畢業(yè)設計 單片機智能注油系統(tǒng)設計與實現(xiàn)

1、畢 業(yè) 論 文題 目：智能注油系統(tǒng)設計與實現(xiàn)學 院：物理與電氣信息工程學院專 業(yè)：電氣工程及其自動化班 級：2010級3班姓 名：學 號：201指導教師：2014年5月23日智能注油系統(tǒng)設計與實現(xiàn)【摘要】為滿足在生產(chǎn)線上對PVC手套自動注油，設計開發(fā)了一種自動注油系統(tǒng)。在系統(tǒng)設計中，采用了模塊化的設計方法，分布設計了各個模塊的功能，主要分為：控制模塊，PVC手套感應模塊，油位感應模塊，驅(qū)動模塊，報警模塊及定時控制模塊?？刂颇K采用STC89C51單片機為控制中樞，采集和輸出信號；PVC手套檢測模塊，采用紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM）對物體進行檢測，然后傳送信號給單片機；油位感應模塊

2、，采用液位傳感器，對液位進行實時監(jiān)測，當液位低于警戒線時，發(fā)出信號傳送給單片機；驅(qū)動模塊采用繼電器對電磁鐵通電；報警模塊，當油位低于警戒線時，蜂鳴器報警，單片機停止工作。定時模塊：采用DS1302時鐘芯片，可以控制注油器工作、停息周期，并由LCD1602液晶屏顯示。軟件方面采用Keil uVision進行C語言編程、調(diào)試，用protues軟件進行模擬仿真.【關鍵詞】STC89C51單片機 液位傳感器 紅外線對射管 自動注油Intelligent oiling system design and implementation【Abstract】In order to meet the produ

3、ction line for PVC gloves automatic oiler , designed and developed an automatic oiling system . In system design , using a modular design approach , the distribution function of each module is designed mainly divided into: control module , PVC gloves sensor module, oil level sensor module, driver mo

4、dule, alarm module and timing control module. The control module uses STC89C51 microcontroller for the control center, acquisition and output signals ; PVC gloves detection module , using infrared beam tube (HD-DS25CM-3MM) for object detection, and then send a signal to the microcontroller ; oil lev

5、el sensor module , using liquid sensors, real-time monitoring of the level , when the level is below the warning line , a signal is sent to the microcontroller ; driver module using the relay to the solenoid is energized ; alarm module , when the oil level is below the warning line , the buzzer alar

6、m, SCM to stop working. Timing module : using DS1302 clock chip , you can control the oiler work , stop the cycle by LCD1602 LCD display . Software using Keil uVision be C language programming, debugging, conducted by protues simulation software .【Key words】STC89C51 SCM level sensor infrared beam pi

7、pe automatic oiler目 錄1 引言11.1 設計的背景和意義11.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.3 課題的主要任務和目標12 智能注油系統(tǒng)設計方案22.1 注油器的結(jié)構(gòu)和工作原理22.2 設計方案概述22.3 控制器的選擇42.4 手套檢測模塊的選擇52.5 定時、顯示模塊的選擇52.5.1定時模塊52.5.2顯示模塊52.6驅(qū)動模塊62.7液位檢測模塊62.8總體方案確定63 系統(tǒng)硬件電路的設計73.1 控制模塊電路設計73.1.1 單片機晶振的選擇73.1.2單片機復位電路73.2定時模塊電路設計73.3 顯示模塊電路設計83.4 驅(qū)動模塊電路設計103.5 手套檢測模塊電

8、路設計113.6 液位檢測模塊電路設計114 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)124.1 主程序的設計134.2 時鐘程序的設計134.3 顯示程序的設計144.4 手套檢測程序設計144.5 液位檢測程序設計15結(jié)論16參考文獻16附錄1硬件原理圖：19附錄2部分源程序：221 引言1.1 設計的背景及意義伴隨著科學技術(shù)日益的更新及發(fā)展，無論是在化工、冶金、汽車等重工業(yè)，還是印刷、紡織等輕工業(yè)，都離不開機械設備。為了延長機械設備的壽命，就需要定期做好維護工作，其中很重要的一點就是涂抹潤滑油。然而有些注油空間狹窄而又需要頻繁注油，或者屬于危險區(qū)域，不宜人工操作，這就促使了對智能注油系統(tǒng)的研究與發(fā)明。智能注油

9、系統(tǒng)的發(fā)明與應用，不僅減少了投資成本，提高了工作效率，而且避免了危險區(qū)域的人為作業(yè)，減少了人身傷害，對輕、重工業(yè)的發(fā)展起到了極大的推進作用。1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢經(jīng)過幾十年的發(fā)展，注油器的種類已有很多種，如高壓注油器，林肯注油器，自動注油器，腳踏注油器，電動注油器等等，種類不同，所涉及的領域、功能也不盡相同。在國外，美國為注油系統(tǒng)發(fā)展最先進的國家，其中Pulsarlube智能潤滑系統(tǒng)作為多點數(shù)碼加脂器，當設備檢測到壓力達到28bar時，注油器進行工作。所要注射的油脂被預先設置好數(shù)量和時間頻率，然后被高壓驅(qū)動傳輸。代替人工，安全可靠，循環(huán)使用，經(jīng)濟環(huán)保。當前國內(nèi)的技術(shù)與國外還是有些差距，來

10、自臺灣的易力潤所設計的操作技術(shù)與解決辦法是最先進、也是最簡易可靠的。整個系統(tǒng)完全獨立，其潤滑周期可以自由設定，被精確的控制在每個月份，完全自動給設備上油，是國內(nèi)各研究機構(gòu)及企業(yè)學習、追求的榜樣。1.3 課題的主要任務和目標課題要求設計一套PVC手套生產(chǎn)線，對手套進行自動注油的系統(tǒng)，實現(xiàn)對整條手套生產(chǎn)線自動潤滑的目的。課題中，選取89C51單片機作為中樞控制器，選取紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM）對PVC手套進行檢測，當檢測到物體時輸出信號給單片機，單片機驅(qū)動繼電器對電磁鐵通電；選取油位傳感器對液位進行檢測，當檢測到液位在警戒線以下時，輸出信號給單片機，控制蜂鳴器報警，并停止注油；選取

11、DS1302時鐘芯片、1602液晶模塊分別用作定時功能和顯示功能，這樣可以控制注油系統(tǒng)的工作和休息周期，防止機器過度工作，以避免產(chǎn)生不必要的損耗。2 智能注油系統(tǒng)設計方案2.1 注油器的結(jié)構(gòu)和工作原理注油器由若干個注油泵、油箱及傳動部分組成。1注油泵注油器的主體為注油泵。注油泵通過螺絲母與箱體成為一體，利用杠桿原理推動注油泵工作。當注油泵開始工作時，凸輪偏心距變小，柱塞往下移動，這樣柱塞套內(nèi)就形成真空狀態(tài)。此時由于產(chǎn)生了氣壓差，潤滑油就會被吸入吸油管，在經(jīng)過泵體進入滴管中，這時視油罩內(nèi)也是真空狀態(tài)，利用此真空狀態(tài)，油從滴油管中吸出，然后又從視油罩重新進入泵體。當偏心距變大時，柱塞向上運動，此時

12、潤滑油通過注油閥，將油滴滴在各個潤滑點。根據(jù)柱塞直徑和柱塞行程的不同有：中壓(16MPa)、高壓(32MPa)、超高壓(40、63、100MPa)三大類注油泵。注油泵與相應的油箱及傳動部份可組合成中壓、高壓、超高壓三大類注油器。2油箱油箱作為存儲潤滑油的主要部件，是每臺注油器必不可少的。油箱內(nèi)的凸輪帶動注油泵工作，凸輪軸的規(guī)格參數(shù)不盡相同，主要由凸輪的數(shù)目決定。3傳動部份傳動部份主要分為兩大類：I、由主機帶動；II、單獨傳動。I、由主機帶動的注油器有三種標準型式：(1)ZL型：聯(lián)軸器型，由主機通過超越離合聯(lián)軸器傳動工作(2)ZB型：擺桿型，由主機帶動擺桿傳動工作(3)ZJ型：鍵聯(lián)接型，凸輪軸頭

13、部帶有平鍵，由主機直接傳動工作II、單獨傳動的注油器有ZD型：由電動機通過下方減速器的二級傳動帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動。若雙聯(lián)注油器，則兩油箱凸輪軸之間有聯(lián)軸節(jié)，帶動兩凸輪軸同步轉(zhuǎn)動，從而使兩油箱上方的注油泵每兩同步運行，而油箱側(cè)面的搖手只備在需要手動時使用。2.2設計方案概述課題要求設計一套PVC手套生產(chǎn)線上對手模進行自動注油的系統(tǒng)，實現(xiàn)對整條手套生產(chǎn)線自動潤滑的目的。利用光電傳感器，根據(jù)設定的時間，對自動生產(chǎn)線上的PVC手模是否到達位置進行自動檢測，到達位置后，給一個信號，驅(qū)動繼電器對電磁鐵通電，電磁鐵推動油閥進行注油。當油箱油位達到最低限度時，驅(qū)動蜂鳴器進行報警同時切斷注油電路。對油位能夠進行指示

14、。如圖2-1為總體方案結(jié)構(gòu)框圖：圖2-1 設計方案流程圖圖2-2為智能注油系統(tǒng)的流程圖：圖2-2 智能注油系統(tǒng)的流程圖2.3 控制器的選擇方案一：采用傳統(tǒng)的STC89C51RC單片機作為控制中樞。這種單片機具有較強的算術(shù)運算能力，而且程序編寫靈活，自由度大。STC系列單片機為國內(nèi)自主創(chuàng)新研發(fā)，成本低，更加經(jīng)濟，再加上功耗低、體積小等特點，在各個領域被廣泛應用。方案二：STC10F04單片機，帶有非易失性Flash程序存儲器。它是一種高性能的微處理芯片，運算處理速度要比C51更快，但是功耗較C51要高一些，成本也要比51單片機更高。STC89C51主要性能：1.增強型的89C51單片機，六個和十

15、二個機器周期可以自行選擇，傳統(tǒng)C51單片機被其完全兼容。2.工作電壓：3.4V-5.5V（5V 單片機)/2.0V-3.8V（3V 單片機）3.工作頻率范圍：0-35 MHz4.工作溫度范圍：0-75/-40 - +855.EEPROM 功能6.硬件看門狗(WDT)；7.有2個16 位定時器/計數(shù)器8.用戶應用程序空間12K/10K/8K/6K/4K/2K字節(jié)10.時鐘源：外部高精度晶體/ 時鐘，內(nèi)部R/C 振蕩器。11.STC89C516AD具有ADC功能。2.4手套檢測模塊的選擇方案一：采用工業(yè)級的光電傳感器。 這種傳感器普遍用于自動流水線，自動開關門（如電梯）等工業(yè)場所。這種傳感器使用方

16、便，輸出量為開關量，無需外加其它硬件電路，而且型號較多，適用于很多場所。缺點是價格較貴。方案二：采用微型紅外對射管紅外線的特點是傳輸距離遠，能量比較集中。當對射管之間沒有物體遮擋時，發(fā)射管發(fā)射紅外到接收管上，接收管此時信號發(fā)出。當有物體遮擋時，接收管無動作。綜上所述，選取方案二，使用紅外線對射管。2.5定時、顯示模塊的選擇2.5.1定時模塊方案一：采用專用時鐘芯片?，F(xiàn)在市面上的時鐘芯片有很多，各個時鐘芯片的應用也比較成，如DS1302、DS1307等。它們的優(yōu)勢是可以獨立使用，直接與單片機的外圍相連接，并且有自己的時鐘晶振，具有較高的精確度。當單片機在運行程序，意外發(fā)生死機或斷電的狀況時，對時

17、鐘電路的影響較小。缺點是在一定程度上占用了單片機的IO口，也消耗了單片機的運行時間。 方案二：采用單片機內(nèi)置時鐘振蕩及定時器構(gòu)件時鐘平臺。這種案直接利用了單片機的內(nèi)置定時器，時鐘功能通過對定時器的控制來實現(xiàn)。這種方案無需外圍硬件電路，定時功能得到充分的利用，但是主要缺點是當單片機斷電或者死機時，需要人工重新設定才能恢復正常使用，較為繁瑣。 綜上所訴，因為單片機的IO口足夠，且系統(tǒng)對于時間的精度要求較高，故選用方案一。2.5.2顯示模塊方案一：采用LCD1602顯示。LCD1602是字符型液晶，對于字母和數(shù)字的顯示較為方便，適合較為簡單的系統(tǒng)顯示。LCD1602液晶顯示器有點頗多，可以簡單明了的

18、顯示系統(tǒng)時間，成本低，體積小，功耗低。其越來越多的被應用到低功耗的系統(tǒng)當中。方案二：采用12864液晶顯示。LCD12864液晶顯示信息量大，這類液晶的優(yōu)點是能夠顯示漢字，不僅僅限于字母數(shù)字的顯示。但對于較簡單的系統(tǒng)顯示，其成本較高，利用率相對較低。相當來說程序和電路都復雜些。而且12864是串口通信，而1602為并口傳輸，相對12864更快一些。方案三：采用數(shù)碼管顯示數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，只能顯示數(shù)字或者字母，亮度顯示較高，成本低。但是會占用單片機很多的IO口，還需要外接驅(qū)動電路，如CD4511等。綜上所訴，因本設計對時鐘顯示較高，且不需要漢子顯示，故采用方案一。2.6驅(qū)動模塊選取UNL200

19、3驅(qū)動5V繼電器對電磁鐵通電，由繼電器控制注油器工作。UNL2003為高電平驅(qū)動，需要加上拉電阻2K，一個UNL2003芯片可以驅(qū)動多個繼電器，即同時控制多路注油器。2.7液位檢測模塊方案一：浮球液位開關浮球液位開關作為一種檢測液位的器件，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，不僅不需要外接電源，更不需要外設硬件電路，而且還具有使用壽命長、體積小、質(zhì)量好等優(yōu)點。浮球液位開關對于液體的性質(zhì)、溫度、壓力都沒有苛刻要求，只要材質(zhì)選取正確即可。在水處理工業(yè)，食品加工業(yè)造船工業(yè)等都得到了廣泛的應用。方案二：紅外式液位開關紅外式液位開關相比浮球開關體積更小，所用空間也更小，不僅安裝流程簡單，而且可以放置成各種方向，上、下、斜

20、上、斜下均可；紅外液位開關精度在±0.5mm之內(nèi)，而現(xiàn)有浮球開關精度為±3.0mm，相比之下，紅外液位開關更加精確可靠。而機械結(jié)構(gòu)方面，紅外開關為一個固定整體，無開關摩擦，避免了浮球開關造成的卡死現(xiàn)象。綜上所述，雖然紅外式液位開關相比浮子式液位開關優(yōu)點很多，但是由于本課題所測液位為油位，對紅外式液位開關影響比較大，故還是選用浮子式液位開關。2.8 總體方案確定根據(jù)對智能注油系統(tǒng)各個傳感器方案的選擇，采用STC89C51單片機為中樞控制器，主要實現(xiàn)對紅外傳感器、液位傳感器檢測信號的接收、運算處理，并通過編程實現(xiàn)定時、顯示、報警功能。紅外傳感器、液位傳感器傳輸信號給單片機：當單

21、片機接收到紅外傳感器信號時，控制繼電器動作，驅(qū)動油泵注油；當單片機接收到液位傳感器信號時，繼電器關閉，停止注油，并且控制蜂鳴器報警。另外采用時鐘芯片DS1302通過單片機編程，設定所需工作周期，并由LCD1602液晶顯示器顯示出工作時間，在非工作周期內(nèi)，注油器停止注油。3 系統(tǒng)硬件電路的設計3.1 控制模塊電路設計3.1.1單片機晶振的選擇晶振的選擇：當選取6MHz的晶振時，其工作的機器周期是2us。當選取12MHz的晶振時，其工作的機器周期是1us, 執(zhí)行速度為6MHz時的兩倍。為了提高整個系統(tǒng)的性能選擇了12MHz的晶振。3.1.2單片機復位電路單片機復位電路分為自動復位和人工復位，為了安

22、全可靠，選取了手動復位與人工復位相結(jié)合的方案，其電路圖如圖3-1-1所示： 圖3-1-1 單片機復位電路圖3.2定時模塊電路設計定時模塊采用DS1302作為時鐘電路，DS1302的性能特性：1、工作原理DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種時鐘芯片，它可以精確到每年、每月、每日，甚至是每分每秒，工作電壓為2.5V5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供

23、了對后備電源進行涓細電流充電的能力。2、結(jié)構(gòu)在DS1302的八個引腳中,其中VCC2為主電源引腳，VCC1為后備電源引腳。后備電源設計的目的是當主電源意外關閉時，可以維持時鐘繼續(xù)運行。供電方式的自動選擇如下：當VCC2電壓大于VCC1時，由VCC2供電；當VCC1電壓大于VCC2時，由VCC1供電。X1和X2為振蕩電路引腳，需要外接晶振32K赫茲左右。RST引腳為復位引腳，此引腳實現(xiàn)兩種功能，一是允許將數(shù)據(jù)輸入寄存器，二是終止數(shù)據(jù)傳送。當RST引腳為高電平時，芯片被復位，數(shù)據(jù)初始化。當RST引腳為低電平時，I/O引腳轉(zhuǎn)化為高阻態(tài)，數(shù)據(jù)傳送終止。SCLK引腳為時鐘輸入端。DS1302的引腳電路圖

24、如圖3-2-1所示：圖3-2-1 DS1302的引腳電路圖時鐘電路軟件仿真電路圖如圖3-2-2所示：圖3-2-2 時鐘電路軟件仿真電路圖3.3顯示模塊電路設計顯示模塊使用LCD1602液晶顯示器，能夠同時顯示32個字符（即16列2行）。1、LCD1602簡介：1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形。2、管腳功能：1602采用標準的16腳接口，其中：第1腳：

25、GND為電源地。第2腳：VCC接5V電源正極。第3腳：VL對比度調(diào)整引腳。第4腳：RS為寄存器選擇，高電平、低電平分別代表選擇數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器。第5腳：RW為讀寫信號引腳，高電平1時代表讀，低電平0時代表寫。第6腳：EN端為使能端,高電平1時讀取信息，跳變?yōu)榈碗娖綍r執(zhí)行指令。第714腳：D0D7各引腳分別為8位雙向數(shù)據(jù)端。15腳背光正極，16腳背光負極。LCD1602引腳圖如圖3-3-1所示：圖3-3-1 LCD1602引腳圖特性：1、3.3V或5V工作電壓，對比度可調(diào)2、內(nèi)含復位電路3、提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能4、有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDR

26、AM5、內(nèi)建有192個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM6、8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM顯示電路軟件仿真電路圖如圖3-3-2所示：圖3-3-2 顯示電路軟件仿真電路圖3.4驅(qū)動模塊電路設計選取UNL2003驅(qū)動5V繼電器，由繼電器控制指示燈的亮滅。UNL2003為高電平驅(qū)動，需要加上拉電阻2K，一個UNL2003芯片可以驅(qū)動多個繼電器，即同時控制多路注油器。驅(qū)動電路軟件仿真電路圖如圖3-4所示：圖3-4 驅(qū)動電路軟件仿真電路圖3.5手套檢測模塊電路設計 手套檢測模塊采用紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM）,技術(shù)參數(shù)如下：1.感應距離：25cm2.感應方式：對射型（

27、非透明物）3.工作電壓：DC 3.0 VDC - 5.5V DC4.工作電流：10MA5.輸出方式：0V或5VNPN/PNP常開6.輸出電流：100mA(可以直接驅(qū)動繼電器)7.發(fā)射角度：直線（紅外光）8.接收角度：<10度9.響應時間：2ms10.工作溫度：-25度 60度11.工作環(huán)境：室內(nèi)(不防水)12.外形尺寸：長2cm寬1cm高0.9cm13.線長：15cm紅外線對射管接線圖如圖3-3-1所示： 圖3-3-1 紅外線對射管接線圖3.6液位檢測模塊電路設計選取浮球開關作為液位檢測模塊，浮球開關的組成部分有磁簧開關和浮球，部分磁性材料內(nèi)置于浮球中，封閉的塑料管內(nèi)設有磁簧開關。將浮球

28、套在塑料管外，并用卡子限制住浮球的浮動范圍，浮球開關固定在所需測量液位的容器內(nèi)，當液位低于一定位置時，浮球會隨著液位的下降而下降，當浮球下降到一定位置時，就會觸動塑料管內(nèi)的磁簧開關，從而產(chǎn)生與之對應的開關動作（一般當浮球浮于上端時，開關關斷，當降低到下端，開關閉合）。技術(shù)參數(shù)：1、 觸點容量：70W2、 開關電壓：DC 0110V3、 開關電流：0.5A4、 絕緣電阻：>105、 觸點電抗：100m 6、 工作溫度：-10607、 工作壓力：0.6MPA8、 開關材料：PP浮球液位開關實物圖如圖3-4-1、結(jié)構(gòu)圖如圖3-4-2所示：圖3-4-1 浮球液位開關實物 圖3-4-2 浮球液位開

29、關實物4 系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)在進行智能注油系統(tǒng)設計時，除了大量的硬件設計，傳感器的選擇外，還有好多工作，就是要根據(jù)每個硬件電路編寫與之相對應的軟件程序。將各個部分通過程序的編寫組合到一起。因此系統(tǒng)軟件的設計在整個系統(tǒng)中也占有頗為重要的部分。在單片機運行過程中大體可分為兩個類型：過程控制和數(shù)據(jù)處理。其中數(shù)據(jù)的處理包括數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標度變換等。過程控制程序主要是使單片機按一定的方法進行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。對于本系統(tǒng)工作過程中，各傳感器及定時電路均開始工作，每當有手套經(jīng)過時，紅外傳感器會發(fā)出信號給單片機，單片機控制繼電器驅(qū)動注油器注油。定時電路可以任意設定注油器工作周期、休息周期

30、。另外當浮球液位開關檢測到油位過低時，發(fā)出信號給單片機，單片機控制繼電器停止工作，同時蜂鳴器報警，提醒工作人員，添加油料。智能注油系統(tǒng)軟件的設計包括主程序、時鐘定時程序、顯示程序、手套檢測程序和液位檢測程序等，還需要對程序不斷的調(diào)試修改，及軟件仿真。4.1 主程序的設計智能注油系統(tǒng)的軟件設計首先是各種初始化，然后使單片機采用查詢方式，查詢P2.4引腳是否接收到了紅外傳輸信號。接收到信號說明單片機已經(jīng)檢測到PVC手套，此時注油器就開始注油一次。當單片機查詢到P3.2引腳有中斷信號時，說明油位已經(jīng)過低，此時單片機控制注油器停止工作，同時蜂鳴器報警，提醒工作人員添加油料。單片機引腳P1.0、P1.1

31、、P1.2分別接時鐘芯片引腳SCLK、I/O、RES以完成時鐘電路；單片機引腳P0.0P0.7接LCD1602的D0D7引腳以完成顯示電路。主程序流程圖如圖4-1所示：圖4-1 主程序流程圖4.2 時鐘程序設計單片機引腳P1.0、P1.1、P1.2分別接時鐘芯片引腳SCLK、I/O、RES以完成時鐘電路。時鐘芯片與單片機進行通信時，首先單片機向時鐘芯片發(fā)送命令指令，此時最高位D7必須為高電平1，假如最高位為低電平，則禁止單片機寫入，即為寫保護狀態(tài)。當D6位為低電平時，采用時鐘數(shù)據(jù)，當D6位為高電平時采用RAM數(shù)據(jù)；D5D1為輸入或者輸出的特定寄存器。4.3 顯示程序設計系統(tǒng)選用LCD1602為

32、顯示器 ，單片機引腳P0.0P0.7接LCD1602的D0D7引腳以完成顯示電路。顯示電路程序見附錄。4.4 手套檢測程序設計手套檢測所用傳感器為紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM），發(fā)射管有兩條引線，分別接正負極，接收管三條引線，分別為正負極兩條，及信號線一條。手套檢測程序流程圖如圖4-4所示：如圖4-4 手套檢測程序流程圖手套檢測程序如下： if(WZ=0)if(state11=1)le=1; delay1ms(500); le=0; while(WZ=0); displaymainpart(); display_Time();4.5液位檢測程序設計 液位檢測傳感器選用為浮球液位開關

33、，其輸出為開關量，而不是信號量，故在輸出端與單片機引腳之間，串聯(lián)一5K電阻，以防止電路過大，燒壞單片機。液位檢測流程圖如圖4-5所示：圖4-5 液位檢測流程圖液位檢測程序如下：while(W) nw=1; delay1ms(5); displaymainpart(); delay1ms(50); LB=1;結(jié)論設計實物經(jīng)過調(diào)試，工作正常。系統(tǒng)通電后，首先設計出工作和停息時間。在工作時間內(nèi)，當紅外對射管檢測到手套經(jīng)過時，繼電器工作，指示燈發(fā)亮一次；當在停息時間內(nèi)，不管有無手套經(jīng)過，繼電器均停止工作，指示燈一直熄滅。當油位過低時，蜂鳴器報警，繼電器停止工作，指示燈熄滅?？傮w來說達到了所需要求。但由

34、于時間問題，和個人能力有限，智能注油系統(tǒng)還有很多方面有待提高，具體有一下幾點：（1） 沒有具體介紹紅外對射管所涉及的原理，這在系統(tǒng)應用中也比較重要，有利于更加深刻的了解注油系統(tǒng)的工作原理。（2） 對于時鐘部分的定時功能，只能單純的設定工作時間周期，和停息周期，周而復始，而不能規(guī)定具體工作日期。（3） 硬件布線可進一步優(yōu)化，使得硬件系統(tǒng)外觀更加簡約；程序方便可進一步簡化，提高單片機運行速度。在制作只能注油系統(tǒng)時，需要考慮到很多因素，諸多細節(jié)。在每一個環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)意料之外的事情，有時候一個引腳的意外短路，就需要花上半天的時間來檢測每一個焊點，每一根導線。幾句程序的錯誤，就可能要花幾天的時間去調(diào)試

35、。通過對注油系統(tǒng)硬件和軟件方面的制作，不僅積累了很多經(jīng)驗，鞏固了專業(yè)課知識，做到了知行合一，而且鍛煉了自己的動手能力，為以后工作打下了堅實的基礎。本文還有很多不足之處，懇請專家和老師的批評和指正。參考文獻1 李朝青.單片機原理及接口技術(shù)M.北京：北京航空航天大學出版社，2006.2 余永權(quán)，汪明慧.單片機在控制系統(tǒng)中的應用M.北京：電子工業(yè)出版社，2003.3 何希才.傳感器及其應用電路M.北京：電子工業(yè)出版社，2001.4 仉大志. 談ALPHA電子注油器及其管理.世界海運2013年第4期5 宮宇龍，周瑞濤，呂松. 基于HYDSIM的電控氣缸注油器設計與仿真.起重運輸機械 2012

36、年第9期6 陳智君，吳丹雯. 電控注油器控制系統(tǒng)研發(fā).中國航海2012年第2期 7 童詩白，華成英模擬電子技術(shù)基礎M北京：高等教育出版社，2001.8 戴佳等.51單片機C語言應用程序設計M.北京:電子工業(yè)出版社,2003. 9 楊澤榮.基于MCS-51單片機的液晶1602顯示設計.科學與財富 2013年 第12期10 王凱，馬明濤.基于單片機的主動對射式紅外報警系統(tǒng).商情 2011年 第15期11 胡學海主編. 單片機原理及應用系統(tǒng)設計.電子工業(yè)出版社，2008. 12 張洪潤，藍清華單片機應用技術(shù)教程M北京：清華大學出版社，1997.13 范久臣實時時鐘芯片在單片機系統(tǒng)中的應用J沈陽教育學

37、院學報，2005.14 周正華.51單片機POV趣味制作詳解M.北京：北京航空航天大學出版社，2011.15侯伯亨,劉凱,顧新.VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設計M.西安：西安電子科技大學出版社，2009.附錄1硬件仿真圖及實物圖附錄2部分源程序：#include<reg52.h>#include<intrins.h>unsigned char code digit="0123456789" /數(shù)字代碼unsigned char modeTH,TL,TN,TD,length,tempswitch1,tempswitch2,state11=1,am

38、ode,alarmmode1, nw=0,alarmmode2,minutes,hours,minutess,hourss,flagall;unsigned charminuteb=0,hourb=0,secondb=0,minutea=0,seconda=0,seconds,secondss,houra=0,minute1,second1,hour1,led=0,temp;sbit le=P26;sbit W=P32;sbit SCLK=P11;/DS1302時鐘輸入sbit DATE=P10;/DS1302數(shù)據(jù)輸入sbit REST=P12;/DS1302復位端口sbit SET=P14;

39、/DS1302設置模式選擇位sbit ADD=P15;/增加sbit RED=P16;/減小sbit CANL=P17;sbit WZ=P24;sbit LB=P23;void delay1ms(int i)/1毫秒延時 int j,k; while(i-) for(j=76;j>1;j-); for(k=29;k>1;k-); void delaynus(unsigned char n) /延時若干微秒 unsigned char i; for(i=0;i<n;i+); /*DS1302模塊*/ void Write1302(unsigned char date)/向130

40、2寫數(shù)據(jù) unsigned char i;SCLK=0;delaynus(2);for(i=0;i<8;i+)DATE=date&0x01;SCLK=1;delaynus(2);SCLK=0;delaynus(2);date>>=1; void WriteSet1302(unsigned char cmd,unsigned char date) /根據(jù)相應的命令輸入相應的數(shù)據(jù) REST=0;SCLK=0;REST=1;Write1302(cmd);delaynus(5);Write1302(date);SCLK=1;REST=0; unsigned char Read

41、1302(void)/讀取1302數(shù)據(jù) unsigned char i,date;delaynus(2);for(i=0;i<8;i+)date>>=1;if(DATE=1)date|=0x80;SCLK=1;delaynus(2);SCLK=0;delaynus(2);return date; unsigned char ReadSet1302(unsigned char cmd)/根據(jù)命令讀取1302相應的值unsigned char date;REST=0;SCLK=0;REST=1;Write1302(cmd);delaynus(2);date=Read1302();

42、SCLK=1;REST=0;return date;void IntDS1302(void) /DS1302初始化 unsigned char flag; flag= ReadSet1302(0x81);if(flag&0x80) /判斷時鐘芯片是否關閉 WriteSet1302(0x8E,0x00); /根據(jù)寫狀態(tài)寄存器命令字，寫入不保護指令 WriteSet1302(0x80,(0/10)<<4|(0%10); /根據(jù)寫秒寄存器命令字，寫入秒的初始值WriteSet1302(0x82,(0/10)<<4|(0%10); /根據(jù)寫分寄存器命令字，寫入分的初始值

43、WriteSet1302(0x84,(0/10)<<4|(0%10); /根據(jù)寫小時寄存器命令字，寫入小時的初始值WriteSet1302(0x8a,(0/10)<<4|(0%10); WriteSet1302(0x90,0xa5); /打開充電功能 選擇2K電阻充電方式WriteSet1302(0x8E,0x80); /根據(jù)寫狀態(tài)寄存器命令字，寫入保護指令 /*液晶顯示模塊*/sbit RS=P20;sbit RW=P21;sbit E=P22;sbit BF=P07; /*液晶忙檢測*/bit BusyTest(void)bit result;RS=0;RW=1;E

44、=1;_nop_();_nop_();_nop_();result=BF;_nop_();_nop_();_nop_();E=0;return result;/*寫指令*/void Write_com(unsigned char command)while(BusyTest()!=0);RS=0;RW=0;E=0;_nop_();_nop_();_nop_();P0=command;_nop_();_nop_();_nop_();E=1;_nop_();_nop_();_nop_();E=0;/*寫地址*/void Write_Address(unsigned char address)Wri

45、te_com(address|0x80);delay1ms(1); /*寫數(shù)據(jù)*/void Write_Date(unsigned char date)RS=1;RW=0;E=0;_nop_();_nop_();_nop_();P0=date;_nop_();_nop_();_nop_();E=1;_nop_();_nop_();_nop_();E=0;delay1ms(1);/*初始化*/void Lcd_Int(void)Write_com(0x38);delay1ms(1);Write_com(0x38);delay1ms(1);Write_com(0x06);delay1ms(1);W

46、rite_com(0x0c);delay1ms(1);Write_com(0x01);void displaymainpart(void)/顯示液晶主要部分（不變化部分）Write_Address(0x02);delay1ms(1);Write_Date(':');delay1ms(1);Write_Address(0x42);Write_Date(':');Write_Address(0x45);Write_Date(':');Write_Address(0x05);Write_Date(':');Write_Address(0

47、x09);Write_Date('s');Write_Date('t');Write_Date('a');Write_Date('t');Write_Date('e');Write_Date(':');if(nw=0)Write_Address(0x49);Write_Date('n');Write_Date('o');Write_Date('r');Write_Date('m');Write_Date('a');Wri

48、te_Date('l'); elseWrite_Address(0x49);Write_Date('w');Write_Date('r');Write_Date('o');Write_Date('n');Write_Date('g');Write_Date('!');void display_second(unsigned char second) /在液晶上顯示秒unsigned char i,j;i=second/10;j=second%10;Write_Address(0x46

49、);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);delay1ms(1);void display_minute(unsigned char minute) /在液晶上顯示分unsigned char i,j;i=minute/10;j=minute%10;Write_Address(0x43);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);delay1ms(1);void display_hour(unsigned char hour) /在液晶上顯示時unsigned char i,j;i=hour/10;j=hour%10;Wr

50、ite_Address(0x40);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);delay1ms(1);void display_second1(unsigned char second1) /在液晶上顯示 秒unsigned char i,j;i=second1/10;j=second1%10;Write_Address(0x06);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);delay1ms(1);void display_minute1(unsigned char minute1) /在液晶上顯示 分unsigned cha

51、r i,j;i=minute1/10;j=minute1%10;Write_Address(0x03);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);delay1ms(1);void display_hour1(unsigned char hour1) /在液晶上顯示 時unsigned char i,j;i=hour1/10;j=hour1%10;Write_Address(0x00);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);delay1ms(1); void display_houra(unsigned char x)/小時

52、部分顯示unsigned char i,j;i=x/10;j=x%10;Write_Address(0x00);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);void display_minutea(unsigned char x)/分鐘部分顯示unsigned char i,j;i=x/10;j=x%10;Write_Address(0x03);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);void display_seconda(unsigned char x)/秒部分顯示unsigned char i,j;i=x/10;j=x%10;Write_Address(0x06);Write_Date(digiti);Write_Date(digitj);void display_hourb(unsigned char x)unsigned char i,j;i=x/10;j=x%10;Write_Address(0x40);Write_Date(digit