 水泥自動包裝機的概述在水泥的生產(chǎn)過程中，包裝是最后一道工序，產(chǎn)品的重 量是否達標(biāo)（50公斤，誤差2%）是一個很重要的指標(biāo)。目前 各縣級的中、小型水泥廠的包裝多是人工的憑經(jīng)驗的包裝， 常出現(xiàn)過重造成浪費，日積月累，也是相當(dāng)可觀的，而過少 又不達標(biāo)，產(chǎn)品不合格，影響工廠信譽。因此，大型的水泥 廠一般都引進了自動裝袋、配料等成套微機控制系統(tǒng)，但它 須大規(guī)模地改建、擴建、配套等。投資大、技改時間長，很 難在中小型水泥廠推廣。介紹的技改、經(jīng)實踐驗證微機自動 控制好，成本、造價低，操作方便等優(yōu)點，特別適合現(xiàn)有的 中、小型水泥廠的技改，略加改造也適用于其它包裝工廠，有推廣價值。水泥包裝機的分

8、類水泥包裝機大都分為固定式和旋轉(zhuǎn)式，固定式水泥包裝機是指1-4嘴包裝機，人工移動插袋來完成水泥的灌裝 ，旋轉(zhuǎn) 式水泥包裝機是指 6-14嘴,人工不動，包裝機旋轉(zhuǎn)來完成插 袋灌裝.旋轉(zhuǎn)式水泥包裝機的配套設(shè)備 ：振動篩，螺旋閘門.給料機，溜槽，包裝機主機，接包輸送 機，正包輸送機，清包輸送機，荷重傳感器，料位控制儀等，有 時也根據(jù)水泥廠不同要求做為配套。水泥包裝機的特點：1）包裝計量準(zhǔn)確，袋重一致性好。于采用簡便的鍵盤 設(shè)定袋重方式，操作工人可方便的將袋重調(diào)整到所需要的重 量，以保證袋重合格率。2）自動化程度高，工人勞動強度低，人工只需完成插袋動作，其余如開閘、灌裝、閉閘、推包等動作均電腦控制，

9、自動完成。3）包裝機在包裝過程中回灰量極小，同時采用了密閉 順流的收塵方式使揚塵減少，操作崗位空氣含塵濃度達到了 環(huán)保和勞動保護的要求，包裝機工作時噪聲低，在其它設(shè)備 開動時幾乎無法察覺包裝機是否在運行，該設(shè)備在正常運行 時噪聲只有7分貝左右。4）采用了單元組合結(jié)構(gòu)，使設(shè)備重量輕，標(biāo)準(zhǔn)化程度咼，備品備件品種少，易購買，易更換。水泥包裝機的工作原理：當(dāng)包裝機工作時，人工將水泥紙袋插到料咀上，同時紙 袋推動了裝在料嘴上方擺桿，使擺桿上的開關(guān)信號接通，向微機發(fā)出啟動信號，微電腦接到信號后，立即啟動主電機， 控制電力液壓推動器打開三位出料閘門，使閘門全開。卸料 室內(nèi)的水泥在水平旋轉(zhuǎn)葉片的加速作用下，靠

10、離心力高速噴出，通過閘、橡膠較管和出料嘴灌入水泥袋內(nèi)，同時傳感 器不斷地將袋內(nèi)水泥重量值轉(zhuǎn)化為電模擬量，經(jīng)運算放大器 放大后，該模擬量送入微電腦，微電腦計算處理。當(dāng)袋內(nèi)水泥裝到45KG時，微電腦便關(guān)閉一位閘，使閘門處于半開位置，水泥以細流狀灌裝，到50KG時再使閘門全部關(guān)閉，此時推包電力液壓推動器動作，從料架上推下水泥包，每裝完一袋水泥后，電腦內(nèi)的累加器自動進行加一計算，并實 現(xiàn)累加產(chǎn)量。計算機的操作過程如下按下啟動鍵，微機顯示運行狀態(tài)。插上紙袋時，插袋信號開關(guān)接通，電腦即自動啟動主電 機，開啟大閘位電力液壓 推動器和小閘位電壓液壓推動器。延時 秒，袋重未達到 5KG時，則說明包裝不正常，電

11、腦會自動關(guān)所有電機。灌裝時包重達45KG時，關(guān)閉大閘位電力液壓推動器。包裝達到50KG時，關(guān)閉主電機、小閘位電力液壓推動器。啟動推包電力液壓推動器至托盤上，重量小于50KG時停推電力液壓推動器，但另一嘴工作在細流灌裝過程時，推 包電力液壓推動器暫緩復(fù)位，以減少對機械的沖擊，以免另 一嘴的計量精度受到影響，造成重量不足，這全電腦自動完 成。累加單嘴包裝數(shù)和總包數(shù)。自動回到運行狀態(tài)，等待插袋信號的到來，完成下一包 灌裝的全過程。第二章系統(tǒng)方案的確立本次設(shè)計是用單片機控制，以實現(xiàn)水泥包裝的自動化。 方案確立原則是在滿足系統(tǒng)功能要求的前提下，力求投資 少、性能高、效益好、方便易用等特點。因此我們的方案

12、是： 采用單片機控制的數(shù)據(jù)采集、處理、送顯并同時輸出控制信 號。系統(tǒng)設(shè)計思路框圖如下：技術(shù)要求：誤差稱重范圍：-1KG+1kg電源電壓：220V50HZ鍵盤：4*4矩陣按鍵 顯示輸出：4個七段顯示 碼傳感器型號：HMD1003型電阻應(yīng)變式稱重傳感器第三章系統(tǒng)方案論證與選型控制器部分單片機的簡介目前單片機的品種很多，其中最具代表性的當(dāng)屬Intel公司的MC51單片機系統(tǒng)。MC 51系列的典型的結(jié)構(gòu)， 完善的總線，SFR的集中管理模式，位操作系統(tǒng)和面向控制 功能的豐富指令系統(tǒng)，為單片機的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。 單片機就是在一塊半導(dǎo)體硅片上集成了微處理器，存儲器和 各種輸入、輸出接口，這樣一塊集成電

13、路芯片具有一臺計算 機的屬性，因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。單片機的選擇本設(shè)計采用的是 AT89C51單片機，89C51單片機是一種 帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能 CMOS位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，89C51單片機與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。 于將多功能8位CPU和閃 爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的 89C51單片機是一 種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性 高且價廉的方案。1）主要特性：與MCS-51兼容4K字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命：1000寫擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間：

14、10年 全 靜態(tài)工作：0Hz-24Hz 三級程序存儲器鎖定 128*8 位內(nèi)部RAM 32可編程10線 兩個16位定時器計數(shù)器 5個中斷 源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 2)引腳圖：AT89C51單片機引腳圖如下圖所示：3)引腳說明：電源引腳：Vcc:典型值+ 5 V。Vss :接低電平。外部晶振：XI、X2分別與晶體兩端相連接。當(dāng)采用外部時鐘信號時。X2接振蕩信號，X1接地輸入輸出口引腳：P0 口： 10雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“1 ”。P1 口 ： 10雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“1 ”。P2口： 10雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“1 ”。P3口 ：

15、 10雙向口。作輸入口時，應(yīng)先軟件置“1”?？刂埔_：RSTVpd ALE-PROG -PSEN -EAVpp 組成了 MSC-51 的控 制總線。RSTVpd復(fù)位信號輸入端。第二功能：加+5V備用電源，可以實現(xiàn)掉電保護RAM言息不 丟失。ALE-PROG（30腳）：地址鎖存信號輸出端。第二功能：編程脈沖輸入。-PSEN:外部程序存儲器讀選通信號。-EAVpp（31腳）：外部程序存儲器使能端。第二功能：編程電壓輸入端。4 ）詳細說明P0 口：是一個8位漏極開路輸出型雙向10端口。作為 輸出端口時，每位能以吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL輸入，對端口寫1時，又可作高阻抗輸入端用。在訪問外部程序或 數(shù)

16、據(jù)存儲器時，它是時分多路轉(zhuǎn)換的地址數(shù)據(jù)總線，在訪問 期間將激活內(nèi)部的上拉電阻。P1 口： P1 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I0端 口。P1 口的輸出緩沖器可驅(qū)動 4個TTL輸入。對端口寫1時， 通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P2 口作輸入口使用時，因為內(nèi)部有上拉電阻， 那些被外部信 號拉低的引腳會輸出一個電流。P2 口： P2 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I0端 口。P2 口的輸出緩沖器可驅(qū)動 4個TTL輸入。對端口寫1時， 通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P2 口作輸入口使用時，因為內(nèi)部有上拉電阻， 那些被外部信 號拉低的引腳會輸出

17、一個電流。在訪問外部程序存儲器時和16位外部地址的外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2 口送出高8位地址。在訪問8位地址的外部數(shù) 據(jù)存儲器時，P2 口引腳上的內(nèi)容，在整個訪問期間不會改變。P3 口： P3 口是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向10端 口。P3 口的輸出緩沖器可驅(qū)動 4個TTL輸入。對端口寫1時， 通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P3 口作輸入口使用時，因為內(nèi)部有上拉電阻， 那些被外部信 號拉低的引腳會輸出一個電流。RST復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALEPR0G當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在F

18、LASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 16。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而 要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此 時，ALE只有在執(zhí)行 MOVX MOVC旨令是ALE才起作用。另 外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。PSEN :外部程序存儲器的選通信號。在外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的PSE N信號將不出現(xiàn)。EAVPP:當(dāng)EA保持

19、低電平時，貝U在此期間外部程序 存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器。注意加密方式1時，EA將內(nèi)部鎖定為 RESET當(dāng)EA端保持高電平時，此間內(nèi)部 程序存儲器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源。XTAL1 :反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作 電路的輸入。XTAL2 :來自反向振蕩器的輸出。數(shù)據(jù)采集部分水泥包裝的數(shù)據(jù)采集部分主要包括稱重傳感器、放大處理電路、AWD轉(zhuǎn)換電路。傳感器的選擇本設(shè)計采用了 HMD100：型電阻應(yīng)變式稱重傳感器。電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片也隨同產(chǎn)生 變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻值將

20、發(fā)生變化，再經(jīng)相應(yīng) 的測量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為電信號，從而完成了將外 力變換為電信號的過程。其工作原理如下圖3-2-1所示：3-2-1稱重傳感器原理圖HMD1003型電阻應(yīng)變式稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)如下：技術(shù)指標(biāo) 型號 綜合誤差 輸出靈敏度單位 mVV 參數(shù)HMD1003± %非線性 重復(fù)性 蠕變 零點溫度漂移 額定輸出溫度漂 移 零點輸出 輸入電阻 輸出電阻 絕緣電阻 推薦激勵電壓 工作溫度范圍 過載能力 量程 防護等級 % % (30min) % % C %C %FS QQ MQ VC %±±±± << << &

21、#177; 1 400 ± 30 350 ± 3 > 5000 512-30+80 150 10200kg IP66 表 3-2-1 HMD1003 型電阻應(yīng)變式稱重傳感器主要技術(shù)指標(biāo)主要特點如下：1、結(jié)構(gòu)簡單，安裝維護方便2、綜合精度高3、結(jié)構(gòu)緊湊4、安裝高度低5、長期穩(wěn)定性好適用于：機電結(jié)合秤、包裝秤、料斗秤放大電路的選擇稱重傳感器輸出電壓振幅范圍 020mV而AD轉(zhuǎn)換的輸 入電壓要求為02V，因此放大環(huán)節(jié)要有 100倍左右的增益。 本設(shè)計擬采用 OP07運算放大集成電路。你設(shè)計的放大電路 如下圖3-2-2所示：圖3-2-2運算放大電路 AD轉(zhuǎn)換器的選擇AD轉(zhuǎn)換部

22、分是整個設(shè)計的關(guān)鍵，這一部分處理不好， 會舍得整個設(shè)計毫無意義。目前，世界上有多種類型的ADC有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型等等。本設(shè)計采用典型的 AD轉(zhuǎn)換器：DC0804 AD轉(zhuǎn)換器主要 技術(shù)指標(biāo)如下：1)高阻抗?fàn)顟B(tài)輸出 (2) 分辨率：8位 (0255) (3) 存取時間：135 ms (4) 轉(zhuǎn)換時間：100 ms (5) 總誤差：-1+1LSB(6) 工作溫度：ADC0804C為 0 度70 度；ADC0804L為-40 度85度(7) 模擬輸入電壓范圍：0V5V (8) 參考電壓： (9)工作電壓：5V (10) 輸出為三態(tài)結(jié)構(gòu) ADC0804弓|腳圖如下圖:鍵盤處理部分方案確立考

23、慮到控制面板按鍵過多，采用矩陣式鍵盤方案：矩陣 式鍵盤的特點是把檢測線分成兩組，一組為行線，一組為列線，按鍵放在行線 和列線的交叉點上。圖給出了4*4的矩陣鍵盤結(jié)構(gòu)的鍵盤接口電路。圖中的每一個按鍵通過不同的行線和列線與目錄第一章水泥自動包裝機的概述1水泥包裝機的分類1水泥包裝機的特占丿、 .1水泥包裝機的工作原理 5第二章系統(tǒng)方案的確30第三章系統(tǒng)方案論證與選型52控制器部分53單片機的選擇53數(shù)據(jù)采集部分 53傳感器的選擇53路和AD轉(zhuǎn)換器的選擇53鍵盤處理部分的方案論證53顯示部分電路設(shè)計 60第四章 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 66時鐘電路與復(fù)位電路 53電源電路 531第 五 章系 統(tǒng) 軟計主程

24、序設(shè)計 序設(shè)計轉(zhuǎn)換啟動及數(shù)據(jù)讀取程放大電件 設(shè)子程序設(shè)程序設(shè)結(jié)計 鍵盤掃描子計論.71 致謝74獻75畢業(yè)設(shè)計原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計，是我個人在指導(dǎo)教 師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文 中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng) 發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫 助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明 并表示了謝意。作者 簽名：日 期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計的印刷本和電子版 本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計的印刷本和電