《基于STC89C52單片機的新型物料自動配比管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)》6900字

基于STC89C52單片機的新型物料自動配比管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)摘要本文按照新型物料自動配比系統(tǒng)的設(shè)計特點來深入研究，設(shè)計了一種以STC89C52為其主控控制芯片的新型物料自動配比管理系統(tǒng)。分析了該系統(tǒng)的基本工作原理及其用于提高系統(tǒng)性能的技術(shù)手段，研究了該系統(tǒng)驅(qū)動模塊的驅(qū)動、吸收、保護及自動控制等多個相關(guān)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)采用壓力傳感器測試了壓力托盤受到的壓力，然后通過橋電阻的形變，將物理值轉(zhuǎn)化為信號值，再將信號值通過A/D轉(zhuǎn)換后，得到的結(jié)果作為反饋值輸入單片機進行PI運算，這樣，我們就可以得到物料的質(zhì)量，并且實現(xiàn)對直流電機的轉(zhuǎn)動的控制。關(guān)鍵詞：STC89C52；物料自動配比；壓力傳感器目錄TOC\o"1-3"\h\u31430緒論 軟件設(shè)計3.1系統(tǒng)軟件編程環(huán)境介紹本次軟件編程我們選擇使用C語言，編譯環(huán)境采用Keilc51，選擇keilc51的原因是因為它是一種我們編譯開發(fā)比較常用到的工具，它不僅僅支持ARM微處理器，它還支持各種型號的微型計算機，包括51微控制器，是開發(fā)人員們最喜歡的開發(fā)軟件，STC-ISP是一個在中文操作界面下的在線下載平臺。我們在本次設(shè)計中選用USB下載線，將調(diào)試好的C語言機器碼下載下來，傳入到單片機的片內(nèi)FLASH，并且它還具有可以在線修改的特點。編程界面以及程序下載界面如下圖13所示圖13系統(tǒng)程序編譯調(diào)試操作界面圖圖14系統(tǒng)程序下載界面操作示意圖如圖14所示，應(yīng)該正確選擇下載行的COM端口號，具體對應(yīng)的端口號。具體對應(yīng)的端口號可以在設(shè)備管理器中找到。在ISP下載界面選擇“COM4”。3.2系統(tǒng)主程序設(shè)計系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用模塊結(jié)構(gòu)，各功能模塊相互獨立，試運行方便。系統(tǒng)在寫代碼之前，首先要畫流程圖。各個模塊進行初始化以及進行數(shù)據(jù)調(diào)用、分析、判斷、處理都要依賴主程序來實現(xiàn)，具體流程圖如下所示圖15系統(tǒng)主程序流程圖3.3系統(tǒng)子程序設(shè)計本次設(shè)計系統(tǒng)的子程序由信號采集、液晶顯示、按鍵掃描三部分構(gòu)成，以下分別對子程序進行分析和說明。3.3.1信號采集子程序設(shè)計信號采集程序通過HX711對壓力傳感器傳輸過來的信號進行放大，將其轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳送給單片機。HX711的工作時序圖如下圖16所示圖16HX711模塊工作時序圖圖16顯示的是用于控制711數(shù)據(jù)通信模塊的引腳PD_SCK和DOUT，若OUT處于高電平位置，則說明A/D轉(zhuǎn)換工作還沒有完成。這時，PD_SCK處于低電平狀態(tài)。等待DOUT由高電平位改變?yōu)榈臀?，?jīng)過T1時間，記錄脈沖個數(shù)，從DOUT下降邊緣到PD_SCK脈沖上升邊緣所需要的時間即為T1，T1的值通常為0.1us或更多。所得到脈沖數(shù)目與所選擇的信道和增益倍數(shù)相關(guān)聯(lián)，他們之間的關(guān)系如下表2所示。表2脈沖個數(shù)和通道及增益倍數(shù)關(guān)系表3.3.２液晶顯示子程序設(shè)計LCD子程序主要包括液晶重置接口的處理和內(nèi)容更新的操作，此部分的軟件程序流程如下圖所示。圖17系統(tǒng)液晶顯示子程序流程圖3.3.3按鍵掃描子程序設(shè)計按鍵設(shè)置子程序主要應(yīng)用于中段模式，如果系統(tǒng)檢測到按鍵信號輸入的存在，系統(tǒng)將觸發(fā)按鍵失效功能，設(shè)置后跳出中斷程序，部分流程圖如下圖所示。圖18按鍵設(shè)置子程序流程圖4系統(tǒng)測試4.1系統(tǒng)測試當(dāng)我們完成了所有軟件和硬件上的調(diào)試時，就可以進行本系統(tǒng)設(shè)計的具體操作。實驗過程描述如下：首先我們的設(shè)計有兩個托盤，其中含有兩個橋式電阻，當(dāng)我們在兩個電子稱上施加壓力時，會使橋式電阻產(chǎn)生微弱形變，產(chǎn)生電壓，電壓傳送到HX711后，會得到放大后的信號，壓力值會傳送給單片機進行計算。測試具體步驟如下。插入電源usb口，為了使HX711能夠穩(wěn)定的運行，我們在設(shè)計中加入了延時程序。2)液晶顯示數(shù)字后開始調(diào)試，對兩個壓力托盤施加壓力，液晶上會顯示具體的壓力值。3)按下檢測按鈕，傳送皮帶開始轉(zhuǎn)動，施加壓力，液晶顯示數(shù)字，當(dāng)?shù)谝粋€數(shù)字小于2KG，1號電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動，大于2KG，1號電機停止轉(zhuǎn)動。4)同理，小于4KG，2號電機繼續(xù)轉(zhuǎn)動，大于4KG，2號電機停止轉(zhuǎn)動。5)按下停止按鈕，測試結(jié)束。4.2問題與處理1）需要電源的器件的極性問題：對于需要電源器件需要注意它的極性問題，如果我們將它的極性接反則極有可能導(dǎo)致元器件炸裂，比如說常用的電解電容，一旦我們將它的極性接反，在接入電源后就很容易造成電容爆炸。此外，STC89C52單片機以及液晶顯示屏也要注意引腳順序，萬一將電源引腳位置接錯，很容易燒壞我們的單片機和顯示器。2）元器件焊接組裝的問題：我們在焊接過程中應(yīng)當(dāng)首先焊接體積小的元器件，因為他們拆卸比較方便，即使焊錯，拆卸過程中不容易出現(xiàn)拆毀，避免造成浪費。其次，對于STC89C52以及液晶顯示屏，要首先焊接芯片底座，在確保電路焊接無誤后才能將他們插上去，這是因為他們相對來說比較貴重。其次，對于容易發(fā)熱的元器件，要把它焊接的位置遠離其他元器件，防止因該元器件發(fā)熱影響到其他元器件的工作。3）短路問題：短路對于電路板的損傷是非常大的，有可能會導(dǎo)致所有有電源的器件全部燒毀，所以在我們完成實物組裝之后，不能因為心急，直接連通電源。首先需要使用萬用表對各個帶電源的器件的電源段和接地端進行測試，判斷其是否通斷，這樣，在確保沒有短路的情況下，才能進行接通電源測試。結(jié)論在當(dāng)今這個計算機以及電子工程科學(xué)技術(shù)飛速進步的時代，單片機技術(shù)也在不斷完善中日益成熟。單片機的體積小，質(zhì)量輕，可以應(yīng)用于多種場合。利用單片機設(shè)計的自動物料配比系統(tǒng)，正在用于軍工制造，企業(yè)生產(chǎn)，科技研發(fā)等各個領(lǐng)域。對于未來，我相信它將廣泛運用于各種與人們生活相關(guān)的領(lǐng)域中。經(jīng)過在網(wǎng)上查閱資料學(xué)習(xí)，詢問導(dǎo)師，最終在坎坷中完成了本次設(shè)計。由于本人知識能力和專業(yè)水平的限制，本次制作相對簡單。該設(shè)計的優(yōu)點是它安裝方便，拆卸簡單，操作迅速，在進行測試時，都發(fā)揮了其正常表現(xiàn)，隨著壓力的變化，皮帶軸正常啟動或停止。但缺點也是特別明顯的，該設(shè)計的配料過程還需要人為輔助，做不到完全意義上的自動配料，因此，希望在未來的工作學(xué)習(xí)中，我能提升自己的能力，學(xué)習(xí)更多專業(yè)知識，研究出可以真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的設(shè)備。參考文獻徐曉磊，翟娟，徐狀.基于PLC和單片機的多功能物料傳送控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].軟件，2020，41(03):18-20+55.

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