最新版单片机在水泥包装上的应用毕业设计

1、（最新版）单片机在水泥包装上的应用毕业 设计目录第一章水泥自动包装机的概述1水泥包装机的分类1水泥包装机的特占丿、 .1水泥包装机的工作原理 5第二章系统方案的确30第三章系统方案论证与选型52控制器部分53单片机的选择53放大电数据采集部分53传感器的选择 53路和AD转换器的选择53键盘处理部分的方案论证53显示部分电路设计 60 第四章 系统硬件电路设计 时钟电路与复位电路 531第 五 章计主程序设计 序设计66电源电路53系 统 软 件 设.子程转换启动及数据读取程序设计 键盘扫描子程序设计结论 .71 致谢74献75 毕业设计原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的

2、毕业设计，是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文 中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经 发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮 助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明 并表示了谢意。作者 签名：日 期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计的规定，即：按照学校要求提交毕业设计的印刷本和电子版 本；学校有权保存毕业设计的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字 化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下

3、，学 校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：日 期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独 立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用 的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写的成果作品。对的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 本人承担。作者签名：日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文 的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库

4、进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年 月 日 导师签名：日期： 年月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写过程1、学生在论文过程中的治学态度、工作精神优 良 中 口及格 口不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程 度优良中及格不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能 力优良中及格不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性优 良 中 口及格 口不及 格5、完成毕业论文期间的出勤情况优 良中 及格 不及格二、论文质量1、论文的 整体结构是否符合撰写规范？优 良 中及格 口不及格2、是

5、否完成指定的论文任务？口优 良 中 及格 口不及格三、论 文水平1、论文的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 口不及格2、 论文的观念是否有新意？设计是否有创意？优 良 中 及格 口不及格3、论文所体现的 整体水平 优 良 中 口及格 口 不及格建议成绩：优 良 中 及格 不及格Single Chip Microxxputer applications in the cement packaging引言随着全球科技的发展，发达国家已经把核能技术、微电 子技术、激光技术、生物技术和系统工程融入了传统的机械 制造技术中。新的合金材料、高分子材料、复合材料、无机 非金属材料等新材料

6、也得到了推广应用，食品水泥包装机械 的集成化、智能化、网络化、柔性化将成为未来发展的主流。水泥包装机械行业面对市场的需求和如何赶上甚至超 越发达国家的食品水泥包装机械，及如何加大自主创新步 伐，力争在短时间内开发出一批具有自主知识产权和国际先 进水平的产品，是摆在我国食品水泥包装机械企业面前的紧 迫任务。实用产品包装的机械化和自动化，不仅体现了现代生产 的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。随着计算机 技术的飞速发展，将微机应用于包装系统，改造传统的包装 机械，有利于改造包装机械的性能，提高包装设备的计量精 度、速度和自动化水平。利用自动化装置控制和管理包装过 程，使其按照预先规定的程序自

7、动进行。第一章 水泥自动包装机的概述在水泥的生产过程中，包装是最后一道工序，产品的重 量是否达标（50公斤，误差2%）是一个很重要的指标。目前 各县级的中、小型水泥厂的包装多是人工的凭经验的包装， 常出现过重造成浪费，日积月累，也是相当可观的，而过少 又不达标，产品不合格，影响工厂信誉。因此，大型的水泥 厂一般都引进了自动装袋、配料等成套微机控制系统，但它 须大规模地改建、扩建、配套等。投资大、技改时间长，很 难在中小型水泥厂推广。介绍的技改、经实践验证微机自动 控制好，成本、造价低，操作方便等优点，特别适合现有的 中、小型水泥厂的技改，略加改造也适用于其它包装工厂，有推广价值。水泥包装机的分

8、类水泥包装机大都分为固定式和旋转式，固定式水泥包装机是指1-4嘴包装机，人工移动插袋来完成水泥的灌装 ，旋转 式水泥包装机是指 6-14嘴,人工不动，包装机旋转来完成插 袋灌装.旋转式水泥包装机的配套设备 ：振动筛，螺旋闸门.给料机，溜槽，包装机主机，接包输送 机，正包输送机，清包输送机，荷重传感器，料位控制仪等，有 时也根据水泥厂不同要求做为配套。水泥包装机的特点：1）包装计量准确，袋重一致性好。于采用简便的键盘 设定袋重方式，操作工人可方便的将袋重调整到所需要的重 量，以保证袋重合格率。2）自动化程度高，工人劳动强度低，人工只需完成插袋动作，其余如开闸、灌装、闭闸、推包等动作均电脑控制，

9、自动完成。3）包装机在包装过程中回灰量极小，同时采用了密闭 顺流的收尘方式使扬尘减少，操作岗位空气含尘浓度达到了 环保和劳动保护的要求，包装机工作时噪声低，在其它设备 开动时几乎无法察觉包装机是否在运行，该设备在正常运行 时噪声只有7分贝左右。4）采用了单元组合结构，使设备重量轻，标准化程度咼，备品备件品种少，易购买，易更换。水泥包装机的工作原理：当包装机工作时，人工将水泥纸袋插到料咀上，同时纸 袋推动了装在料嘴上方摆杆，使摆杆上的开关信号接通，向微机发出启动信号，微电脑接到信号后，立即启动主电机， 控制电力液压推动器打开三位出料闸门，使闸门全开。卸料 室内的水泥在水平旋转叶片的加速作用下，靠

10、离心力高速喷出，通过闸、橡胶较管和出料嘴灌入水泥袋内，同时传感 器不断地将袋内水泥重量值转化为电模拟量，经运算放大器 放大后，该模拟量送入微电脑，微电脑计算处理。当袋内水泥装到45KG时，微电脑便关闭一位闸，使闸门处于半开位置，水泥以细流状灌装，到50KG时再使闸门全部关闭，此时推包电力液压推动器动作，从料架上推下水泥包，每装完一袋水泥后，电脑内的累加器自动进行加一计算，并实 现累加产量。计算机的操作过程如下按下启动键，微机显示运行状态。插上纸袋时，插袋信号开关接通，电脑即自动启动主电 机，开启大闸位电力液压 推动器和小闸位电压液压推动器。延时 秒，袋重未达到 5KG时，则说明包装不正常，电

11、脑会自动关所有电机。灌装时包重达45KG时，关闭大闸位电力液压推动器。包装达到50KG时，关闭主电机、小闸位电力液压推动器。启动推包电力液压推动器至托盘上，重量小于50KG时停推电力液压推动器，但另一嘴工作在细流灌装过程时，推 包电力液压推动器暂缓复位，以减少对机械的冲击，以免另 一嘴的计量精度受到影响，造成重量不足，这全电脑自动完 成。累加单嘴包装数和总包数。自动回到运行状态，等待插袋信号的到来，完成下一包 灌装的全过程。第二章系统方案的确立本次设计是用单片机控制，以实现水泥包装的自动化。 方案确立原则是在满足系统功能要求的前提下，力求投资 少、性能高、效益好、方便易用等特点。因此我们的方案

12、是： 采用单片机控制的数据采集、处理、送显并同时输出控制信 号。系统设计思路框图如下：技术要求：误差称重范围：-1KG+1kg电源电压：220V50HZ键盘：4*4矩阵按键 显示输出：4个七段显示 码传感器型号：HMD1003型电阻应变式称重传感器第三章系统方案论证与选型控制器部分单片机的简介目前单片机的品种很多，其中最具代表性的当属Intel公司的MC51单片机系统。MC 51系列的典型的结构， 完善的总线，SFR的集中管理模式，位操作系统和面向控制 功能的丰富指令系统，为单片机的发展奠定了良好的基础。 单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器，存储器和 各种输入、输出接口，这样一块集成电

13、路芯片具有一台计算 机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。单片机的选择本设计采用的是 AT89C51单片机，89C51单片机是一种 带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能 CMOS位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，89C51单片机与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。 于将多功能8位CPU和闪 烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的 89C51单片机是一 种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性 高且价廉的方案。1）主要特性：与MCS-51兼容4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写擦循环 数据保留时间：

14、10年 全 静态工作：0Hz-24Hz 三级程序存储器锁定 128*8 位内部RAM 32可编程10线 两个16位定时器计数器 5个中断 源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路 2)引脚图：AT89C51单片机引脚图如下图所示：3)引脚说明：电源引脚：Vcc:典型值+ 5 V。Vss :接低电平。外部晶振：XI、X2分别与晶体两端相连接。当采用外部时钟信号时。X2接振荡信号，X1接地输入输出口引脚：P0 口： 10双向口。作输入口时，应先软件置“1 ”。P1 口 ： 10双向口。作输入口时，应先软件置“1 ”。P2口： 10双向口。作输入口时，应先软件置“1 ”。P3口 ：

15、 10双向口。作输入口时，应先软件置“1”。控制引脚：RSTVpd ALE-PROG -PSEN -EAVpp 组成了 MSC-51 的控 制总线。RSTVpd复位信号输入端。第二功能：加+5V备用电源，可以实现掉电保护RAM言息不 丢失。ALE-PROG（30脚）：地址锁存信号输出端。第二功能：编程脉冲输入。-PSEN:外部程序存储器读选通信号。-EAVpp（31脚）：外部程序存储器使能端。第二功能：编程电压输入端。4 ）详细说明P0 口：是一个8位漏极开路输出型双向10端口。作为 输出端口时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序或 数

16、据存储器时，它是时分多路转换的地址数据总线，在访问 期间将激活内部的上拉电阻。P1 口： P1 口是一个带有内部上拉电阻的 8位双向I0端 口。P1 口的输出缓冲器可驱动 4个TTL输入。对端口写1时， 通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2 口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻， 那些被外部信 号拉低的引脚会输出一个电流。P2 口： P2 口是一个带有内部上拉电阻的 8位双向I0端 口。P2 口的输出缓冲器可驱动 4个TTL输入。对端口写1时， 通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2 口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻， 那些被外部信 号拉低的引脚会输出

17、一个电流。在访问外部程序存储器时和16位外部地址的外部数据存储器时，P2 口送出高8位地址。在访问8位地址的外部数 据存储器时，P2 口引脚上的内容，在整个访问期间不会改变。P3 口： P3 口是一个带有内部上拉电阻的 8位双向10端 口。P3 口的输出缓冲器可驱动 4个TTL输入。对端口写1时， 通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P3 口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻， 那些被外部信 号拉低的引脚会输出一个电流。RST复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALEPR0G当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在F

18、LASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 16。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而 要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH地址上置 0。此 时，ALE只有在执行 MOVX MOVC旨令是ALE才起作用。另 外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN :外部程序存储器的选通信号。在外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSE N信号将不出现。EAVPP:当EA保持

19、低电平时，贝U在此期间外部程序 存储器，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为 RESET当EA端保持高电平时，此间内部 程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源。XTAL1 :反向振荡放大器的输入及内部时钟工作 电路的输入。XTAL2 :来自反向振荡器的输出。数据采集部分水泥包装的数据采集部分主要包括称重传感器、放大处理电路、AWD转换电路。传感器的选择本设计采用了 HMD100：型电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片也随同产生 变形，电阻应变片变形后，它的阻值将

20、发生变化，再经相应 的测量电路把这一电阻变化转换为电信号，从而完成了将外 力变换为电信号的过程。其工作原理如下图3-2-1所示：3-2-1称重传感器原理图HMD1003型电阻应变式称重传感器主要技术指标如下：技术指标 型号 综合误差 输出灵敏度单位 mVV 参数HMD1003± %非线性 重复性 蠕变 零点温度漂移 额定输出温度漂 移 零点输出 输入电阻 输出电阻 绝缘电阻 推荐激励电压 工作温度范围 过载能力 量程 防护等级 % % (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 型电阻应变式称重传感器主要技术指标主要特点如下：1、结构简单，安装维护方便2、综合精度高3、结构紧凑4、安装高度低5、长期稳定性好适用于：机电结合秤、包装秤、料斗秤放大电路的选择称重传感器输出电压振幅范围 020mV而AD转换的输 入电压要求为02V，因此放大环节要有 100倍左右的增益。 本设计拟采用 OP07运算放大集成电路。你设计的放大电路 如下图3-2-2所示：图3-2-2运算放大电路 AD转换器的选择AD转换部

22、分是整个设计的关键，这一部分处理不好， 会舍得整个设计毫无意义。目前，世界上有多种类型的ADC有传统的并行、逐次逼近型、积分型等等。本设计采用典型的 AD转换器：DC0804 AD转换器主要 技术指标如下：1)高阻抗状态输出 (2) 分辨率：8位 (0255) (3) 存取时间：135 ms (4) 转换时间：100 ms (5) 总误差：-1+1LSB(6) 工作温度：ADC0804C为 0 度70 度；ADC0804L为-40 度85度(7) 模拟输入电压范围：0V5V (8) 参考电压： (9)工作电压：5V (10) 输出为三态结构 ADC0804弓|脚图如下图:键盘处理部分方案确立考

23、虑到控制面板按键过多，采用矩阵式键盘方案：矩阵 式键盘的特点是把检测线分成两组，一组为行线，一组为列线，按键放在行线 和列线的交叉点上。图给出了4*4的矩阵键盘结构的键盘接口电路。图中的每一个按键通过不同的行线和列线与目录第一章水泥自动包装机的概述1水泥包装机的分类1水泥包装机的特占丿、 .1水泥包装机的工作原理 5第二章系统方案的确30第三章系统方案论证与选型52控制器部分53单片机的选择53数据采集部分 53传感器的选择53路和AD转换器的选择53键盘处理部分的方案论证53显示部分电路设计 60第四章 系统硬件电路设计 66时钟电路与复位电路 53电源电路 531第 五 章系 统 软计主程

24、序设计 序设计转换启动及数据读取程放大电件 设子程序设程序设结计 键盘扫描子计论.71 致谢74献75毕业设计原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计，是我个人在指导教 师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文 中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经 发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮 助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明 并表示了谢意。作者 签名：日 期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计的规定，即：按照学校要求提交毕业设计的印刷本和电子版 本；学校有权保存毕业设计的印刷本和电