校赛论文格式范例：流水线计数装置

1、数字电压表队员1:姓名，性别，出生年月，所在学院、专业、年级，教学号，邮箱, 电话参赛者： 杜龙 男1994-11-16通信工程学院 光电信息科 学与工程 24 班 52132404 250093604xx （姓名）xxx （学号）xxx （姓名）xxx （学号）作品类别：电子测量装置类摘要在工厂自动化系统中，往往需要对产品进行楚量包装，或随时统计在流水线上所生产的某种产品的数量。本设计为工业生产屮流水线 上的计数装置，当工厂进行批量生产时，使用此装置可以自动统计产 品数量，节约人力。此装置还可以用来进行定量的计数，达到事先所 定的产品数量后，电动机停止工作，生产终止

2、。本装置应用范围极广, 被国内外各种工业生产工厂所接受，可通用于各种流水生产线，为各 种产品实现计数功能，这种系统电路简单，造价低，适合屮小企业使 用。引言一、方案设计1、方案选择2、方案论证确定二、总体设计1三、单元电路（或软件模块）设计2四、单元电路测试6五、整体测试8六、附录8七、参考文献10一、方案设计1、方案选择为实现生产流水线的产品计数，可用多种方式实现，在此列出三 种方案以供选择。方案一：根据流水线传送带的转速，将产品等间距放置，这样就可以测量出产品的流量。方案二：利用光电传感装置，感应计数并传入89sc52单片机， 计数并用数码管显示。方案三：对方案二的升级，通过感应计数后，利

3、用单片机控制传 送带的开启停止，以方便工作人员管理，及成批量包装。2、方案论证确定方案一简单，不需要特定装置，但计数不准确，无法实现自动化 控制;方案三和方案二相比有更完善的功能，可定量计数，所以本次 设计采用方案三。二、总体设计本装置采用stc89c52单片机，分成电源模块、光电传感模块、 单片机控制模块、电动机传送带模块四部分。 电源模块同时为装置提供12v和5v两个电压，5v电压用于向 单片机控制模块和光电传感模块供电；12v电压用于向电动机传送带 模块供电； 光电传感模块采用光电发射对管，组合成反射式探测头，正常1时输岀端输出高电平，当遇到障碍物时候，反射光被接受管接收，并 送出一低电

4、平； 单片机控制模块接收到光电传感模块传来的低电平后控制计 数器计数一次，并用led数码管显示数值，当计数达到所设定的值, 比如100吋，计数器控制终端，单片机控制传送带停止转动，蜂鸣器 报警，等待人为复位，人们按键复位后可重新开始计数。单片机与发 动机z间用nmos场效应管连接，单片机接在场效应管源级g上，发 动机接在si）两级之间，实现单片机控制电动机的开启和停止。 电动机传送带模块由一个小电动机，自制转轴和传送带构成， 用来模拟生产车间的流水线。装置设计总流程图：图1三、单元电路（或软件模块）设计21、电源模块电源采用220v/12v变压器，市一个5a整流桥构成一个整流电路，之后用一个2

5、200微法和0.1微法的电容构成滤波电路，lm317 及周边元件构成稳压电路，再经市电容滤波输出直流电压，发光二极管构成指示灯作用（附图2）。2. 光电传感模块dec$ r1/ 470 ohm图3发射管一侧由5伏直流电压供电，接受管一侧也有5伏直流电 压供电，在未接到反射信号时，三极管截止，输出为高电平，当接收 到反射信号时，三极管导通由于r4的分压作用输岀低电平。通过调 整r2的大小，可以在保证接收管工作电流的基础上，提高接收管的 接收距离（附图3）。3、单片机模块亠f2m8 212 f22ri0 囱tf2x11al£f2uu2btf2mm323“xtm1raimoorumhxta

6、u racadiposd6rsd6mtioiaot訂52” mxd訂 vt2ecn vtxd92初 xrnr 阳xht914mm91j931牛图4单片机模块主要包括单片机最小系统、74ls138译码器、数码管、 74hc573锁存器、控制发动机开关即nmos场效应管儿个部分组成（附 图4）： 本次采用stc89c52单片机，单片机是一种集成在电路芯片，是采4用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu 随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o 口和中断系统、定时 器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模 拟多路转换器、a/d转换器等电路）集成到一块硅片上构

7、成的一个 小而完善的计算机系统。单片机集成度高。单片机包括cpu、4kb 容量的rom （8031无）、128 b容量的ram、2个16位定时/计数 器、4个8位并行口、全双工串口行口。系统结构简单，使用方便, 实现模块化；单片机可靠性高，可工作到10飞10八7小吋无故障;处理功能强，速度快。stc公司的单片机主要是基于8051内核,是新一代增强型单片机，指令代码完全兼容传统8051,速度快812倍，带adc, 4路pwm,双串口，有全球唯一 id号，加密性好，抗干扰 强。通常单片机有最小系统，也就是单片机可工作的最小配置， 包括复位端和是终端（如图4所示）本次设计就是基于这个最小 系统而设计

8、的。74ls138是一个38译码器，用它来实现数码管的动态显示，当（a 为低电平段）译码器不工作，8个输出管脚全为高电平，当（a为 高电平段）译码器处于工作状态。由单片机向译码器输出信号，ao、al、a2接收信号，由y1-7管脚输出（附图5）吗 a a2 鸟焉 s qnd图5 数码管通过接受译码器传出的信号，来显示计数数值； 74hc573锁存器用来增强输入数码管的电流，使其达到一个足够的 亮度； nmos场效应管用来做控制电动机的开关的，单片机控制管的开启 与截止进而决定传送带转否。4、电动机传送带模块机械模块部分rti个12v电压的小电机以及自制的转轴和传送带构成，它和单片机以及电源之间连

9、接一个nmos场效应管，由单片 机控制场效应管的通断来控制电动机的开启与关闭。单元电路测试1、电源电源：该电路采用lm317芯片，输出电压范围为1.1v24. 8v；电源：该电路亦采用lm317芯片，0.9v76v；调试过程屮发现的主要问题有以下几个：整流电路进行连接时整流桥的正负两端接反，导致指示灯一直不亮，电路无输出； 稳压电路中起保护作用的二极管接反，导致滑动变阻器失去作 用，输出电压不可调。 两电源公用变压器和整流桥，电源2连接时滤波电容处短路， 开关被烧坏。2、光电传感光电传感采用光电对管（一黑一白，口管发射，黑管接受）： 电路最先采用的是rpr220元件进行信号采集，但电路一直无输

10、 ill,用电压表对接收管两端电压进行测试时发现rpr220损坏， 后用离对管； 电路中r2采用10k欧姆电阻，光电管测量距离为35cm,经查 阅资料得之，增大r2的阻值可以在保持接收管工作电流的基础 上增大测量范围，将r2增至51k欧姆后，测量范围可达到10 cm 左右。3、单片机模块单片机采用stc89c52，调试时遇到问题是： 最小系统：晶振前电容先使用的是两个47pf电容，单片机不 工作，经查阅资料发现电容必须为22pf30pf,且需两个一 样;使能端即31脚最初没有接高电平，导致片内rom读不出来; 数码管：将单片机直接与数码管连接时数码管亮度特别低，后 加入锁存器74hc573,提

11、高输入电流，数码管显示正常。7五、整体测试将各模块连接完成后进行整体测试：当光电接收管未接到信号 时，输出端指示灯常亮，接受到一个信号，灯灭一下，计一个数，当 计数达到预设值时，单片机控制nmos场效应管，进一步控制电动机 停止工作，蜂鸣器报警，人工复位进行下一轮计数。六、附录：1、单片机程序:/*内容：1、程序口的：这里使用100以内计数，2位数码管2、硬件要求:数码管、晶振12m */#include<reg52. h>/包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包含特殊char功能寄存器的定义codeunsignedtab = 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x

12、66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f;共阴数码管0-9sbitsbit sbi t sbitkey1=p3 3; key4二p3"2; key2 二 p3j; key5二p3*0;unsigned char dis_shiwei;/定义十位 unsigned char dis gewei; /定义个位/ti/*延时函数*/ ®x lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx

13、 lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx lx / void delay (unsigned int ent)while (-ent);/*主函数*/main ()void wu(void);key2二1;ra=0; / /全局中断开ex0=0;/外部中断0开 rro=o；/边沿触发wh 订 e (1)pl=dis_shiwci;/显示十位p2=l;delay (100) ;/短暂延时pl=dis gewei; /显示个位p2=2; delay (100);if (!key1) delay(10000); if(!keyl) wu ();/*外部屮断函数*/void wu(void)static unsigned char second;/定义静态变量，退出该程序后内容不变second+;/加 1if (second二二20) key4二0;key2=0;second=0;if (!key5)key4=1;else key4二0;else key2=1;dis_shiwei=tabsecond/10 ;/十位显示值处理dis_gewei=t