基于單片機(jī)的自動(dòng)揀貨系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-

北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEPAGE45誠(chéng)信申明本人申明：我所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下對(duì)四年專業(yè)知識(shí)而進(jìn)行的研究工作及全面的總結(jié)。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中創(chuàng)新處不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京化工大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而已經(jīng)使用過的材料。與我一同完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的同學(xué)對(duì)本課題所做的任何貢獻(xiàn)均已在文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。本人簽名：年月日

目錄第1章緒論 51.1選題背景及研究意義 51.2分揀系統(tǒng)的介紹 51.3分揀系統(tǒng)的發(fā)展展望 61.4課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 7第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 92.1設(shè)計(jì)要求 92.2功能特點(diǎn) 9第3章方案的論證 113.1主控芯片的選擇 113.2顯示模塊 113.3光電傳感器的選擇 123.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇 123.5鐵傳感器的選用 123.6鋁傳感器的選用 133.7顏色傳感器的選用 15第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 164.1硬件模介紹 164.1.1單片機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介 164.1.2系統(tǒng)主要芯片和元器件的介紹及應(yīng)用 164.1.3ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊介紹 194.1.4LCD液晶顯示模塊介紹 204.1.5蜂鳴器模塊 234.1.6霍爾傳感器 244.2單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 254.2.1時(shí)鐘脈沖電路 254.2.2復(fù)位電路 254.3硬件設(shè)計(jì)總圖 26第5章軟件程序設(shè)計(jì) 275.1軟件程序整體設(shè)計(jì) 275.1.1程序流程圖 275.2程序模塊設(shè)計(jì) 275.2.1電機(jī)控制程序設(shè)計(jì) 275.2.2LCD1602顯示程序設(shè)計(jì) 295.2.3按鍵掃描程序設(shè)計(jì) 30第6章系統(tǒng)測(cè)試及分析 386.1系統(tǒng)測(cè)試 38總結(jié) 39參考文獻(xiàn) 40附錄A 411.系統(tǒng)整體電路圖 41致謝 42

基于單片機(jī)金屬自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì)zzzzxxxxxxxxxx0601班學(xué)號(hào)060401001指導(dǎo)教師張三副教授摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)控制科學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)。單片機(jī)以其體積小、功能齊全、價(jià)格低廉和可靠性高等方面具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在各個(gè)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。單片機(jī)的使用大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障。如何在單片機(jī)自動(dòng)控制領(lǐng)域充分發(fā)揮單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)，是目前自動(dòng)控制學(xué)科的重要課題之一。本課題正是在這樣的背景下，圍繞基于單片機(jī)的材料分揀裝置設(shè)計(jì)展開研究。論文首先敘述了單片機(jī)的材料分揀裝置的發(fā)展背景、現(xiàn)狀和發(fā)展方向。然后，說明了單片機(jī)自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)工作原理和與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別。本文詳細(xì)敘述了一種基于單片機(jī)的材料分揀裝置設(shè)計(jì)及自動(dòng)控制編程，以及怎樣通過單片機(jī)程序設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)材料分揀和自動(dòng)控制。其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少（可利用原有設(shè)施改造），分揀系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程度高，還具有在線修改功能，靈活性強(qiáng)，系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、可靠性高及系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；材料分揀；自動(dòng)控制；傳感器

BasedonsinglechipmicrocomputermetalautomaticsortingsystemdesignCaonimieCollegeofphysicsandelectronicinformation,electronicinformationengineeringprofessional2009teachers:XXXAbstract:Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnology,modernindustrialcontrolsystemismoreandmorecomplex,traditionalcontrolsciencefacesnewchallenges.Single-chipmicrocomputerwithitssmallvolume,completefunctions,lowcostandhighreliabilityhasuniqueadvantages,wonawideapplicationinallfields.Theuseofsinglechipmicrocomputergreatlyimprovesthereliabilityofthecontrolsystemandautomaticcontrollevel,fortheenterpriseprovidesamorereliableproductionsecurity.Howtogivefullplaytotheadvantagesofsinglechipmicrocomputerinthefieldofsinglechipmicrocomputerautomaticcontrol,automaticcontrolisthesubjectofoneoftheimportanttopics.Thistopicitisinthisbackground,thesurroundingmaterialsortingdevicedesignbasedonsinglechipmicrocomputer.PaperfirstdescribestheMCUmaterialsortingdevicedevelopmentbackground,presentsituationanddevelopmentdirection.Andthen,illustratestheworkingprincipleofthesinglechipmicrocomputerautomaticsortingcontrolsystemandthedifferencefromthetraditionalrelay.ThispaperdescribesakindofmaterialsortingdevicedesignbasedonMCUandautomaticcontrolprogramming,andhowtoachievematerialsortingthroughthemicrocontrollerprogrammingandautomaticcontrol.Itscircuitstructureissimple,lessinvestmentandupgrading(canusetheoriginal),sortingsystemisnotonlyahighdegreeofautomation,on-linemodificationfunction,alsohasstrongflexibility,thesystemhasdataacquisitionaccuracy,highreliabilityandlowcostetc.Keyword:Singlechipmicrocomputer;Materialsorting;Automaticcontrol;Thesensor第1章緒論1.1選題背景及研究意義隨著生產(chǎn)趨于個(gè)性化、集約化，許多企業(yè)開始加深對(duì)物流的認(rèn)識(shí)及其價(jià)值的深度挖掘，通過物流建設(shè)降低成本，提升競(jìng)爭(zhēng)力。自動(dòng)化物流系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于煙草、制造、家電、醫(yī)藥、食品、圖書等領(lǐng)域。隨著物流市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)物流系統(tǒng)及裝備供應(yīng)商通過自主技術(shù)創(chuàng)新、引進(jìn)消化吸收，從起初低端技術(shù)、國(guó)外進(jìn)口到現(xiàn)在高端創(chuàng)新、與國(guó)外廠商同臺(tái)競(jìng)技，物流裝備技術(shù)水平已明顯提高，但在高端技術(shù)方面也還存在較大差距。微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制幾乎擴(kuò)展到所有工業(yè)領(lǐng)域。現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)要求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的看著系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程控制器（ProgrammableLogicController，MCU）正是順應(yīng)著一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。單片機(jī)的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。單片機(jī)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制中，單片機(jī)在其他領(lǐng)域，例如民用個(gè)家庭自動(dòng)化也得到了迅速的發(fā)展。而在眾多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，對(duì)不同的材料進(jìn)行分揀，以往常采用傳統(tǒng)的繼電器接觸控制，使用硬連接電器多，可靠性差，自動(dòng)化程度不高。目前已有許多企業(yè)采用先進(jìn)控制器對(duì)傳統(tǒng)接觸控制進(jìn)行改造，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)控制程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障。本文在此介紹一種采用可編程控制器（單片機(jī)）對(duì)材料自動(dòng)分揀的一種方法，其電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資少（可利用原有設(shè)施改造），自動(dòng)分揀系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程度高，還具有在線修改功能，靈活性強(qiáng)。本控制系統(tǒng)是一簡(jiǎn)單的材料分揀控制系統(tǒng)，在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可以將之改進(jìn)為物流分揀系統(tǒng)、自動(dòng)分揀機(jī)，從而服務(wù)于人們的日常生活中。1.2分揀系統(tǒng)的介紹分揀是把很多貨物按品種從不同的地點(diǎn)和單位分配到所設(shè)置的場(chǎng)地的作業(yè)。按分揀的手段不同，可分為人工分揀、機(jī)械分揀和自動(dòng)分揀。目前自動(dòng)分揀已逐漸成為主流，因?yàn)樽詣?dòng)分揀是從貨物進(jìn)入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止，都是按照人們的指令靠自動(dòng)分揀裝置來完成的。這種裝置是由接受分揀指示情報(bào)的控制裝置、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把到達(dá)分揀位置的貨物送到別處的的搬送裝置。由于全部采用機(jī)械自動(dòng)作業(yè)，因此，分揀處理能力較大，分揀分類數(shù)量也較多。物料分揀采用可編程控制器單片機(jī)進(jìn)行控制，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差率低且勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，可顯著提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無縫連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)物料實(shí)物流、物料信息流的分配和管理。其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護(hù)、檢修方便等特點(diǎn)，受場(chǎng)地原因影響不大。同時(shí)，只要根據(jù)不同的分揀對(duì)象，對(duì)本系統(tǒng)稍加修改即可實(shí)現(xiàn)要求。單片機(jī)控制分揀裝置涵蓋了單片機(jī)技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、位置控制技術(shù)等內(nèi)容，是實(shí)際工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)設(shè)備的微縮模型。應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)結(jié)合氣動(dòng)、傳感器和位置控制等技術(shù)，設(shè)計(jì)不同類型材料的自動(dòng)分揀控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的靈活性較強(qiáng)，程序開發(fā)簡(jiǎn)單，可適應(yīng)進(jìn)行材料分揀的彈性生產(chǎn)線的需求。本文主要介紹了單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，以及一些調(diào)試方法。1.3分揀系統(tǒng)的發(fā)展展望單片機(jī)材料分揀系統(tǒng)未來發(fā)展方向可以分為系統(tǒng)集成、工藝創(chuàng)新和自動(dòng)分揀機(jī)[三個(gè)方向。系統(tǒng)集成由于專業(yè)高度分工和全球經(jīng)濟(jì)一體化，系統(tǒng)集成是一種理念和趨勢(shì)。國(guó)內(nèi)廠商應(yīng)采取國(guó)內(nèi)集成、國(guó)外配套的合作思路，充分利用合作方在高端產(chǎn)品、關(guān)鍵設(shè)備上技術(shù)先進(jìn)成熟的優(yōu)勢(shì)，迅速實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高整個(gè)物流系統(tǒng)的技術(shù)含量和技術(shù)水平。集成不是簡(jiǎn)單的設(shè)備組合，是以系統(tǒng)思維的方式對(duì)設(shè)備功能的充分應(yīng)用，并保證軟硬接口的無縫和快捷，目的是實(shí)現(xiàn)集成創(chuàng)新。b.工藝創(chuàng)新物流系統(tǒng)應(yīng)充分注重“系統(tǒng)”概念，系統(tǒng)由多個(gè)單元組成。單元的有效組合，即是流程及工藝的設(shè)計(jì)，這是一個(gè)全局優(yōu)化的復(fù)雜過程。工藝設(shè)計(jì)中最重要的是了解用戶的實(shí)際需求，不同的行業(yè)和用戶對(duì)物流的需求有著較大的差異，這是一種個(gè)性化的服務(wù)，應(yīng)不斷拓展創(chuàng)新。就從煙草行業(yè)來講，結(jié)合卷煙生產(chǎn)工藝，將物流做寬做深，從煙葉醇化到成品發(fā)貨，從制絲分組加工到儲(chǔ)葉儲(chǔ)絲模塊化精益生產(chǎn)，工藝創(chuàng)新和裝備已融入并實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動(dòng)化（FA）?，F(xiàn)在社會(huì)上己將物流的高科技產(chǎn)品(自動(dòng)分揀機(jī)、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、信息處理及通訊自動(dòng)化等)廣泛應(yīng)用于各個(gè)流通領(lǐng)域。自動(dòng)分揀系統(tǒng)是一次大戰(zhàn)后在美國(guó)、日本的配送中心廣泛采用的一種物流設(shè)備，己經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家大中型物流中心不可缺少的一部分?？梢钥隙ǎS著物流大環(huán)境的逐步改善，科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，特別是感測(cè)技術(shù)、電子標(biāo)簽及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等的引入使用，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在我國(guó)發(fā)展空間巨大。c.自動(dòng)分撿機(jī)在商業(yè)配送領(lǐng)域自動(dòng)分撿機(jī)的應(yīng)用較為廣泛，可實(shí)現(xiàn)多品種、小批量、多批次、短周期的物品分揀和配送作業(yè)。自動(dòng)分撿機(jī)的種類很多，有滑靴式、翻板式、交叉帶式等，國(guó)內(nèi)廠商能提供相應(yīng)產(chǎn)品，但從分類能力、可靠性等指標(biāo)來看，性參數(shù)能較國(guó)外先進(jìn)水平還有較大差距。目前，項(xiàng)目系統(tǒng)集成中進(jìn)口比例較高，在機(jī)場(chǎng)物流行李分揀系統(tǒng)中，由于分揀量大及高可靠性要求，基本都從國(guó)外進(jìn)口。隨著商業(yè)配送物流的快速發(fā)展，配送中心對(duì)自動(dòng)分揀機(jī)將會(huì)有更多需求，分揀技術(shù)水平和設(shè)備性能將會(huì)有較大提高。物流配送中心是從事配送業(yè)務(wù)的物流場(chǎng)所或組織，它的作業(yè)流程包括“入庫(kù)—保管—揀貨—分揀—暫存—出庫(kù)”。物流中心每天接受眾多供應(yīng)商或貨主通過各種運(yùn)輸工具送來的成千上萬種物品，用最短的時(shí)間將物品卸下并按品種、貨主、儲(chǔ)位或發(fā)送地點(diǎn)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分類，然后將物品運(yùn)送到指定地點(diǎn)。當(dāng)訂貨商向物流中心發(fā)出配送訂單后，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在最短時(shí)間內(nèi)從自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中準(zhǔn)確找到要出庫(kù)的物品所在位置，并按所需數(shù)量出庫(kù)，最后將從不同儲(chǔ)位上取出的不同數(shù)量的物品按配送地點(diǎn)的不同運(yùn)送到不同的存貨區(qū)域進(jìn)行分揀，以便裝車配送。值得一提的是對(duì)于小件物品的分揀技術(shù)和設(shè)備近幾年發(fā)展較快，主要集中在卷煙配送行業(yè)，從電子標(biāo)簽揀選模式到立式、通道式分發(fā)機(jī)半自動(dòng)分揀，甚至全自動(dòng)補(bǔ)貨、分揀、裝箱，技術(shù)和設(shè)備都更新很快，目前各供應(yīng)商仍以高速分揀、高度自動(dòng)化的方向快速發(fā)展。1.4課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)就是利用Atmel公司生產(chǎn)的單片機(jī)AT89S52芯片ULN2003用作步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片（ULN2003是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品,具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強(qiáng)等特點(diǎn)）。在以單片機(jī)為核心的基礎(chǔ)上加上其外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)的小的系統(tǒng)——金屬自動(dòng)分揀系統(tǒng)。所謂的單片機(jī)小系統(tǒng)從系統(tǒng)的角度來定義就是完成復(fù)雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。硬件設(shè)計(jì)部分分別從各個(gè)功能電路進(jìn)行闡述，包括電源電路、復(fù)位電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、按鍵電路及顯示電路。軟件部分分成了六個(gè)模塊：初始化模塊、顯示模塊、蜂鳴器模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、紅外采集模塊、霍爾傳感器。初始化模塊主要是對(duì)定時(shí)計(jì)數(shù)器的方式及初值的設(shè)定。狀態(tài)顯示模塊負(fù)責(zé)正確的顯示當(dāng)前當(dāng)前被檢金屬的類型。按鍵設(shè)定模塊主要是控制傳動(dòng)帶的開啟與關(guān)閉。光電采集模塊，霍爾傳感器，顏色色傳感器主要用于對(duì)當(dāng)前檢測(cè)物體的基本信息進(jìn)行采集的功能。也就是說系統(tǒng)的功能是由硬件和軟件兩大部分共同合作完成。

第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，根據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分包括電路原理圖、合理選擇元器件、繪制線路圖，然后對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。硬件電路采用結(jié)構(gòu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，該方法保證設(shè)計(jì)電路的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化。硬件電路的設(shè)計(jì)最重要的選擇用于控制的單片機(jī)，并確定與之配套的外圍芯片，使設(shè)計(jì)的系統(tǒng)既經(jīng)濟(jì)又高性能。硬件電路設(shè)計(jì)包括輸入射出接口設(shè)計(jì)，畫出詳細(xì)電路圖，標(biāo)出芯片的信號(hào)、器件參數(shù)值，根據(jù)電路圖在仿真機(jī)上進(jìn)行調(diào)試，修改，最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求。軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)，擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，包括各模塊的流程圖，選擇C語言，進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)等；最后對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需的功能要求。2.2功能特點(diǎn)a、按鍵控制：能通過按鍵控制傳送帶電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。b、狀態(tài)顯示：能顯示當(dāng)前檢測(cè)物體的基本性質(zhì)。c、將物體傳送到指定地點(diǎn)：控制傳送帶的速度，以及方向講材料分揀到指定地方。d、分辨金、銀、銅、呂：通過金屬傳感器分辨出金屬與非金屬，再通過霍爾傳感器和顏色傳感器，采集信息由單片機(jī)處理分辨材料類型。單片機(jī)金屬分揀系統(tǒng)是由微處理器單片機(jī)、電源模塊、復(fù)位模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、按鍵模塊、霍爾傳感模塊、顏色傳感及顯示模塊組成。本系統(tǒng)采用AT89S52作為中央處理單元來自動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，控制傳送帶的運(yùn)作。帶動(dòng)材料進(jìn)入檢測(cè)區(qū)域。在檢測(cè)區(qū)域，由金屬傳感器，霍爾傳感器，顏色傳感器的多重分析，將材料類型通過1602顯示出來。再通過按鍵控制電機(jī)將材料傳送到指定位置。ＭＣＵ控制模塊按鍵控制報(bào)警電路電動(dòng)機(jī)控制模塊LCD1602顯示模塊樓層檢測(cè)LED燈顯示金屬傳感器圖2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖第3章方案的論證3.1主控芯片的選擇方案一：采用AT89C2051芯片，它具有體積小、功耗小。含有中斷、定時(shí)/計(jì)數(shù)器。本次設(shè)計(jì)需要非常大的編程量，雖然其價(jià)錢相對(duì)便宜，但I(xiàn)O口數(shù)和存儲(chǔ)空間相對(duì)較少，所以此芯片不利于系統(tǒng)的工作和系統(tǒng)功能的擴(kuò)展。方案二：采用AT89C51芯片，它具有AT89C2051芯片的所有功能，且IO口數(shù)相對(duì)較多，價(jià)錢相對(duì)也比較便宜，但存儲(chǔ)空間不是非常大，而本次的設(shè)計(jì)需要大量的存儲(chǔ)空間。方案三：采用AT89S52芯片，它具有AT89C2051和AT89C51芯片的所有功能，且IO口數(shù)非常多，比AT89C2051和AT89C51多。價(jià)錢雖然比AT89C2051和AT89C51昂貴，但存儲(chǔ)空間非常大，可以到達(dá)8K。而本次的設(shè)計(jì)正需要此容量的空間。綜上所述，我選擇AT89S52芯片作為本次設(shè)計(jì)的主控芯片3.2顯示模塊在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)的人機(jī)交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、LED數(shù)碼管、液晶顯示器。方案一：采用LCD1602液晶模塊，1602液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（CGROM）已經(jīng)存儲(chǔ)了160個(gè)不同的點(diǎn)陣字符圖形，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常用的符號(hào)等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼，比如大寫的英文字母“A”的代碼是01000001B（41H），顯示時(shí)模塊把地址41H中的點(diǎn)陣字符圖形顯示出來，我們就能看到字母“A”。方案二：采用LCD2402液晶模塊，用LCD顯示一個(gè)字符時(shí)比較復(fù)雜，因?yàn)橐粋€(gè)字符由6×8或8×8點(diǎn)陣組成，既要找到和顯示屏幕上某幾個(gè)位置對(duì)應(yīng)的顯示RAM區(qū)的8字節(jié)，還要使每字節(jié)的不同位為“1”，其它的為“0”，為“1”的點(diǎn)亮，為“0”的不亮。這樣一來就組成某個(gè)字符。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡(jiǎn)單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD上開始顯示的行列號(hào)及每行的列數(shù)找出顯示RAM對(duì)應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對(duì)應(yīng)的代碼即可。由于LCD1602液晶顯示模塊只能顯示16*2個(gè)字符，而LCD2402液晶顯示模塊能夠顯示24*2個(gè)字符，在本設(shè)計(jì)中要顯示的字符比較少，綜上所述，我選擇LCD1602作為本設(shè)計(jì)的顯示模塊。3.3光電傳感器的選擇在本設(shè)計(jì)中選擇PMM18-C301NA型光電管作為本次設(shè)計(jì)樓層檢測(cè)部分主要器件。PMM18-C301NA型光電管是將砷化鎵紅外光發(fā)光管和硅光敏三級(jí)管裝在中間帶槽的支架上。當(dāng)槽內(nèi)無物體時(shí)，砷化鎵發(fā)光管發(fā)出的光直接照在硅光敏三級(jí)管的窗口上，從而產(chǎn)生大的電流輸出，當(dāng)有物體經(jīng)過槽內(nèi)時(shí)則擋住光線，此時(shí)光敏管的輸出端為低電平，這樣可識(shí)別物體的有無。PMM18-C301NA型光電管的主要技術(shù)參數(shù)：最大正向電流IFMAX=50Ma正向壓降VF＜1.5V反向耐壓VR＞5V反向漏電IR≤50uA輸出特性如下：暗電流ID≤0.1uA反向耐壓VBR(CEO)=20V光電流IL為2至3mA響應(yīng)時(shí)間tr≤3us，tf≤4us3.4電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的選擇在通過各種的考慮后，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片我選用的是ULN2003,ULN2003輸入回路的電阻是2.7k，且ULN2003適于5v的TTL,與單片機(jī)的額定電壓一致，驅(qū)動(dòng)灌入電流：500mA可以叫靈敏的驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。采用L298N芯片驅(qū)動(dòng)，根據(jù)單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)定PWM信號(hào)，在輸出端接入直流電機(jī)，根據(jù)不同按鍵的不同信號(hào)就可以實(shí)現(xiàn)電梯上升與下降。以及電梯門的開關(guān)。所以直接采用ULN2003。3.5鐵傳感器的選用霍爾接近開關(guān)來檢測(cè)材料是否是磁性鐵金屬?；魻栐且环N磁敏元件。利用霍爾元件做成的開關(guān)，叫做霍爾開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測(cè)面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有無磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。本系統(tǒng)中，當(dāng)材料是鐵時(shí)傳感器開關(guān)閉合，產(chǎn)生電流驅(qū)動(dòng)線圈。霍爾接近開關(guān)的工作原理見圖2.4。因此，本系統(tǒng)中檢測(cè)鐵物料選用霍爾傳感器為2AV系列。圖3.4霍爾接近開關(guān)的工作原理圖3.6鋁傳感器的選用當(dāng)通過金屬體的磁通過變化時(shí)，就會(huì)在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電流，這種電流在導(dǎo)體中是自行閉合的，這就是所謂電渦流[6]。電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分能量，從而使產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈阻抗發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。電渦流式傳感器是利用渦流效應(yīng)，將非電量轉(zhuǎn)換為阻抗的變化而進(jìn)行測(cè)量的。如圖3.5所示，一個(gè)扁平線圈置于金屬導(dǎo)體附近，當(dāng)線圈中通有交變電流I1時(shí)，線圈周圍就產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)H1。置于這一磁場(chǎng)中的金屬導(dǎo)體就產(chǎn)生電渦流I2，電渦流也將產(chǎn)生一個(gè)新磁場(chǎng)H2，H2與H1方向相反，因而抵消部分原磁場(chǎng)，使通電線圈的有效阻抗發(fā)生變化。圖3.5電渦流傳感器原理圖我們可以把被測(cè)導(dǎo)體上形成的電渦流等效成一個(gè)短路環(huán)，這樣就可得到如圖2.6的等效電路。圖中R1、L1為傳感器線圈的電阻和電感。短路環(huán)可以認(rèn)為是一匝短路線圈，其電阻為R2、電感為L(zhǎng)2。線圈與導(dǎo)體間存在一個(gè)互感M，它隨線圈與導(dǎo)體間距的減小而增大。當(dāng)鋁檢測(cè)傳感器檢測(cè)到金屬材料時(shí)，傳感器的線圈阻抗就會(huì)發(fā)生變化。圖3.6電渦流傳感器等效電路圖利用這一性質(zhì)可以把鋁傳感器和繼電器如圖2.7連接，實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能。所以本系統(tǒng)鋁傳感器選用電渦流傳感器為ST系列。圖3.7鋁傳感器開關(guān)原理圖3.7顏色傳感器的選用我們所看到的物體顏色，實(shí)際上是物體表面吸收了照射到它上面，白光(日光)中的一部分有色成分之后，反射出的另一部分有色光在人眼中的反應(yīng)[7]。白色是由各種頻率的可見光混合在一起構(gòu)成的，也就是說白光中包含著各種顏色的色光(如紅、黃、綠、青、藍(lán)、紫)。根據(jù)三原色理論可知，各種顏色是由不同比例的三原色(紅、綠、藍(lán))混合而成的。如果知道構(gòu)成各種顏色的三原色的值，就能夠知道所測(cè)試物體的顏色。高分辨率顏色傳感器TCS230，是我們常用的顏色傳感器。對(duì)于TCS230來說，當(dāng)選定一個(gè)顏色濾波器時(shí)，它只允許某種特定的原色通過，阻止其它原色的通過。例如：當(dāng)選擇紅色濾波器時(shí)，入射光中只有紅色可以通過，藍(lán)色和綠色都被阻止，這樣就可以得到紅色光的光強(qiáng)，同理，選擇其它的濾波器，就可以得到藍(lán)色光和綠色光的光強(qiáng)。通過這三個(gè)值，就可以分析投射到TCS230傳感器上的光的顏色，本文選擇紅色濾波器。

第4章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1硬件模介紹4.1.1單片機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介單片機(jī)又稱為單片微型計(jì)算機(jī)（singlechipmicrocomputer）又稱為微控制處理器或嵌入式微控制處理器。它是將計(jì)算機(jī)的部分基本組成部件做到微型化，使之集成在一塊芯片上的微型計(jì)算機(jī)。其上集成了包括中央處理器CPU、片內(nèi)含有隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM或者EOROM、并行的8位I/0口，定時(shí)器與計(jì)數(shù)器，中斷控制處理器及支持總線模式等。它是工業(yè)設(shè)備控制、工業(yè)流程檢測(cè)控制和智能化電器設(shè)備控制系統(tǒng)中應(yīng)用程度最廣泛的一種處理器。這種處理器的最大特點(diǎn)是設(shè)計(jì)開發(fā)人員可以根據(jù)自己的想法和實(shí)際需要進(jìn)行開發(fā)研究，設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)電子設(shè)備系統(tǒng)，因此更加的方便，更加的靈活，成本所需更低。設(shè)計(jì)基于單片機(jī)電路系統(tǒng)的基本方法是在單片機(jī)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些I/O接口，如用于模/數(shù)轉(zhuǎn)換的A/D芯片，D/A芯片，用于人機(jī)對(duì)話的鍵盤處理信息接口，LED燈和LCD接口，數(shù)碼管顯示接口等電子器件，可用于對(duì)輸出控制的按鍵接口等。然后在此硬件基礎(chǔ)上在開發(fā)一些應(yīng)用軟件就可以組成完整的單片機(jī)控制系統(tǒng)，經(jīng)過軟件調(diào)試就可以應(yīng)用在實(shí)際生活中。單片機(jī)有著體積小，功耗低，運(yùn)算速度快，功能多，性價(jià)比高，容易推廣應(yīng)用等顯著性特點(diǎn)，在自動(dòng)化控制裝置，智能化顯示儀器儀表，對(duì)于過程控制和在家用電器等眾多領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用。針對(duì)于國(guó)內(nèi)開發(fā)應(yīng)用單片機(jī)的發(fā)展情況來看，自從80年代初起步以來，以Intel公司的MCS-48系列的單片機(jī)為主導(dǎo)機(jī)種以來，單片機(jī)已有70多個(gè)系列，近500多個(gè)機(jī)種，許多電子公司率先滲入到微機(jī)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并且取得了一定的應(yīng)用成果。現(xiàn)在國(guó)際知名的公司有Intel公司、Atemel公司、Philips公司、Winbond公司、LG公司、Cygnal公司、Motorola公司、Zilog公司、Microchip公司、。80年代中期以來，隨著單片機(jī)的性能更強(qiáng)，運(yùn)算速度更快的MCS-51系列的單片機(jī)加入，單片機(jī)在應(yīng)用中得到了更為迅速的推廣和更為廣泛的應(yīng)用。4.1.2系統(tǒng)主要芯片和元器件的介紹及應(yīng)用a.AT89S52單片機(jī)芯片AT89S52單片機(jī)是ATLEM公司推出的一種高速、低功耗、超強(qiáng)抗外界干擾微型單片機(jī)處理器，其編譯的指令代碼和C語言源程序完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，其為40引腳的雙列直插封裝形式的8位通用微型計(jì)算機(jī)處理器，采用工業(yè)上規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)的C51內(nèi)核處理器，在其內(nèi)部的功能及其引腳排布上與現(xiàn)在市場(chǎng)上或者工業(yè)上通用的8xc51是相同，其主要功能包括對(duì)會(huì)聚主IC內(nèi)部的寄存器、數(shù)據(jù)的RAM及外部接口等功能部件的初始化，支持會(huì)聚調(diào)整控制，支持會(huì)聚測(cè)試圖的有效控制，可以進(jìn)行紅外遙控信號(hào)IR的接收解碼及與計(jì)算機(jī)主板CPU的通信等。主要特性如下：工作額定電壓：5.5V～3.3V（5V單片機(jī)）/3.8V～2.0V（3V單片機(jī)）工作的頻率范圍：0～40MHz，其相當(dāng)于普通8051單片機(jī)的2倍，在實(shí)際測(cè)試中，其的最高工作頻率可達(dá)48MHz。32個(gè)雙向I/O口，256x8bit內(nèi)部RAM，復(fù)位后為：P0/P1/P2/P3是準(zhǔn)雙向口/弱上拉，P0口內(nèi)部是漏極開路形式輸出，當(dāng)其作為總線形式擴(kuò)展I/O口用時(shí)，不用加上拉電阻，但是作為普通I/O口使用時(shí)，需加上拉電阻，否則無法使用P0口作為數(shù)據(jù)傳輸。ISP模式（在系統(tǒng)中可編程使用）/IAP模式（在應(yīng)用可編程使用），無需專用程序編程器，無需專用程序仿真器，就可通過串口通信（RxD/P3.0口,TxD/P3.1口）直接下載用戶所編寫的程序，只需花費(fèi)很少的時(shí)間便可以下載完程序，速度十分快、效率十分高。AT89S52具有EEPROM功能，可進(jìn)行掉電保護(hù)，電源有復(fù)位端口接入，具有看門狗功能，一共2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。即定時(shí)器T0、T1和外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，掉電模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒，通用型的異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。以下是AT89S52的引腳參數(shù)及其封裝說明AT89S52引腳功能說明：VCC（40引腳）：電源電壓（+5V）RST（9引腳）：復(fù)位輸入端口。ALE/（30引腳）：地址鎖存控制信號(hào)（ALE）。PSEN（29引腳）：外部程序存儲(chǔ)器選通信號(hào)/VPP（31引腳）：訪問外部程序存儲(chǔ)器控制信號(hào)。XTAL1（19引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端口。XTAL2（18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端口。下面是AT89S52的樣本圖片圖4.1單片機(jī)P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，即可以作為地址或者數(shù)據(jù)總線的兩用I/O口。作為輸出口使用時(shí)，每一位能吸收電流的方式用以驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，讓其進(jìn)行輸入口使用時(shí)必須對(duì)其寫“1”，在對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗?fàn)顟B(tài)的輸入端口使用。在其訪問外部芯片的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組I/O口線可以分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線的復(fù)用，在訪問外部數(shù)據(jù)期間必須激活內(nèi)部的上拉電阻才可以。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令代碼字節(jié)，而在程序進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)候，輸出指令代碼字節(jié)，在進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，要求在P0口外接上拉電阻。P1口是一個(gè)其內(nèi)部自帶上拉電阻的8位雙向I/O口，即具有通用的輸入/輸出功能，每一位都能獨(dú)立地設(shè)定為輸入口或輸出口使用，P1口的輸出緩沖級(jí)可用來驅(qū)動(dòng)（吸收或者輸出電流)4個(gè)TTL電平的邏輯門電路。在對(duì)其端口寫“1”時(shí)，即對(duì)其內(nèi)部的鎖存器寫“1”，通過其內(nèi)部自帶的上拉電阻可以把其端口拉到高電平，此時(shí)可以用作輸入口。在作數(shù)據(jù)輸入口使用時(shí)，因?yàn)槠鋬?nèi)部存在的上拉電阻，它的某個(gè)引腳會(huì)被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流(IIL)。與8xC51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T1EX），在進(jìn)行Flash的編程和程序校驗(yàn)期間，P1口用以接收數(shù)據(jù)的低8位地址。P2口是一個(gè)內(nèi)部自帶有上拉電阻的8位雙向I/O口，即可用作輸入/輸出口的使用，也可作為擴(kuò)展系統(tǒng)的地址總線，輸出高8位地址，與P0口一起組成16位地址總線。P2口的輸出緩沖級(jí)可用以驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。這里和P1口是一樣，可以對(duì)其端口P2寫“1”，通過內(nèi)部自帶的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口進(jìn)行輸入數(shù)據(jù)或者信號(hào)使用時(shí)，因?yàn)槠鋬?nèi)部存在上拉電阻，在其某個(gè)引腳被外部輸入的信號(hào)拉低時(shí)會(huì)對(duì)外輸出一個(gè)電流(IIL)。因P3口的功能繁多，可用作雙向數(shù)據(jù)傳輸和串口輸入輸出（RxD/P3.口,TxD/P3.1口）故在這里把P3口的引腳復(fù)用功能以表格形式展示出來，如下表：P3口引腳復(fù)用功能引腳號(hào)復(fù)用功能P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2（外部中斷0）P3.3（外部中斷1）P3.4T0（定時(shí)器0的外部輸入）P3.5T1（定時(shí)器1的外部輸入）P3.6（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）4.1.3ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊介紹ULN2003是一種高耐壓、大電流的達(dá)林頓陳列，由七個(gè)NPN達(dá)林頓管組成。每一對(duì)達(dá)林頓都串聯(lián)一個(gè)2.7K的基極電阻，在5V的工作電壓下與TTL和CMOS電路直接相連，可以直接處理需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來處理的數(shù)據(jù)。ULN2003的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1，灌電流可達(dá)500mA，并且在關(guān)態(tài)時(shí)能夠承受50V的電壓，可以在高負(fù)載電流下并行輸出運(yùn)行。其中，由單片機(jī)AT89S52的P1.0-P1.1腳作為ULN2003的1～4口輸入端所構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖4.2ULN2003步進(jìn)電機(jī)模塊設(shè)計(jì)電路圖4.1.4LCD液晶顯示模塊介紹在日常生活中，我們對(duì)液晶顯示器并不陌生。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。在單片機(jī)系統(tǒng)中應(yīng)用晶液顯示器作為輸出器件有顯示質(zhì)量高、數(shù)字式接口、體積小、重量、輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、PDA移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點(diǎn)陣式等。除了黑白顯示外，液晶顯示器還有多灰度有彩色顯示等。如果根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式來分，可以分為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)（Static）、單純矩陣驅(qū)動(dòng)（SimpleMatrix）和主動(dòng)矩陣驅(qū)動(dòng)（ActiveMatrix）三種。在本系統(tǒng)中我們采用的是字符型液晶顯示模塊，它是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號(hào)等點(diǎn)陣式LCD，目前常用16*1，16*2，20*2和40*2行等的模塊。下面以長(zhǎng)沙太陽人電子有限公司的1602字符型液晶顯示器為例，介紹其用法。一般1602字符型液晶顯示器實(shí)物如圖10-53：圖4.31602字符型液晶顯示器實(shí)物圖LCD1602引腳功能說明1602LCD采用標(biāo)準(zhǔn)的14腳（無背光）或16腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表10-13所示:編號(hào)符號(hào)引腳說明編號(hào)符號(hào)引腳說明1VSS電源地9D2數(shù)據(jù)2VDD電源正極10D3數(shù)據(jù)3VL液晶顯示偏壓11D4數(shù)據(jù)4RS數(shù)據(jù)/命令選擇12D5數(shù)據(jù)5R/W讀/寫選擇13D6數(shù)據(jù)6E使能信號(hào)14D7數(shù)據(jù)7D0數(shù)據(jù)15BLA背光源正極8D1數(shù)據(jù)16BLK背光源負(fù)極表4.1：引腳接口說明表圖4.5讀操作時(shí)序圖4.6寫操作時(shí)序圖4.7LCD1602實(shí)際應(yīng)用電路圖4.1.5蜂鳴器模塊系統(tǒng)蜂鳴器的工作原理如下：當(dāng)單片機(jī)端口輸出高電平時(shí)，三極管B極（三極管的各個(gè)參數(shù)如3.6節(jié)所示）處于高電平，三極管不導(dǎo)通，蜂鳴器不響。當(dāng)單片機(jī)端口輸出低電平時(shí)，三極管B極處于低電平，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器鳴響。在本系統(tǒng)中如果要運(yùn)用到實(shí)際中的話本來是要把單片機(jī)端口P3.4口接上繼電器再控制220V電源的電鈴的，但由于各種原因，在這次設(shè)計(jì)中我是用蜂鳴器來顯示出打鈴的效果的，蜂鳴器與單片機(jī)的連接圖如圖。圖4.8蜂鳴器連接圖4.1.6霍爾傳感器

霍爾傳感器是利用霍爾元件的霍爾效應(yīng)制作的半導(dǎo)體磁敏傳感器。半導(dǎo)體磁敏傳感器是指電參數(shù)按一定規(guī)律隨磁性量變化的傳感器，常用的磁敏傳感器有霍爾傳感器和磁敏電阻傳感器。除此之外還有磁敏二極管、磁敏晶體管等。磁敏器件是利用磁場(chǎng)工作的，因此可以通過非接觸方式檢驗(yàn)，這種方式可以保證使用壽命長(zhǎng)、可靠性高。我們使用的ALIM7567霍爾傳感器模塊參數(shù)如下：簡(jiǎn)要說明：一、長(zhǎng)尺寸：32mmX寬11mmX高20mm

二、主要芯片：LM393、3144霍爾傳感器

三、工作電壓：直流5伏

四、特點(diǎn)：1、具有信號(hào)輸出指示。

2、單路信號(hào)輸出。

3、輸出有效信號(hào)為低電平。

4、靈敏度可調(diào)（精調(diào)）。

5、有磁場(chǎng)切割就有信號(hào)輸出

6、電路板輸出開關(guān)量！(可直接接單片機(jī))

7、可用于電機(jī)測(cè)速/位置檢測(cè)等場(chǎng)合4.2單片機(jī)最小系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.2.1時(shí)鐘脈沖電路AT89S52單片機(jī)有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分別是放大器的輸入、輸出端。石英晶體和陶瓷諧振器都可以用來一起構(gòu)成自激振蕩器，如圖4-9所示。圖4.10晶振電路石英晶振(利用12MHZ晶振)C1,C2=30PF陶瓷諧振器C1,C2=40PFXTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。4.2.2復(fù)位電路AT89S52的復(fù)位引腳（RESET）是第9腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過2個(gè)機(jī)器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位的動(dòng)作。以12MHz的時(shí)鐘脈沖為例，每個(gè)時(shí)鐘脈沖為1μS，兩個(gè)機(jī)器周期為2μS，因此，在第9腳上連接一個(gè)2μS的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。最簡(jiǎn)單的就是只有一個(gè)電阻跟一個(gè)電容就可組成一個(gè)可靠復(fù)位的電路，電阻一般選擇10K，電容一般選擇10μF，復(fù)雜一點(diǎn)的就加個(gè)按鍵，可以進(jìn)行手動(dòng)復(fù)位．如圖4-10所示。圖4.11復(fù)位電路4.3硬件設(shè)計(jì)總圖圖4.13硬件設(shè)計(jì)總圖第5章軟件程序設(shè)計(jì)5.1軟件程序整體設(shè)計(jì)單片機(jī)金屬分揀控制系統(tǒng)的主控程序采用循環(huán)調(diào)用顯示、鍵盤處理程序、紅外判斷斷子程序，控制子程序。顯示子程序?qū)⒆钚碌陌存I數(shù)據(jù)在液晶上顯示。在主控程序循環(huán)中主要的工作就是掃描是否有按鍵，若有按鍵按下則應(yīng)做相應(yīng)的功能處理，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序，執(zhí)行相應(yīng)的功能。判斷子程序檢查當(dāng)前時(shí)間是否相等，如果相等，就執(zhí)行相應(yīng)程序。根據(jù)設(shè)計(jì)要求畫出程序主流程圖5.1.1程序流程圖圖5.1程序流程圖5.2程序模塊設(shè)計(jì)5.2.1電機(jī)控制程序設(shè)計(jì)unsignedintspeed=3;#defineCoil_AB1{A1=1;B1=1;C1=0;D1=0;}//AB相通電，其他相斷電#defineCoil_BC1{A1=0;B1=1;C1=1;D1=0;}//BC相通電，其他相斷電#defineCoil_CD1{A1=0;B1=0;C1=1;D1=1;}//CD相通電，其他相斷電#defineCoil_DA1{A1=1;B1=0;C1=0;D1=1;}//D相通電，其他相斷電#defineCoil_A1{A1=1;B1=0;C1=0;D1=0;}//A相通電，其他相斷電#defineCoil_B1{A1=0;B1=1;C1=0;D1=0;}//B相通電，其他相斷電#defineCoil_C1{A1=0;B1=0;C1=1;D1=0;}//C相通電，其他相斷電#defineCoil_D1{A1=0;B1=0;C1=0;D1=1;}//D相通電，其他相斷電#defineCoil_OFF{A1=0;B1=0;C1=0;D1=0;}//全部斷電voidt0_time()interrupt1{ TMOD=0X00; TH0=0XFE; buzzer=1; if(gd==0){ buzzer=0; delayms(10); while(gd==0) { Coil_A1; //步進(jìn)電機(jī)相位控制 delayms(speed); Coil_AB1; delayms(speed); Coil_B1; delayms(speed); Coil_BC1; delayms(speed); Coil_C1; delayms(speed); Coil_CD1; delayms(speed); Coil_D1; delayms(speed); Coil_DA1; delayms(speed); }} if(huoer==0){ delayms(10); while(gd==0) { P0=1; }}5.2.2LCD1602顯示程序設(shè)計(jì)voiddelayms(unsignedinttime){ unsignedintj,k; for(j=time;j;j--) for(k=100;k;k--);}/*************寫入命令函數(shù)**************/voidLCD_WRITECOM(unsignedchari){RS_CLR;EN_SET; delayms(1);DATAPORT=i;EN_CLR; delayms(1);}/*************寫入單個(gè)數(shù)據(jù)函數(shù)**************/voidLCD_WRITEDATA(unsignedchari){RS_SET; EN_SET; delayms(1);DATAPORT=i; EN_CLR; delayms(1);}/****************讀入字符函數(shù)*******************/voidLCD_WRITECHAR(unsignedchari,unsignedcharj,unsignedchark){ if(j==0) LCD_WRITECOM(0x80+i); elseLCD_WRITECOM(0xc0+i); LCD_WRITEDATA(k+0x30);}/*************寫入字符串函數(shù)*************/voidLCD_WRITESTRING(unsignedchari,unsignedcharj,unsignedchar*k){if(j==0){LCD_WRITECOM(0x80+i);}else{LCD_WRITECOM(0xc0+i);}while(*k){LCD_WRITEDATA(*k);k++;}}/*************LCD初始化*************/voidLCD_START(void){LCD_WRITECOM(0x38);delayms(1); LCD_WRITECOM(0x06);LCD_WRITECOM(0x01);delayms(1);LCD_WRITECOM(0x0c);}5.2.3按鍵掃描程序設(shè)計(jì)voidmain(){ unsignedintk; TMOD=0X00; TH0=0XFE; TL0=0XFE; EA=1; ET0=1; TR0=1; FM=1;///// LCD_START(); LCD_WRITESTRING(2,0,"BiYeSheJi"); Coil_OFF; while(1) { if(gd==0){ delayms(10); while(gd==0) { Coil_A1; //步進(jìn)電機(jī)相位控制 delayms(speed); Coil_AB1; delayms(speed); Coil_B1; delayms(speed); Coil_BC1; delayms(speed); Coil_C1; delayms(speed); Coil_CD1; delayms(speed); Coil_D1; delayms(speed); Coil_DA1; delayms(speed); }}if(key2==0){ delayms(10); { while(key2==0); gotoloop2; }}if(key1==0)//反轉(zhuǎn) { delayms(10); { while(key1==0);loop: LCD_WRITESTRING(0,1,"fanzhuan"); speed=7-speed; while(1) { Coil_A1; //步進(jìn)電機(jī)相位控制 delayms(speed); Coil_AB1; delayms(speed); Coil_B1; delayms(speed); Coil_BC1; delayms(speed); Coil_C1; delayms(speed); Coil_CD1; delayms(speed); Coil_D1; delayms(speed); Coil_DA1; delayms(speed); if(key3==0) //反轉(zhuǎn)加速 { delayms(10); { while(key3==0); if(speed>=2) { speed--; LCD_WRITESTRING(10,1,"jiasu"); led4=0; delayms(100); led4=1; } else { FM=0; for(k=3;k;k--) delayms(100); FM=1; } for(k=5;k;k--) delayms(100); LCD_WRITECOM(0x01); LCD_WRITESTRING(2,0,"BiYeSheJi"); LCD_WRITESTRING(0,1,"fanzhuan"); } } if(key4==0)//反轉(zhuǎn)減速 { delayms(10); { while(key4==0); if(speed<=6) { speed++; LCD_WRITESTRING(10,1,"jiansu"); led3=0; delayms(200); led3=1; } else { FM=0; for(k=3;k;k--) //延時(shí)函數(shù) delayms(200); FM=1; } for(k=5;k;k--) delayms(100); LCD_WRITECOM(0x01); //清屏 LCD_WRITESTRING(2,0,"BiYeSheJi"); LCD_WRITESTRING(0,1,"fanzhuan"); } } if(key2==0)//正傳 { delayms(10); { while(key2==0);loop2: LCD_WRITESTRING(0,1,"zheng"); while(1) { Coil_DA1; //步進(jìn)電機(jī)相位控制 delayms(speed); Coil_D1; delayms(speed); Coil_CD1; delayms(speed); Coil_C1; delayms(speed); Coil_BC1; delayms(speed); Coil_B1; delayms(speed); Coil_AB1; delayms(speed); Coil_A1; delayms(speed); if(key3==0) //反轉(zhuǎn)加速 { delayms(10); { while(key3==0); if(speed>=2) { speed--; LCD_WRITESTRING(10,1,"jiasu"); led2=0; delayms(100); led2=1; } else { FM=0; for(k=3;k;k--) delayms(200); FM=1; } for(k=5;k;k--) delayms(200); LCD_WRITESTRING(0,1,""); LCD_WRITECOM(0x01); LCD_WRITESTRING(2,0,"BiYeSheJi"); LCD_WRITESTRING(0,1,"zheng"); } } if(key4==0)//反轉(zhuǎn)減速 { delayms(10); { while(key4==0); if(speed<=6) { speed++; LCD_WRITESTRING(10,1,"jiansu"); led1=0; delayms(100); led1=1; } else { FM=0; for(k=3;k;k--) delayms(100); FM=1; } for(k=5;k;k--) delayms(100); LCD_WRITECOM(0x01); LCD_WRITESTRING(2,0,"BiYeSheJi"); LCD_WRITESTRING(0,1,"zheng"); } } if(key1==0)//反轉(zhuǎn) { delayms(10); { while(key1==0); gotoloop; LCD_WRITESTRING(0,1,"fanzhuan"); for(k=5;k;k--) delayms(200); LCD_WR