单片机课程设计之传送带送料系统

1、单片机课程设计报告课程题目：传送带送料系统系部：电气工程系专业：电气自动化班级：* 姓名： * * *学号：* 指导教师： *日期：2022 年 6 月 10 号 10名目第 1 章 概述设计的目的与意义单片机概述与应用第 2 章 设计原理设计要求与根本思路设计方案选择选择依据设计框图设计原理图第 3 章 硬件电路设计时钟电路复位电路输入电路输出电路显示电路、报警电路扩展电路第 4 章 程序设计程序设计思路与流程图程序清单与代码4. 3 程序调试第 5 章 元件明细表第 6 章 总结与致谢参考文献至少 6 种一：概述设计目的与意义传送带机广泛地应用于矿山、冶金、码头和化工等行业,对于散装的固态

2、原料(如矿石、水泥、煤粉等)进展自动输送,特别适合于高温,高空和有害环境下的作业。传送带送料系统 就是通过电机带动负载传送带，把需要的物料进展传送。在当今的社会中，传送带已经是现代工业的高速进展中不行或缺的一种智能化器材。本次设计这个传送带送料系统的目的 是通过单片机系统使得原料在进料到出料有一个更为准确的时间把握以及让传送带不连续 的供料和统计出来原料经过次数，每次卸料的时间。单片机概述与应用单片机是指集成在一个芯片上的微型计算机，它包括CPU、存储器(RAM、ROM)、根本输 入/输出简称I/O接口电路、定时/计数器和中断系统等，都制作在一块集成芯片上，构 成一个完整的微型计算机又称微把握

3、器。它实质上是一个芯片，具有构造简洁、把握功 能强、牢靠性高、体积小、价格低等优点，单片机技术广泛的应用于工业把握、智能化仪器、家用电器、电子玩具等各个领域。单片机的应用：目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。的导航装置，飞机上各种仪表的把握，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时把握和数据处理，广泛使用的各种智能IC 卡，民用豪华轿车的安全保障系统， 录像机、摄像机、全自动洗衣机的把握， 以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动把握领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算

4、机应用与智能化把握的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化治理及过程把握等领域，大致可分如下几个范畴：智能仪器单片机具有体积小、 功耗低、把握功能强、 扩展机敏、微型化和使用便利等优点， 广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。承受单片机把握使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起承受电子或数字电路更加强大。例如周密的测量设备电压表、功率计，示波器，各种分析仪。工业把握单片机应用系统是以单片机为核心，配以输入、输出、显示等外围接

5、口电路和软件，能实现一种或多种功能的应用系统。其应用系统是由硬件和软件两局部组成。硬件是应用系统 的根底，软件是在硬件的根底上，对其资源进展合理调配和使用，把握其依据肯定挨次完成 各种时序、运算或动作，从而实现应用系统所要求的任务。单片机具有体积小、把握功能强、功耗低、环境适应力量强、扩展机敏和使用便利等优点，用单片机可以构成形式多样的把握系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用把握系统。例如工厂流水线的智能化治理，电梯智能化把握、各种报警系统，与计算机联网构成二级把握系统等。家用电器现在的家用电器广泛承受了单片机把握，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、

6、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等。网络和通信现代的单片机普遍具备通信接口，可以很便利地与计算机进展数据通信，为在计 算机网络和通信设备间的应用供给了极好的物质条件，现在的通信设备根本上都实现了单片灵巧能把握，从手机， 机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动 ， 集群移动通信， 无线电对讲机等。医用设备领域单片机在医用设备中的用途亦相当广泛， 例如医用呼吸机， 各种分析仪， 监护仪， 超声诊断设备及病床呼叫系统等等。模块化系统某些专用单片机设计用于实现特定功能，从而在各种电路中进展模块化应用，而 不要求使用人员了解其内部构造。如音

7、乐集成单片机，看似简洁的功能，微缩在纯电 子芯片中有别于磁带机的原理，就需要简单的类似于计算机的原理。如：音乐信 号以数字的形式存于存储器中类似于ROM，由微把握器读出，转化为模拟音乐电信号类似于声卡。在大型电路中，这种模块化应用极大地缩小了体积，简化了电路，降低了损坏、错误率，也便利于更换。汽车电子单片机在汽车电子中的应用格外广泛，例如汽车中的发动机把握器，基于CAN 总线的汽车发动灵巧能电子把握器、 GPS 导航系统、 abs 防抱死系统、制动系统、胎压检测等。此外，单片机在工商、金融、科研、教育、电力、通信、物流和国防航空航天等领域都有着格外广泛的用途。二：设计原理设计要求与根本思路传送

8、带送料系统根本要求：原料从进料口到料位的时间为 20s，卸料时间为 10ms。设计一个把握系统，使传送带不连续的供料。并统计出来原料经过次数，每次卸料时红灯闪2ms 烁 2ms ，5 次后熄灭。根本思路：单片机把握传送带系统实际上是对步进电动机的把握，传送带系统实际上就是步进电动机带动履带使其对物料的传送。因此把握传送带就应当是把握步进电动机的转 动，所以在对传送带送料时只要用单片机把握步进电动机就行了。对于题目的要求理解：单片机带动电动机，在进料口到料位是电动机在运转，转动 20s，而后卸料就是电机停顿转动，时间把握在10ms，再电机停顿转动的过程中发光LED红灯 亮 10ms闪五次，每次

9、2ms，记录原料经过的次数时还得在单片机上接入数码管。设计方案选择选择依据单片机的选择：51 单片机，时钟晶振电路的晶振频率设计为12MHz，复位电路承受上电复位电路，电源电路选择电压Vcc=+5V。51 单片机的接口选择：P1.7 口接入红灯的把握，P0.0P0.7 口接数码管，P1.0 接驱动器进而把握异步电动机的转动。设计框图典型步进电动机把握系统如下图：变频信号源是一个脉冲频率由几赫兹到几千赫兹可连续变化的信号发生器，它为脉冲安排器供给脉冲序列。脉冲安排器则依据方向把握信号把脉冲信号按肯定的规律关系加到脉冲放大器上进展放大，以驱动步进电动机的转动。在这种把握方式中，把握步进电动机运转的

10、时序脉冲完全由硬件产生，对于不同相数的步进电动机及同一型号电机的不同把握方式需要不同的规律部件。所以其通用性差，本钱高。假设用单片机来把握步进电机，则可以很便利的使不同相数的步进电机按任意一种可以的通电方式进展把握。进而让步进电动机带动负载传送带进展对传送带的把握。原理图如下图 2。在该把握系统中，单片机的主要作用就是供给步进电动机的时序脉冲串，每当步进电动机从脉冲输入线上的到一个脉冲，便沿着时序脉冲所却确定的方向进一步。设计原理图三：硬件电路设计时钟电路在 51 单片机内部有一个高增益反相放大器，其输入端引脚为 XTAL1，其输出端引脚为XTAL2。只要在XTAL1 和XTAL2 之间跨接晶

11、体振荡器和微调电容，就可以构成一个稳定的自激振荡器，如下图：片内振荡器等效元件。外接晶体以及电容 C1、C2 通常选用 30pF 左右， 外接陶瓷谐振器时通常选用 47pF。晶振应尽量靠近单片机，以削减寄生电容，提高晶振稳定性。假设承受外部振荡器则外部振荡器的信号应接到单片机的XTAL2，XTAL1 应接地。由于 XTAL2 端的规律电平不是TTL 电平，使用时应外接一个 10K 左右的上拉电阻。复位电路在振荡器处于运动状态时，假设在单片机的 RST 引脚保持 2 个机器周期的高电平， 则单片机内部将执行复位操作，以后每个周期执行一次，直至 RST 端变低，为保证单片机牢靠复位，设计复位电路时

12、就必需考虑 VCC 的上升时间和振荡器建立时间，通常使 RST 端持续20ms 以上的高电平，复位后单片机从程序存储器ROM的地址 0000H 处开头运行。而且， 复位后，ALE 和 PSEN 为高电平，内部RAM 不受复位的影响，但此时内部RAM 的状态不确定。常见的复位电路有好多种，其中的用途和要求也各有所异，大致可以分为两类：上电复位电 路和按键复位电路。a上电复位电路输入电路电源电路，供给电源的再输入电路中，两个按键分别是模拟传送带在送物体似的信号，按一下表示检测到一个物体的到来进而模拟当物料降临时传送带的停转，记载物体经过的次数。而另一个按钮是 模拟当时间到时，也就是卸料 10ms

13、后的开头持续的循行，这里表示的是清零信号按钮。输出电路LED 红灯闪耀记录物料经过的次数的数码管显示电路驱动器连接励磁开关带动电机的转动输出电路主要是用来表达系统中的每一个要求的设计，在输出电路中有 LED 红灯闪耀红灯闪耀 2ms闪 5 次，记录物料经过的次数的数码管显示电路统计出原料进过的次数以及驱动器连接励磁开关带动电机的转动进而带动传送带的转动来到达要求。扩展电路在扩展电路中弄一个上拉电阻，来保证记录物料经过的次数的数码管显示。四：程序设计程序设计思路与流程图开头电机运转进料口(开头进料)原料经过时计数时间为 20s卸料位卸料时间 10ms红灯闪耀 2ms五次电机停转程序清单与代码/*

14、/单片机工作后，电机始终工作，每过20S，次数加一，且灯闪 10ms/*/ #include/*/ #define uchar unsigned char#define uint unsigned intcode uchar SEGCC=0 x3f,0 x06,0 x5b,0 x4f,0 x66,0 x6d,0 x7d,0 x07, 0 x7f,0 x6f,0 x77,0 x7c, 0 x39,0 x5e,0 x79,0 x71;/共阴表uchar hc4=0;/显存uchar SEC=0;/秒int geshu=0;/个数bit XIELIAO=0;/ 卸料sbit LED=P17; /缺料

15、灯，闪 10MS,什么也看不到/*/ void t01_init /定时器，计数器初始化TMOD=0X20;TH1=(-200);TL1=(-200);TR1=EA=ET1=1;void clr /清零geshu=0;SEC=0;void delay/延时uchar i=0; for(i=0;i9999) geshu=0;hc0=geshu/1000; hc1=geshu%1000/100; hc2=geshu%100/10; hc3=geshu%10; P0=0X00;P2=0Xfe;P0=SEGCChc0;delay;P0=0X00;P2=0Xfd;P0=SEGCChc1;delay;P0

16、=0X00;P2=0Xfb;P0=SEGCChc2;delay;P0=0X00;P2=0Xf7;P0=SEGCChc3;delay;void t1_sr interrupt 3 /200US 中断一次static int cc=0; cc+;if(cc=5000)/5000 个 200 是 1Scc=0; SEC+; if(SEC=20)SEC=0;XIELIAO=1; /到了 20 秒，卸料，次数加一geshu+;/次数加一if(XIELIAO)/灯闪 10MSstatic uchar m=0; m+;if(m%5)=0)/1MS 状态变一次LED=!LED;if(m=50)/10ms 到m

17、=0;XIELIAO=0;LED=1; /灯灭/*/单片机工作后，电机始终工作，每过20S，次数加一，且灯闪 10ms void main/主函数t01_init; clr;/初始化while(1)play;/循环显示程序调试首先进展电源的调试，选择 5V 的电源，对电路进展供电。其次对每个的把握系统进展调试，由于 P1.0 口接收信号进而传送给驱动器，驱动器对电动机进展把握，其中的 P1.7 口所接的红灯进展闪耀进而使得P0.0P0.7 口所接的数码管开头显示数字进展计数开头。同时在开关按钮处进展给信号和断信号。假设按下接收信号按钮即有物体经过时，红灯闪耀且电机停顿转动着说明设计正确。五：元

18、件明细表AT89C511无极性电容30pF2无极性电容0.001uF1无极性电容0.3uF1极性电容22uF1可调电阻6801电阻10k1电阻1k1按键电钮发光二极管 LED红色21异步电动机1驱动器1六：总结与致谢通过课程设计，觉察自己的很多缺乏，自己学问的很多漏洞，看到了自己的实践阅历还是比较缺乏，理论联系实际的力量还急需提高。本次设计把理论应用到了实践中，同时通 过设计，也加深了自己对理论学问的理解和把握，在解决困难的过程中，获得了很多专业方 面的学问,拓展了视野。提高了理论水平和实际的动手力量，学会了解决问题的方法，激发 了我们的探究精神。这样的课程设计是很好的熬炼时机,通过试验设计使我深入了解到课程 设计在大学学习的重要性，课程设计增加了我们的实践动手力量，也为今后的毕业设计供给 了贵重的阅历。在这次课程设计中让我也学会了如何去查阅有关方面的书籍，以及在网上与其他有关人士相互的交换自己的意见和向他们去请教一些学问！本次设计的课题我觉得自己在设计中遇到的难题就是不知道如何运用单片机的一些根本的学问。例如：定时/计数器的使用，在课本上只知道其书面的理论学问而到自己去编辑程序语言运用到这方面的学问时却不知道如 何下手由于我们学识浅薄准时间有限等客观实际，未能使课程设计到达尽善尽美，肯定还有漏洞和失误，期望教师能提改进意见，感谢教师