單片機課程設計之傳送帶送料系統(tǒng)

1、單片機課程設計報告課程題目：傳送帶送料系統(tǒng)系部：電氣工程系專業(yè)：電氣自動化班級：* 姓名： * * *學號：* 指導教師： *日期：2022 年 6 月 10 號 10名目第 1 章 概述設計的目的與意義單片機概述與應用第 2 章 設計原理設計要求與根本思路設計方案選擇選擇依據設計框圖設計原理圖第 3 章 硬件電路設計時鐘電路復位電路輸入電路輸出電路顯示電路、報警電路擴展電路第 4 章 程序設計程序設計思路與流程圖程序清單與代碼4. 3 程序調試第 5 章 元件明細表第 6 章 總結與致謝參考文獻至少 6 種一：概述設計目的與意義傳送帶機廣泛地應用于礦山、冶金、碼頭和化工等行業(yè),對于散裝的固態(tài)

2、原料(如礦石、水泥、煤粉等)進展自動輸送,特別適合于高溫,高空和有害環(huán)境下的作業(yè)。傳送帶送料系統(tǒng) 就是通過電機帶動負載傳送帶，把需要的物料進展傳送。在當今的社會中，傳送帶已經是現(xiàn)代工業(yè)的高速進展中不行或缺的一種智能化器材。本次設計這個傳送帶送料系統(tǒng)的目的 是通過單片機系統(tǒng)使得原料在進料到出料有一個更為準確的時間把握以及讓傳送帶不連續(xù) 的供料和統(tǒng)計出來原料經過次數(shù)，每次卸料的時間。單片機概述與應用單片機是指集成在一個芯片上的微型計算機，它包括CPU、存儲器(RAM、ROM)、根本輸 入/輸出簡稱I/O接口電路、定時/計數(shù)器和中斷系統(tǒng)等，都制作在一塊集成芯片上，構 成一個完整的微型計算機又稱微把握

3、器。它實質上是一個芯片，具有構造簡潔、把握功 能強、牢靠性高、體積小、價格低等優(yōu)點，單片機技術廣泛的應用于工業(yè)把握、智能化儀器、家用電器、電子玩具等各個領域。單片機的應用：目前單片機滲透到我們生活的各個領域，幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。的導航裝置，飛機上各種儀表的把握，計算機的網絡通訊與數(shù)據傳輸，工業(yè)自動化過程的實時把握和數(shù)據處理，廣泛使用的各種智能IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)， 錄像機、攝像機、全自動洗衣機的把握， 以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。更不用說自動把握領域的機器人、智能儀表、醫(yī)療器械以及各種智能機械了。因此，單片機的學習、開發(fā)與應用將造就一批計算

4、機應用與智能化把握的科學家、工程師。單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化治理及過程把握等領域，大致可分如下幾個范疇：智能儀器單片機具有體積小、 功耗低、把握功能強、 擴展機敏、微型化和使用便利等優(yōu)點， 廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、電流、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。承受單片機把握使得儀器儀表數(shù)字化、智能化、微型化，且功能比起承受電子或數(shù)字電路更加強大。例如周密的測量設備電壓表、功率計，示波器，各種分析儀。工業(yè)把握單片機應用系統(tǒng)是以單片機為核心，配以輸入、輸出、顯示等外圍接

5、口電路和軟件，能實現(xiàn)一種或多種功能的應用系統(tǒng)。其應用系統(tǒng)是由硬件和軟件兩局部組成。硬件是應用系統(tǒng) 的根底，軟件是在硬件的根底上，對其資源進展合理調配和使用，把握其依據肯定挨次完成 各種時序、運算或動作，從而實現(xiàn)應用系統(tǒng)所要求的任務。單片機具有體積小、把握功能強、功耗低、環(huán)境適應力量強、擴展機敏和使用便利等優(yōu)點，用單片機可以構成形式多樣的把握系統(tǒng)、數(shù)據采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)、無線感知系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、機器人等應用把握系統(tǒng)。例如工廠流水線的智能化治理，電梯智能化把握、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網構成二級把握系統(tǒng)等。家用電器現(xiàn)在的家用電器廣泛承受了單片機把握，從電飯煲、洗衣機、電冰箱、空調機、

6、彩電、其他音響視頻器材、再到電子秤量設備和白色家電等。網絡和通信現(xiàn)代的單片機普遍具備通信接口，可以很便利地與計算機進展數(shù)據通信，為在計 算機網絡和通信設備間的應用供給了極好的物質條件，現(xiàn)在的通信設備根本上都實現(xiàn)了單片靈巧能把握，從手機， 機、小型程控交換機、樓宇自動通信呼叫系統(tǒng)、列車無線通信、再到日常工作中隨處可見的移動 ， 集群移動通信， 無線電對講機等。醫(yī)用設備領域單片機在醫(yī)用設備中的用途亦相當廣泛， 例如醫(yī)用呼吸機， 各種分析儀， 監(jiān)護儀， 超聲診斷設備及病床呼叫系統(tǒng)等等。模塊化系統(tǒng)某些專用單片機設計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進展模塊化應用，而 不要求使用人員了解其內部構造。如音

7、樂集成單片機，看似簡潔的功能，微縮在純電 子芯片中有別于磁帶機的原理，就需要簡單的類似于計算機的原理。如：音樂信 號以數(shù)字的形式存于存儲器中類似于ROM，由微把握器讀出，轉化為模擬音樂電信號類似于聲卡。在大型電路中，這種模塊化應用極大地縮小了體積，簡化了電路，降低了損壞、錯誤率，也便利于更換。汽車電子單片機在汽車電子中的應用格外廣泛，例如汽車中的發(fā)動機把握器，基于CAN 總線的汽車發(fā)動靈巧能電子把握器、 GPS 導航系統(tǒng)、 abs 防抱死系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、胎壓檢測等。此外，單片機在工商、金融、科研、教育、電力、通信、物流和國防航空航天等領域都有著格外廣泛的用途。二：設計原理設計要求與根本思路傳送

8、帶送料系統(tǒng)根本要求：原料從進料口到料位的時間為 20s，卸料時間為 10ms。設計一個把握系統(tǒng)，使傳送帶不連續(xù)的供料。并統(tǒng)計出來原料經過次數(shù)，每次卸料時紅燈閃2ms 爍 2ms ，5 次后熄滅。根本思路：單片機把握傳送帶系統(tǒng)實際上是對步進電動機的把握，傳送帶系統(tǒng)實際上就是步進電動機帶動履帶使其對物料的傳送。因此把握傳送帶就應當是把握步進電動機的轉 動，所以在對傳送帶送料時只要用單片機把握步進電動機就行了。對于題目的要求理解：單片機帶動電動機，在進料口到料位是電動機在運轉，轉動 20s，而后卸料就是電機停頓轉動，時間把握在10ms，再電機停頓轉動的過程中發(fā)光LED紅燈 亮 10ms閃五次，每次

9、2ms，記錄原料經過的次數(shù)時還得在單片機上接入數(shù)碼管。設計方案選擇選擇依據單片機的選擇：51 單片機，時鐘晶振電路的晶振頻率設計為12MHz，復位電路承受上電復位電路，電源電路選擇電壓Vcc=+5V。51 單片機的接口選擇：P1.7 口接入紅燈的把握，P0.0P0.7 口接數(shù)碼管，P1.0 接驅動器進而把握異步電動機的轉動。設計框圖典型步進電動機把握系統(tǒng)如下圖：變頻信號源是一個脈沖頻率由幾赫茲到幾千赫茲可連續(xù)變化的信號發(fā)生器，它為脈沖安排器供給脈沖序列。脈沖安排器則依據方向把握信號把脈沖信號按肯定的規(guī)律關系加到脈沖放大器上進展放大，以驅動步進電動機的轉動。在這種把握方式中，把握步進電動機運轉的

10、時序脈沖完全由硬件產生，對于不同相數(shù)的步進電動機及同一型號電機的不同把握方式需要不同的規(guī)律部件。所以其通用性差，本錢高。假設用單片機來把握步進電機，則可以很便利的使不同相數(shù)的步進電機按任意一種可以的通電方式進展把握。進而讓步進電動機帶動負載傳送帶進展對傳送帶的把握。原理圖如下圖 2。在該把握系統(tǒng)中，單片機的主要作用就是供給步進電動機的時序脈沖串，每當步進電動機從脈沖輸入線上的到一個脈沖，便沿著時序脈沖所卻確定的方向進一步。設計原理圖三：硬件電路設計時鐘電路在 51 單片機內部有一個高增益反相放大器，其輸入端引腳為 XTAL1，其輸出端引腳為XTAL2。只要在XTAL1 和XTAL2 之間跨接晶

11、體振蕩器和微調電容，就可以構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，如下圖：片內振蕩器等效元件。外接晶體以及電容 C1、C2 通常選用 30pF 左右， 外接陶瓷諧振器時通常選用 47pF。晶振應盡量靠近單片機，以削減寄生電容，提高晶振穩(wěn)定性。假設承受外部振蕩器則外部振蕩器的信號應接到單片機的XTAL2，XTAL1 應接地。由于 XTAL2 端的規(guī)律電平不是TTL 電平，使用時應外接一個 10K 左右的上拉電阻。復位電路在振蕩器處于運動狀態(tài)時，假設在單片機的 RST 引腳保持 2 個機器周期的高電平， 則單片機內部將執(zhí)行復位操作，以后每個周期執(zhí)行一次，直至 RST 端變低，為保證單片機牢靠復位，設計復位電路時

12、就必需考慮 VCC 的上升時間和振蕩器建立時間，通常使 RST 端持續(xù)20ms 以上的高電平，復位后單片機從程序存儲器ROM的地址 0000H 處開頭運行。而且， 復位后，ALE 和 PSEN 為高電平，內部RAM 不受復位的影響，但此時內部RAM 的狀態(tài)不確定。常見的復位電路有好多種，其中的用途和要求也各有所異，大致可以分為兩類：上電復位電 路和按鍵復位電路。a上電復位電路輸入電路電源電路，供給電源的再輸入電路中，兩個按鍵分別是模擬傳送帶在送物體似的信號，按一下表示檢測到一個物體的到來進而模擬當物料降臨時傳送帶的停轉，記載物體經過的次數(shù)。而另一個按鈕是 模擬當時間到時，也就是卸料 10ms

13、后的開頭持續(xù)的循行，這里表示的是清零信號按鈕。輸出電路LED 紅燈閃耀記錄物料經過的次數(shù)的數(shù)碼管顯示電路驅動器連接勵磁開關帶動電機的轉動輸出電路主要是用來表達系統(tǒng)中的每一個要求的設計，在輸出電路中有 LED 紅燈閃耀紅燈閃耀 2ms閃 5 次，記錄物料經過的次數(shù)的數(shù)碼管顯示電路統(tǒng)計出原料進過的次數(shù)以及驅動器連接勵磁開關帶動電機的轉動進而帶動傳送帶的轉動來到達要求。擴展電路在擴展電路中弄一個上拉電阻，來保證記錄物料經過的次數(shù)的數(shù)碼管顯示。四：程序設計程序設計思路與流程圖開頭電機運轉進料口(開頭進料)原料經過時計數(shù)時間為 20s卸料位卸料時間 10ms紅燈閃耀 2ms五次電機停轉程序清單與代碼/*

14、/單片機工作后，電機始終工作，每過20S，次數(shù)加一，且燈閃 10ms/*/ #include/*/ #define uchar unsigned char#define uint unsigned intcode uchar SEGCC=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07, 0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c, 0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;/共陰表uchar hc4=0;/顯存uchar SEC=0;/秒int geshu=0;/個數(shù)bit XIELIAO=0;/ 卸料sbit LED=P17; /缺料

15、燈，閃 10MS,什么也看不到/*/ void t01_init /定時器，計數(shù)器初始化TMOD=0X20;TH1=(-200);TL1=(-200);TR1=EA=ET1=1;void clr /清零geshu=0;SEC=0;void delay/延時uchar i=0; for(i=0;i9999) geshu=0;hc0=geshu/1000; hc1=geshu%1000/100; hc2=geshu%100/10; hc3=geshu%10; P0=0X00;P2=0Xfe;P0=SEGCChc0;delay;P0=0X00;P2=0Xfd;P0=SEGCChc1;delay;P0

16、=0X00;P2=0Xfb;P0=SEGCChc2;delay;P0=0X00;P2=0Xf7;P0=SEGCChc3;delay;void t1_sr interrupt 3 /200US 中斷一次static int cc=0; cc+;if(cc=5000)/5000 個 200 是 1Scc=0; SEC+; if(SEC=20)SEC=0;XIELIAO=1; /到了 20 秒，卸料，次數(shù)加一geshu+;/次數(shù)加一if(XIELIAO)/燈閃 10MSstatic uchar m=0; m+;if(m%5)=0)/1MS 狀態(tài)變一次LED=!LED;if(m=50)/10ms 到m

17、=0;XIELIAO=0;LED=1; /燈滅/*/單片機工作后，電機始終工作，每過20S，次數(shù)加一，且燈閃 10ms void main/主函數(shù)t01_init; clr;/初始化while(1)play;/循環(huán)顯示程序調試首先進展電源的調試，選擇 5V 的電源，對電路進展供電。其次對每個的把握系統(tǒng)進展調試，由于 P1.0 口接收信號進而傳送給驅動器，驅動器對電動機進展把握，其中的 P1.7 口所接的紅燈進展閃耀進而使得P0.0P0.7 口所接的數(shù)碼管開頭顯示數(shù)字進展計數(shù)開頭。同時在開關按鈕處進展給信號和斷信號。假設按下接收信號按鈕即有物體經過時，紅燈閃耀且電機停頓轉動著說明設計正確。五：元

18、件明細表AT89C511無極性電容30pF2無極性電容0.001uF1無極性電容0.3uF1極性電容22uF1可調電阻6801電阻10k1電阻1k1按鍵電鈕發(fā)光二極管 LED紅色21異步電動機1驅動器1六：總結與致謝通過課程設計，覺察自己的很多缺乏，自己學問的很多漏洞，看到了自己的實踐閱歷還是比較缺乏，理論聯(lián)系實際的力量還急需提高。本次設計把理論應用到了實踐中，同時通 過設計，也加深了自己對理論學問的理解和把握，在解決困難的過程中，獲得了很多專業(yè)方 面的學問,拓展了視野。提高了理論水平和實際的動手力量，學會了解決問題的方法，激發(fā) 了我們的探究精神。這樣的課程設計是很好的熬煉時機,通過試驗設計使我深入了解到課程 設計在大學學習的重要性，課程設計增加了我們的實踐動手力量，也為今后的畢業(yè)設計供給 了貴重的閱歷。在這次課程設計中讓我也學會了如何去查閱有關方面的書籍，以及在網上與其他有關人士相互的交換自己的意見和向他們去請教一些學問！本次設計的課題我覺得自己在設計中遇到的難題就是不知道如何運用單片機的一些根本的學問。例如：定時/計數(shù)器的使用，在課本上只知道其書面的理論學問而到自己去編輯程序語言運用到這方面的學問時卻不知道如 何下手由于我們學識淺薄準時間有限等客觀實際，未能使課程設計到達盡善盡美，肯定還有漏洞和失誤，期望教師能提改進意見，感謝教師