(完整版)單片機在水泥包裝上的應用畢業(yè)設計.doc

1、目錄第一章水泥自動包裝機的概述11.1水泥包裝機的分類11.2水泥包裝機的特點11.3水泥包裝機的工作原理5第二章系統(tǒng)方案的確立30第三章系統(tǒng)方案論證與選型.523.1控制器部分 ,533.1.1 單片機的選擇 ,533.2數(shù)據(jù)采集部分,533.2.1傳感器的選擇 ,533.2.2放大電路和 AD轉換器的選擇,533.3鍵盤處理部分的方案論證,533.4顯示部分電路設計 ,60第四章 系統(tǒng)硬件電路設計 ,664.1 時鐘電路與復位電路,534.2 電源電路,53第五章 系統(tǒng)軟件設計 .5.1主程序設計 .5.2子程序設計 .5.2.1AD 轉換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計 .5.2.2鍵盤掃描子程序

2、設計 .結論 .71致謝, 74參考文獻, 75畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：-指導教師簽名：日期：使用授權說明本人完全了解大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保

3、存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學校可以公布論文的部分或全部內容。作者簽名：日期：學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名：日期：年月日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國

4、家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權大學可以將本學位論文的全部或部分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導師簽名：日期：年月日指導教師評閱書指導教師評價：一、撰寫（設計）過程1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神優(yōu)良中及格不及格2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度優(yōu)良中及格不及格3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力優(yōu)良中及格不及格4、研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設計）期間

5、的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義優(yōu)良中及格不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？優(yōu)良中及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平優(yōu)良中及格 不及格 不及格建議成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內畫“”）指導教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？優(yōu)良中及格不及格2

6、、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內畫“”）評閱教師：（簽名）單位：（蓋章）年月日教研室（或答辯小組）及教學系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應、理解、表達情況 優(yōu) 良 中 及格 不及

7、格3、學生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）質量1、論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？優(yōu)良中及格不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績：優(yōu)良中及格不及格（在所選等級前的內畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學系意見：系主任：年（簽名）月日單片機在水泥包裝上

8、的應用摘要隨著生產(chǎn)和流通的日益社會化合現(xiàn)代化，實用產(chǎn)品包裝的機械化和自動化，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經(jīng)濟效益。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，將微機應用于包裝系統(tǒng)，改造傳統(tǒng)的包裝機械，有利于改造包裝機械的性能，提高包裝設備的計量精度、速度和自動化水平。利用自動化裝置控制和管理包裝過程，使其按照預先規(guī)定的程序自動進行。在社會流通的全過程中，包裝能發(fā)揮保護、美化、宣傳、銷售產(chǎn)品的功能，提高商品的競爭能力。在連續(xù)化、大型化的工業(yè)生產(chǎn)過程中，包裝是最后一道工序。早期多采取人工包裝，操作繁瑣、單調、重復，工人勞動強度大，包裝質量不高，有些產(chǎn)品長期與人接觸還會影響身體健康。由于工業(yè)產(chǎn)品

9、千差萬別，用戶要求各不相同，很難形成統(tǒng)一的包裝模式和定型的包裝設備，因而包裝工序長期以來成為連續(xù)化生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)。利用 51 單片機為控制器的定量稱量水泥包裝系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)定量給料以及傳送、封口等工作過程的自動控制，實現(xiàn)產(chǎn)品包裝自動化、機械化。此系統(tǒng)適用于各種粉狀或者小顆粒等物品的定量稱重包裝和配料系統(tǒng)。關鍵詞單片機閉環(huán)控制重量偏差控制器軟件Single Chip Microcomputer applications in the cementpackaging引言隨著全球科技的發(fā)展，發(fā)達國家已經(jīng)把核能技術、微電子技術、激光技術、生物技術和系統(tǒng)工程融入了傳統(tǒng)的機械制造技術中。新的合金材

10、料、高分子材料、復合材料、無機非金屬材料等新材料也得到了推廣應用，食品水泥包裝機械的集成化、智能化、網(wǎng)絡化、柔性化將成為未來發(fā)展的主流。水泥包裝機械行業(yè)面對市場的需求和如何趕上甚至超越發(fā)達國家的食品水泥包裝機械，及如何加大自主創(chuàng)新步伐，力爭在短時間內開發(fā)出一批具有自主知識產(chǎn)權和國際先進水平的產(chǎn)品，是擺在我國食品水泥包裝機械企業(yè)面前的緊迫任務。實用產(chǎn)品包裝的機械化和自動化，不僅體現(xiàn)了現(xiàn)代生產(chǎn)的發(fā)展方向，同時也可以獲得巨大的經(jīng)濟效益。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，將微機應用于包裝系統(tǒng)，改造傳統(tǒng)的包裝機械，有利于改造包裝機械的性能，提高包裝設備的計量精度、速度和自動化水平。利用自動化裝置控制和管理包裝過

11、程，使其按照預先規(guī)定的程序自動進行。第一章水泥自動包裝機的概述在水泥的生產(chǎn)過程中， 包裝是最后一道工序， 產(chǎn)品的重量是否達標 (50公斤，誤差 2) 是一個很重要的指標。目前各縣級的中、小型水泥廠的包裝多是人工的憑經(jīng)驗的包裝，常出現(xiàn)過重造成浪費，日積月累，也是相當可觀的，而過少又不達標，產(chǎn)品不合格，影響工廠信譽。因此，大型的水泥廠一般都引進了自動裝袋、配料等成套微機控制系統(tǒng)，但它須大規(guī)模地改建、擴建、配套等。投資大、技改時間長，很難在中小型水泥廠推廣。本文介紹的技改、經(jīng)實踐驗證微機自動控制好，成本、造價低，操作方便等優(yōu)點，特別適合現(xiàn)有的中、小型水泥廠的技改，略加改造也適用于其它包裝工廠，有推廣

12、價值。1.1 水泥包裝機的分類水泥包裝機大都分為固定式和旋轉式,固定式水泥包裝機是指1-4嘴包裝機 ,由人工移動插袋來完成水泥的灌裝 ,旋轉式水泥包裝機是指 6-14 嘴 , 人工不動 ,包裝機旋轉來完成插袋灌裝 .旋轉式水泥包裝機的配套設備:振動篩 ,螺旋閘門 .給料機 , 溜槽 ,包裝機主機 ,接包輸送機 , 正包輸送機 ,清包輸送機 ,荷重傳感器 ,料位控制儀等 ,有時也根據(jù)水泥廠不同要求做為配套。1.2 水泥包裝機的特點：1）包裝計量準確，袋重一致性好。由于采用簡便的鍵盤設定袋重方式，操作工人可方便的將袋重調整到所需要的重量，以保證袋重合格率。2）自動化程度高， 工人勞動強度低， 人工

13、只需完成插袋動作， 其余如開閘、灌裝、閉閘、推包等動作均由電腦控制，自動完成。3）包裝機在包裝過程中回灰量極小，同時采用了密閉順流的收塵方式使揚塵減少，操作崗位空氣含塵濃度達到了環(huán)保和勞動保護的要求，包裝機工作時噪聲低，在其它設備開動時幾乎無法察覺包裝機是否在運行，該設備在正常運行時噪聲只有7 分貝左右。4）采用了單元組合結構，使設備重量輕，標準化程度高，備品備件品種少，易購買，易更換。1.3 水泥包裝機的工作原理：當包裝機工作時， 人工將水泥紙袋插到料咀上， 同時紙袋推動了裝在料嘴上方擺桿，使擺桿上的開關信號接通，向微機發(fā)出啟動信號，微電腦接到信號后，立即啟動主電機，控制電力液壓推動器打開三

14、位出料閘門，使閘門全開。卸料室內的水泥在水平旋轉葉片的加速作用下，靠離心力高速噴出，通過閘、橡膠較管和出料嘴灌入水泥袋內，同時傳感器不斷地將袋內水泥重量值轉化為電模擬量，經(jīng)運算放大器放大后，該模擬量送入微電腦，由微電腦計算處理。當袋內水泥裝到 45KG 時，微電腦便關閉一位閘，使閘門處于半開位置，水泥以細流狀灌裝，到 50KG 時再使閘門全部關閉，此時推包電力液壓推動器動作，從料架上推下水泥包，每裝完一袋水泥后，電腦內的累加器自動進行加一計算，并實現(xiàn)累加產(chǎn)量。計算機的操作過程如下（ 1）按下啟動鍵，微機顯示運行狀態(tài)。（ 2）插上紙袋時，插袋信號開關接通， 電腦即自動啟動主電機， 開啟大閘位電力

15、液壓推動器和小閘位電壓液壓推動器。（ 3）延時 3.5 秒，袋重未達到 5KG 時，則說明包裝不正常，電腦會自動關所有電機。（ 4）灌裝時包重達 45KG 時，關閉大閘位電力液壓推動器。（ 5）包裝達到 50KG 時，關閉主電機、小閘位電力液壓推動器。（ 6）啟動推包電力液壓推動器至托盤上，重量小于50KG 時停推電力液壓推動器，但另一嘴工作在細流灌裝過程時，推包電力液壓推動器暫緩復位，以減少對機械的沖擊，以免另一嘴的計量精度受到影響，造成重量不足，這全由電腦自動完成。（ 7）累加單嘴包裝數(shù)和總包數(shù)。（ 8）自動回到運行狀態(tài)， 等待插袋信號的到來， 完成下一包灌裝的全過程。第二章系統(tǒng)方案的確立

16、本次設計是用單片機控制，以實現(xiàn)水泥包裝的自動化。方案確立原則是在滿足系統(tǒng)功能要求的前提下，力求投資少、性能高、效益好、方便易用等特點。因此我們的方案是：采用由單片機控制的數(shù)據(jù)采集、處理、送顯并同時輸出控制信號。系統(tǒng)設計思路框圖如下：技術要求：誤差稱重范圍： -1KG-+1kg電源電壓： 220V/50HZ鍵盤： 4*4 矩陣按鍵顯示輸出： 4 個七段顯示碼傳感器型號： HMD1003型電阻應變式稱重傳感器第三章系統(tǒng)方案論證與選型3.1控制器部分3.1.1單片機的簡介目前單片機的品種很多，其中最具代表性的當屬Intel公司的 MCS51 單片機系統(tǒng)。 MCS 51 系列的典型的結構，完善的總線，

17、SFR的集中管理模式，位操作系統(tǒng)和面向控制功能的豐富指令系統(tǒng)，為單片機的發(fā)展奠定了良好的基礎。 單片機就是在一塊半導體硅片上集成了微處理器（ CPU），存儲器（ RAM,ROM,EPROM）和各種輸入、輸出接口（定時器/ 計數(shù)器，并行I/O 口，串行口， A/D 轉換器以及脈寬調制器PWM等），這樣一塊集成電路芯片具有一臺計算機的屬性，因而被稱為單片微型計算機，簡稱單片機。3.1.2單片機的選擇本設計采用的是AT89C51單片機，89C51單片機是一種帶4K 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器（FPEROMFalsh Programmable and ErasableRead Only Memor

18、y）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，89C51 單片機與工業(yè)標準的 MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8 位 CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中， ATMEL的 89C51單片機是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。1）主要特性：與 MCS-51 兼容4K 字節(jié)可編程閃爍存儲器壽命： 1000寫/ 擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時間： 10 年全靜態(tài)工作： 0Hz-24Hz三級程序存儲器鎖定128*8位內部 RAM32 可編程 I/O線兩個 16 位定時器 / 計數(shù)器5 個中斷源可編程串行通道

19、低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路2）引腳圖：AT89C51單片機引腳圖如下圖所示：3）引腳說明：電源引腳：Vcc （40 腳）：典型值 5V。Vss （20 腳）：接低電平。外部晶振：X1 、 X2 分別與晶體兩端相連接。當采用外部時鐘信號時， X2 接振蕩信號， X1接地輸入輸出口引腳：P0 口： I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1 ”。P1 口： I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1 ”。P2 口： I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1 ”。P3 口： I/O雙向口。作輸入口時，應先軟件置“ 1 ”?？刂埔_：RST/Vpd 、 ALE/-PROG、 -PSE

20、N、-EA/Vpp組成了 MSC-51的控制總線。RST/Vpd（9 腳）：復位信號輸入端（高電平有效） 。第二功能：加 +5V備用電源，可以實現(xiàn)掉電保護 RAM信息不丟失。ALE/-PROG(30腳）：地址鎖存信號輸出端。第二功能：編程脈沖輸入。-PSEN（29 腳）：外部程序存儲器讀選通信號。-EA/Vpp(31腳）：外部程序存儲器使能端。第二功能：編程電壓輸入端（+21V）。4）詳細說明P0 口：是一個 8 位漏極開路輸出型雙向 I/O 端口。作為輸出端口時，每位能以吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 輸入，對端口寫 1 時，又可作高阻抗輸入端用。在訪問外部程序或數(shù)據(jù)存儲器時，它是時分多

21、路轉換的地址（低8 位） / 數(shù)據(jù)總線，在訪問期間將激活內部的上拉電阻。P1口： P1 口是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O端口。P1 口的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P2 口作輸入口使用時， 因為內部有上拉電阻， 那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。P2口： P2 口是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向 I/O 端口。P2 口的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P2 口作輸入口使用時，

22、因為內部有上拉電阻， 那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器時和 16 位外部地址的外部數(shù)據(jù)存儲器 （如執(zhí)行 MOVX DPTR）時， P2 口送出高 8 位地址。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOVX RI）時， P2 口引腳上的內容（就是專用寄存器 (SFR)區(qū)中的 P2 寄存器的內容），在整個訪問期間不會改變。P3口： P3 口是一個帶有內部上拉電阻的8 位雙向I/O端口。P3 口的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式）4 個 TTL 輸入。對端口寫 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可作輸入口。P3 口作輸入口使用時， 因為內部有上拉電

23、阻， 那些被外部信號拉低的引腳會輸出一個電流 。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。ALE/PROG：當訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。 在 FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 在平時，ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的1/6 。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當用作外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過一個 ALE脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX，MOVC指令是 ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高

24、。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN信號將不出現(xiàn)。/EA/VPP：當/EA 保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（ 0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1 時，/EA 將內部鎖定為 RESET；當 /EA 端保持高電平時， 此間內部程序存儲器。在 FLASH編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電源（ VPP）。XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向振蕩器的輸出

25、。3.2數(shù)據(jù)采集部分水泥包裝的數(shù)據(jù)采集部分主要包括稱重傳感器、放大處理電路、AD轉換電路。3.2.1傳感器的選擇本設計采用了HMD1003型電阻應變式稱重傳感器。電阻應變式稱重傳感器是基于這樣一個原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應變片（轉換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，再經(jīng)相應的測量電路把這一電阻變化轉換為電信號 （電壓或電流） ，從而完成了將外力變換為電信號的過程。其工作原理如下圖 3-2-1 所示：3-2-1稱重傳感器原理圖HMD1003型電阻應變式稱重傳感器主要技術指標如下：技術指標單位參數(shù)型號H

26、MD1003綜合誤差0.02 0.03輸出靈敏度mV/V2. 0± 0.25%非線性%F.S.± 0.02± 0.03重復性%F.S.0.02 0.02蠕變(30min) %F.S± 0.02± 0.03零點溫度漂移%F.S/10 0.002 0.003額定輸出溫度%F.S/10 0.002 0.003漂移零點輸出%FS± 1輸入電阻400± 30輸出電阻350± 3絕緣電阻M 5000推薦激勵電壓V （ DC/AC ）512工作溫度范圍-30+80過載能力%F.S.150量程10200kg防護等級IP66表 3-

27、2-1 HMD1003型電阻應變式稱重傳感器主要技術指標主要特點如下：1、結構簡單，安裝維護方便2、綜合精度高3、結構緊湊4、安裝高度低5、長期穩(wěn)定性好適用于：機電結合秤、包裝秤、料斗秤3.2.2放大電路的選擇稱重傳感器輸出電壓振幅范圍020mV，而A/D轉換的輸入電壓要求為02V，因此放大環(huán)節(jié)要有100 倍左右的增益。本設計擬采用OP07運算放大集成電路。你設計的放大電路如下圖3-2-2所示：圖 3-2-2運算放大電路3.2.3A/D 轉換器的選擇A/D 轉換部分是整個設計的關鍵，這一部分處理不好，會舍得整個設計毫無意義。目前，世界上有多種類型的ADC ，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型等等

28、。本設計采用典型的 AD 轉換器： DC0804 。AD 轉換器主要技術指標如下：1) 高阻抗狀態(tài)輸出(2) 分辨率： 8 位 (0255)(3)存取時間： 135 ms(4) 轉換時間： 100 ms(5) 總誤差： -1+1LSB(6)工作溫度： ADC0804C為 0 度 70 度；ADC0804L為 -40度85度(7) 模擬輸入電壓范圍： 0V5V(8) 參考電壓： 2.5V(9) 工作電壓： 5V(10) 輸出為三態(tài)結構ADC0804引腳圖如下圖：3.3 鍵盤處理部分方案確立考慮到控制面板按鍵過多，采用矩陣式鍵盤方案：矩陣式鍵盤的特點是把檢測線分成兩組，一組為行線，一組為列線，按鍵

29、放在行線和列線的交叉點上。圖3.2.4 給出了4*4 的矩陣鍵盤結構的鍵盤接口電路。圖中的每一個按鍵通過不同的行線和列線與主機相連著。4*4 矩陣鍵盤共可安裝16 個鍵，但只需要8 條測試線。 當鍵盤數(shù)量大于 8 時，一般都采用矩陣式鍵盤。圖 3-3矩陣式鍵盤3.4顯示電路部分的選擇數(shù)據(jù)顯示是水泥自動包裝不可或缺的一部分，是人機交換的主要組成部分，它可以將測量電路測得的數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器處理后直觀的顯示出來。數(shù)據(jù)顯示部分可以有以下兩種方案供選擇：一是 LED 數(shù)碼管顯示，二是LCD 液晶顯示兩種選擇，LCD 液晶顯示器是一種極低功耗消耗器，從電子表到計算器，從袖珍時儀表到便攜式微型計算機以及一些

30、文字處理機都廣泛利用了液晶顯示器。第四章系統(tǒng)硬件電路的設計4.1驅動器4.1.1引腳排列74ls245引腳如下圖所示：74ls245引腳圖4.1.2引腳說明：74LS245 是我們常用的芯片，用來驅動led 或者其他的設備，它是 8 路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。74LS245還具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)。當 8051 單片機的 P0口總線負載達到或超過P0 最大負載能力時， 必須接入 74LS245 等總線驅動器。 當片選端 /CE 低電平有效時， DIR=“0”，信號由B向 A傳輸；（接收）DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當/CE為高電平時，

31、 A、 B 均為高阻態(tài)。 由于 P2 口始終輸出地址的高8 位，接口時 74LS245 的三態(tài)控制端 /1G 和 /2G 接地， P2 口與驅動器輸入線對應相連。 P0 口與 74LS245 輸入端相連 ,/E端接地，保證數(shù)據(jù)現(xiàn)暢通。8051 的 /RD 和 /PSEN 相與后接DIR，使得 /RD 或 /PSEN 有效時， 74LS245 輸入（ P0.i Di ），其它時間處于輸出（ P0.i Di ）。4.2時鐘電路時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作所需要的時鐘信號，根據(jù)硬件電路的不同，連接方式分為內部時鐘方式和外部時鐘方式。本系統(tǒng)采用內部時鐘方式。時鐘電路如圖所示；在51 單片機有一個高增益反

32、相放大器，輸入端為 X1，輸出端 X2；在芯片的外部； X1， X2 之間跨接晶體振蕩器和微調電容 C1，C2 構成一個穩(wěn)定的自激振蕩器即單片機的時鐘電路。電容C1，C2值為 30 pf ，石英晶振頻率 12MHZ。4.3 復位電路單片機應用系統(tǒng)工作時，會經(jīng)常要求進入復位工作狀態(tài)，復位操作使單片機的片內電路初始化，使單片機從一種確定的狀態(tài)開始運行。單片機的復位都是靠外部電路實現(xiàn)的，在時鐘電路工作后，只要單片機的RET引腳上出現(xiàn)24 個時鐘振蕩脈沖（ 2 個機器周期）以上的高電平，單片機便實現(xiàn)初始化狀態(tài)復位。我們采用開關復位電路。在RST復位端接一個電容至VCC和一個電阻至地；將一個按鈕開關并聯(lián)

33、于電容C7。如圖，一般為了可靠地復位RST在上電時應保持20ms以上的高電平 ,RC 時間常數(shù)越大 , 上電時 RST端保持高電平的時間越長。4.4電源電路我們知道，電源的穩(wěn)定是保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作的條件。但在選擇上要考慮性能價格比。本方案中，需用+5V 和± 15V 的電源。我們根據(jù)本課題的特點。選用了 78 系列和 79 系列的正電壓穩(wěn)壓器。 7800 系列正壓集成穩(wěn)壓器具有集成體積小、性能好，保護功能完善，成本低、使用簡便，不需要高度等許多優(yōu)點，在眾多領域均可取代分立元件穩(wěn)壓器電路，成為世界最通用產(chǎn)品之一。7800 系列集成穩(wěn)壓器有三個端子： 1輸入端； 2輸出端； 3GND地

34、。7815 為三端正穩(wěn)壓器電路,TO-220F 封裝，能提供多種固定的輸出電壓，應用范圍廣。內含過流、過熱和過載保護電路。帶散熱片時，輸出電流可達 1A。雖然是固定穩(wěn)壓電路，但使用外接元件，可獲得不同的電壓和電流。下圖給出所需電源電路的原理圖：5V 穩(wěn)壓電路± 15V穩(wěn)壓電路第五章系統(tǒng)軟件設計程序設計室一件復雜的工作，為了把復雜的工作條理化，就要有相應的步驟和方法。其步驟可以概括為以下三點：（ 1）分析系統(tǒng)控制要求，確定算法：對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計算方法以及適當?shù)臄?shù)據(jù)結構，從而確定編寫程序的步驟。這是能否編制出高質量程序的關鍵。（ 2）根據(jù)算法畫流程圖：畫程序框圖可

35、以把算法和解題步驟具體化， 以減少處錯誤的可能性。（ 3）編寫程序：根據(jù)程序框圖所表示的算法和步驟選用適當?shù)闹噶钆帕衅饋恚瑯嫵梢粋€有機的整體，即程序。程序數(shù)據(jù)的一種理想方法是結構化程序設計方法，結構化程序設計由迪克斯特拉在 1969 年提出，是以模塊化設計為中心，將待開發(fā)的軟件系統(tǒng)劃分為若干個相互獨立的模塊，這樣使完成每一個模塊的工作變單純而明確，為設計一些較大的軟件打下了良好的基礎。由于模塊相互獨立，因此在設計其中一個模塊時，不會受到其它模塊的牽連，因而可將原來較為復雜的問題化簡為一系列簡單模塊的設計。模塊的獨立性還為擴充已有的系統(tǒng)、建立新系統(tǒng)帶來了不少的方便，因為我們可以充分利用現(xiàn)有的模塊

36、作積木式的擴展。按照結構化程序設計的觀點，任何算法功能都可以通過由程序模塊組成的三種基本程序結構的組合 : 順序結構、選擇結構和循環(huán)結構來實現(xiàn)。結構化程序設計的基本思想是采用 " 自頂向下，逐步求精 " 的程序設計方法和 " 單入口單出口 " 的控制結構。自頂向下、逐步求精的程序設計方法從問題本身開始，經(jīng)過逐步細化，將解決問題的步驟分解為由基本程序結構模塊組成的結構化程序框圖； " 單入口單出口 " 的思想認為一個復雜的程序，如果它僅是由順序、選擇和循環(huán)三種基本程序結構通過組合、嵌套構成，那么這個新構造的程序一定是一個單入口單出口的程

37、序。據(jù)此就很容易編寫出結構良好、易于調試的程序來。結構化程序設計是對利用到的控制結構類程序做適當?shù)南拗疲貏e是限制轉向語句的使用，從而控制了程序的復雜性，力求程序的上、下文順序與執(zhí)行流程保持一致性， 使程序易讀易理解， 減少邏輯錯誤和易于修改、調試。本系統(tǒng)的軟件設計主要由主程序、鍵盤掃描程序、顯示程序等構成5.1主程序設計主程序流程圖5.2子程序設計系統(tǒng)子程序包括A/D 轉換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計、鍵盤輸入控制程序設計等等。4.2.1A/D 轉換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計A/D 轉換子程序主要是指在系統(tǒng)開始運行時，把稱重傳感器傳遞過來的模擬信號轉換成數(shù)字信號并傳遞到單片機所涉及到的程序設計。設計流

38、程圖如圖4-2-1 所示圖 4-2-1A/D 轉換啟動及數(shù)據(jù)讀取程序設計5.2.2 鍵盤掃描子程序的設計將 16 個鍵的特征編碼按照順序排成一張表， 然后用當前讀得的特征編碼來查表，當表中有該特征編碼時，它的位置就是對應的順序編碼。鍵盤掃描子程序流程圖如圖 4-2-2 所示圖 4-2-2鍵盤掃描子程序流程圖設計總結隨著集成電路和計算機技術的迅速發(fā)展，使得電子一起的整體水平發(fā)生巨大變化，傳統(tǒng)的一起逐步被智能儀器所取代。智能儀器的核心是單片機，因其極高的性價比得到廣泛的應用與發(fā)展，從而加快了智能儀器的發(fā)展。而傳感器作為測控系統(tǒng)中對象信息的入口，越來越受到人們的關注。傳感器好比人體五官的模擬物，它是

39、一種能將特定的被測量信息按照一定規(guī)律轉換成某種可用信號輸出的期間或裝置。本次設計中的水泥包裝機就是以傳感器為基礎設計而成的。因此，只有充分了解有關智能儀器、單片機、傳感器以及各個部分之間的關系才能達到要求。首先是傳感器的精密度，它將直接影響測重的準確度。傳感器發(fā)出的信號有時候不是很穩(wěn)定，所以如果選用精密度較高的傳感器，效果會好得多。其次是數(shù)據(jù)采集階段， 此階段是對傳感器發(fā)出的信號進行量化、采集，主要分為信號放大、采集，然后進行A/D 轉換。該階段需要注意的地方是對傳感器輸出的信號進行放大時，應當選取合適的運算放大電路，最好是預先計算好應該放大的倍數(shù)以便選取。致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設

40、計已經(jīng)接近尾聲，做為一個本科畢業(yè)生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促和指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。在這里我要感謝我的導師王老師，他平日工作繁多，但在我做畢業(yè)設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導。我的設計較為復雜繁瑣，但是老師仍然細心的糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我學習的榜樣，并將積極影響我今后的學習和工作。最后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下專業(yè)知識的基礎，同時還要感謝所有的同

41、學，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設計才會順利完成。參考文獻1 張毅剛 MCS-51 單片機應用設計 M. 哈爾濱 : 哈爾濱工業(yè)大學出版社 .2003 ；2 賈伯年，俞樸 傳感器技術 M. 東南大學出版社 .2000 ；3 單成祥 傳感器理論設計基礎及應用 M. 北京：國防工業(yè)出版社 .1999 ；4 李群芳 單片機微型計算機與接口技術 M. 電子工業(yè)出版社；5 周立功 單片機實驗與時間 M. 北京：北京航空航天大學出版社 .2004.6 ；6 童詩白，華成英 模擬電子技術基礎 M. 北京：高等教育出版社 .2001 ；學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的

42、指導下進行的研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)特別注明引用的內容和致謝的地方外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式注明并表示感謝。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。學位論文作者（本人簽名） ：年月日學位論文出版授權書本人及導師完全同意中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程、中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫出版章程 ( 以下簡稱“章程” ) ，愿意將本人的學位論文提交“中國學術期刊（光盤版）電子雜志社”在中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫、中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫中全文發(fā)表和以電子、網(wǎng)絡形式公開出版，并同意編入 CNKI中國知識資源總庫，在中國博碩士學位論文評價數(shù)據(jù)庫中使用和在互聯(lián)網(wǎng)上傳播，同意按“章程”規(guī)定享受相關權益。論文密級： 公開 保密（ _年_月至 _年 _月） ( 保密的學位論文在解密后應遵守此協(xié)議)作者簽名： _導師簽名： _ 年 _月 _日_年 _月 _日獨創(chuàng)聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計(論文 )，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本