《基于STC89C52单片机的新型物料自动配比管理系统设计与实现》6900字

基于STC89C52单片机的新型物料自动配比管理系统设计与实现摘要本文按照新型物料自动配比系统的设计特点来深入研究，设计了一种以STC89C52为其主控控制芯片的新型物料自动配比管理系统。分析了该系统的基本工作原理及其用于提高系统性能的技术手段，研究了该系统驱动模块的驱动、吸收、保护及自动控制等多个相关系统关键技术。该系统采用压力传感器测试了压力托盘受到的压力，然后通过桥电阻的形变，将物理值转化为信号值，再将信号值通过A/D转换后，得到的结果作为反馈值输入单片机进行PI运算，这样，我们就可以得到物料的质量，并且实现对直流电机的转动的控制。关键词：STC89C52；物料自动配比；压力传感器目录TOC\o"1-3"\h\u31430绪论 软件设计3.1系统软件编程环境介绍本次软件编程我们选择使用C语言，编译环境采用Keilc51，选择keilc51的原因是因为它是一种我们编译开发比较常用到的工具，它不仅仅支持ARM微处理器，它还支持各种型号的微型计算机，包括51微控制器，是开发人员们最喜欢的开发软件，STC-ISP是一个在中文操作界面下的在线下载平台。我们在本次设计中选用USB下载线，将调试好的C语言机器码下载下来，传入到单片机的片内FLASH，并且它还具有可以在线修改的特点。编程界面以及程序下载界面如下图13所示图13系统程序编译调试操作界面图图14系统程序下载界面操作示意图如图14所示，应该正确选择下载行的COM端口号，具体对应的端口号。具体对应的端口号可以在设备管理器中找到。在ISP下载界面选择“COM4”。3.2系统主程序设计系统的软件设计采用模块结构，各功能模块相互独立，试运行方便。系统在写代码之前，首先要画流程图。各个模块进行初始化以及进行数据调用、分析、判断、处理都要依赖主程序来实现，具体流程图如下所示图15系统主程序流程图3.3系统子程序设计本次设计系统的子程序由信号采集、液晶显示、按键扫描三部分构成，以下分别对子程序进行分析和说明。3.3.1信号采集子程序设计信号采集程序通过HX711对压力传感器传输过来的信号进行放大，将其转化为数字信号传送给单片机。HX711的工作时序图如下图16所示图16HX711模块工作时序图图16显示的是用于控制711数据通信模块的引脚PD_SCK和DOUT，若OUT处于高电平位置，则说明A/D转换工作还没有完成。这时，PD_SCK处于低电平状态。等待DOUT由高电平位改变为低位，经过T1时间，记录脉冲个数，从DOUT下降边缘到PD_SCK脉冲上升边缘所需要的时间即为T1，T1的值通常为0.1us或更多。所得到脉冲数目与所选择的信道和增益倍数相关联，他们之间的关系如下表2所示。表2脉冲个数和通道及增益倍数关系表3.3.２液晶显示子程序设计LCD子程序主要包括液晶重置接口的处理和内容更新的操作，此部分的软件程序流程如下图所示。图17系统液晶显示子程序流程图3.3.3按键扫描子程序设计按键设置子程序主要应用于中段模式，如果系统检测到按键信号输入的存在，系统将触发按键失效功能，设置后跳出中断程序，部分流程图如下图所示。图18按键设置子程序流程图4系统测试4.1系统测试当我们完成了所有软件和硬件上的调试时，就可以进行本系统设计的具体操作。实验过程描述如下：首先我们的设计有两个托盘，其中含有两个桥式电阻，当我们在两个电子称上施加压力时，会使桥式电阻产生微弱形变，产生电压，电压传送到HX711后，会得到放大后的信号，压力值会传送给单片机进行计算。测试具体步骤如下。插入电源usb口，为了使HX711能够稳定的运行，我们在设计中加入了延时程序。2)液晶显示数字后开始调试，对两个压力托盘施加压力，液晶上会显示具体的压力值。3)按下检测按钮，传送皮带开始转动，施加压力，液晶显示数字，当第一个数字小于2KG，1号电机继续转动，大于2KG，1号电机停止转动。4)同理，小于4KG，2号电机继续转动，大于4KG，2号电机停止转动。5)按下停止按钮，测试结束。4.2问题与处理1）需要电源的器件的极性问题：对于需要电源器件需要注意它的极性问题，如果我们将它的极性接反则极有可能导致元器件炸裂，比如说常用的电解电容，一旦我们将它的极性接反，在接入电源后就很容易造成电容爆炸。此外，STC89C52单片机以及液晶显示屏也要注意引脚顺序，万一将电源引脚位置接错，很容易烧坏我们的单片机和显示器。2）元器件焊接组装的问题：我们在焊接过程中应当首先焊接体积小的元器件，因为他们拆卸比较方便，即使焊错，拆卸过程中不容易出现拆毁，避免造成浪费。其次，对于STC89C52以及液晶显示屏，要首先焊接芯片底座，在确保电路焊接无误后才能将他们插上去，这是因为他们相对来说比较贵重。其次，对于容易发热的元器件，要把它焊接的位置远离其他元器件，防止因该元器件发热影响到其他元器件的工作。3）短路问题：短路对于电路板的损伤是非常大的，有可能会导致所有有电源的器件全部烧毁，所以在我们完成实物组装之后，不能因为心急，直接连通电源。首先需要使用万用表对各个带电源的器件的电源段和接地端进行测试，判断其是否通断，这样，在确保没有短路的情况下，才能进行接通电源测试。结论在当今这个计算机以及电子工程科学技术飞速进步的时代，单片机技术也在不断完善中日益成熟。单片机的体积小，质量轻，可以应用于多种场合。利用单片机设计的自动物料配比系统，正在用于军工制造，企业生产，科技研发等各个领域。对于未来，我相信它将广泛运用于各种与人们生活相关的领域中。经过在网上查阅资料学习，询问导师，最终在坎坷中完成了本次设计。由于本人知识能力和专业水平的限制，本次制作相对简单。该设计的优点是它安装方便，拆卸简单，操作迅速，在进行测试时，都发挥了其正常表现，随着压力的变化，皮带轴正常启动或停止。但缺点也是特别明显的，该设计的配料过程还需要人为辅助，做不到完全意义上的自动配料，因此，希望在未来的工作学习中，我能提升自己的能力，学习更多专业知识，研究出可以真正应用于工业生产中的设备。参考文献徐晓磊，翟娟，徐状.基于PLC和单片机的多功能物料传送控制系统的设计[J].软件，2020，41(03):18-20+55.

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