水泥包装机毕业论文

水泥包装机毕业论文水泥包装机毕业论文目录目录.................................................................前言.........................................................1选题背景......................................................11.1.1老式水泥包装机.................................................11.1.2称重控制机构电子化发展概况.....................................11.2本文主要工作......................................................21.2.1本设计工作的主要内容..........................................21.2.2系统设计思想..................................................3系统综述.......................................................42.1系统概述........................................................42.2系统的工作原理.....................................................42.3设计方案选择.....................................................52.3.1电磁阀阀值控制方案论证系统.....................................52.3.2显示方案选择....................................................62.3.3信号放大环节方案选择............................................62.3.4皮中测量方案选择................................................7系统硬件设计....................................................8 3.1称重单元........................................................83.1.2精密放大器...................................................93.1.3数模转化电路................................................123.2.80c51单片机示意图及应用 .........................................143.3键盘及其显示单元.............................................163.4称重显示单元.................................................203.5报警控制.....................................................223.6压袋落袋装置及传送带..........................................223.7电源设计.....................................................24第四章系统软件设计...............................................254.1主程序设计..................................................254.2自检.....................................................274.3中断服务程序INTO............................................294.4模数转换子程序............................................314.4.1ICL7135软件部分........................................314.4.2抗干扰部分............................................324.4.3MAX7219显示部分.......................................334.5电磁阀门限值控制............................................344.6报警判断.................................................37第五章总结.................................................37参考文献.........................................................38旋转式水泥包装机的配套设备:振动筛,螺旋闸门.给料机,溜槽,包装机主机,接包输送机,正包输送机,清包输送机,荷重传感器,料位控制仪等,有时也根据水泥厂不同要求做为配套。1.2水泥包装机的特点：1）包装计量准确，袋重一致性好。由于采用简便的键盘设定袋重方式，操作工人可方便的将袋重调整到所需要的重量，以保证袋重合格率。2）自动化程度高，工人劳动强度低，人工只需完成插袋动作，其余如开闸、灌装、闭闸、推包等动作均由电脑控制，自动完成。3）包装机在包装过程中回灰量极小，同时采用了密闭顺流的收尘方式使扬尘减少，操作岗位空气含尘浓度达到了环保和劳动保护的要求，包装机工作时噪声低，在其它设备开动时几乎无法察觉包装机是否在运行，该设备在正常运行时噪声只有7分贝左右。4）采用了单元组合结构，使设备重量轻，标准化程度高，备品备件品种少，易购买，易更换。1.3水泥包装机的工作原理：当包装机工作时，人工将水泥纸袋插到料咀上，同时纸袋推动了装在料嘴上方摆杆，使摆杆上的开关信号接通，向微机发出启动信号，微电脑接到信号后，立即启动主电机，控制电力液压推动器打开三位出料闸门，使闸门全开。卸料室内的水泥在水平旋转叶片的加速作用下，靠离心力高速喷出，通过闸、橡胶较管和出料嘴灌入水泥袋内，同时传感器不断地将袋内水泥重量值转化为电模拟量，经运算放大器放大后，该模拟量送入微电脑，由微电脑计算处理。当袋内水泥装到45KG时，微电脑便关闭一位闸，使闸门处于半开位置，水泥以细流状灌装，到50KG时再使闸门全部关闭，此时推包电力液压推动器动作，从料架上推下水泥包，每装完一袋水泥后，电脑内的累加器自动进行加一计算，并实现累加产量。计算机的操作过程如下（1）按下启动键，微机显示运行状态。（2）插上纸袋时，插袋信号开关接通，电脑即自动启动主电机，开启大闸位电力液压推动器和小闸位电压液压推动器。（3）延时3.5秒，袋重未达到5KG时，则说明包装不正常，电脑会自动关所有电机。（4）灌装时包重达45KG时，关闭大闸位电力液压推动器。（5）包装达到50KG时，关闭主电机、小闸位电力液压推动器。（6）启动推包电力液压推动器至托盘上，重量小于50KG时停推电力液压推动器，但另一嘴工作在细流灌装过程时，推包电力液压推动器暂缓复位，以减少对机械的冲击，以免另一嘴的计量精度受到影响，造成重量不足，这全由电脑自动完成。（7）累加单嘴包装数和总包数。（8）自动回到运行状态，等待插袋信号的到来，完成下一包灌装的全过程。第二章系统方案的确立本次设计是用单片机控制，以实现水泥包装的自动化。方案确立原则是在满足系统功能要求的前提下，力求投资少、性能高、效益好、方便易用等特点。因此我们的方案是：采用由单片机控制的数据采集、处理、送显并同时输出控制信号。系统设计思路框图如下：LED显示LED显示称重传感器AD转换器AT89C51单片机放大电路键盘输入输出控制电路路技术要求：误差称重范围：-1KG----+1kg电源电压：220V/50HZ键盘：4*4矩阵按键显示输出：4个七段显示码传感器型号：HMD1003型电阻应变式称重传感器第三章系统方案论证与选型3.1控制器部分3.1.1单片机的简介目前单片机的品种很多，其中最具代表性的当属Intel公司的MCS—51单片机系统。MCS—51系列的典型的结构，完善的总线，SFR的集中管理模式，位操作系统和面向控制功能的丰富指令系统，为单片机的发展奠定了良好的基础。单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器（CPU），存储器（RAM,ROM,EPROM）和各种输入、输出接口（定时器/计数器，并行I/O口，串行口，A/D转换器以及脉宽调制器PWM等），这样一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片微型计算机，简称单片机。3.1.2单片机的选择本设计采用的是AT89C51单片机，89C51单片机是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，89C51单片机与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51单片机是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。1）主要特性：与MCS-51兼容4K字节可编程闪烁存储器寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路2）引脚图：AT89C51单片机引脚图如下图所示：3）引脚说明：①电源引脚：

Vcc（40脚）：典型值＋5V。

Vss（20脚）：接低电平。

②外部晶振：

X1、X2分别与晶体两端相连接。当采用外部时钟信号时，X2接振荡信号，X1接地

③输入输出口引脚：

P0口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“1”。

P1口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“1”。

P2口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“1”。

P3口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“1”。

④控制引脚：

RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。

RST/Vpd（9脚）：复位信号输入端（高电平有效）。

第二功能：加+5V备用电源，可以实现掉电保护RAM信息不丢失。

ALE/-PROG(30脚）：地址锁存信号输出端。

第二功能：编程脉冲输入。

-PSEN（29脚）：外部程序存储器读选通信号。-EA/Vpp(31脚）：外部程序存储器使能端。

第二功能：编程电压输入端（+21V）。4）详细说明P0口：是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。作为输出端口时，每位能以吸收电流的方式驱动8个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序或数据存储器时，它是时分多路转换的地址（低8位）/数据总线，在访问期间将激活内部的上拉电阻。

P1口：P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。

在访问外部程序存储器时和16位外部地址的外部数据存储器（如执行MOVX@DPTR）时，P2口送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器(SFR)区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。

P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P3口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。3.2数据采集部分水泥包装的数据采集部分主要包括称重传感器、放大处理电路、A\D转换电路。3.2.1传感器的选择本设计采用了HMD1003型电阻应变式称重传感器。电阻应变式称重传感器是基于这样一个原理：弹性体（弹性元件，敏感梁）在外力作用下产生弹性变形，使粘贴在他表面的电阻应变片（转换元件）也随同产生变形，电阻应变片变形后，它的阻值将发生变化（增大或减小），再经相应的测量电路把这一电阻变化转换为电信号（电压或电流），从而完成了将外力变换为电信号的过程。其工作原理如下图3-2-1所示：3-2-1称重传感器原理图HMD1003型电阻应变式称重传感器主要技术指标如下：技术指标单位参数型号HMD1003综合误差0.020.03输出灵敏度mV/V2.0±0.25%非线性%F.S.±0.02±0.03重复性%F.S.0.020.02蠕变(30min)%F.S±0.02±0.03零点温度漂移%F.S/10℃≤0.002≤0.003额定输出温度漂移%F.S/10℃≤0.002≤0.003零点输出%FS±1输入电阻Ω400±30输出电阻Ω350±3绝缘电阻MΩ≥5000推荐激励电压V（DC/AC）5~12工作温度范围℃-30~+80过载能力%F.S.150量程10~200kg防护等级IP66表3-2-1HMD1003型电阻应变式称重传感器主要技术指标主要特点如下：1、结构简单，安装维护方便

2、综合精度高

3、结构紧凑

4、安装高度低

5、长期稳定性好

适用于：机电结合秤、包装秤、料斗秤3.2.2放大电路的选择称重传感器输出电压振幅范围0~20mV，而A/D转换的输入电压要求为0~2V，因此放大环节要有100倍左右的增益。本设计拟采用OP07运算放大集成电路。你设计的放大电路如下图3-2-2所示：图3-2-2运算放大电路3.2.3A/D转换器的选择A/D转换部分是整个设计的关键，这一部分处理不好，会舍得整个设计毫无意义。目前，世界上有多种类型的ADC，有传统的并行、逐次逼近型、积分型等等。本设计采用典型的AD转换器：DC0804。AD转换器主要技术指标如下：1)高阻抗状态输出(2)分辨率：8位(0~255)(3)存取时间：135ms(4)转换时间：100ms(5)总误差：-1~+1LSB(6)工作温度：ADC0804C为0度~70度；ADC0804L为-40度~85度(7)模拟输入电压范围：0V~5V(8)参考电压：2.5V(9)工作电压：5V(10)输出为三态结构ADC0804引脚图如下图：3.3键盘处理部分方案确立考虑到控制面板按键过多，采用矩阵式键盘方案：矩阵式键盘的特点是把检测线分成两组，一组为行线，一组为列线，按键放在行线和列线的交叉点上。图3.2.4给出了4*4的矩阵键盘结构的键盘接口电路。图中的每一个按键通过不同的行线和列线与主机相连着。4*4矩阵键盘共可安装16个键，但只需要8条测试线。当键盘数量大于8时，一般都采用矩阵式键盘。图3-3矩阵式键盘3.4显示电路部分的选择数据显示是水泥自±15V稳压电路第五章系统软件设计程序设计室一件复杂的工作，为了把复杂的工作条理化，就要有相应的步骤和方法。其步骤可以概括为以下三点：（1）分析系统控制要求，确定算法：对复杂的问题进行具体的分析，找出合理的计算方法以及适当的数据结构，从而确定编写程序的步骤。这是能否编制出高质量程序的关键。（2）根据算法画流程图：画程序框图可以把算法和解题步骤具体化，以减少处错误的可能性。（3）编写程序：根据程序框图所表示的算法和步骤选用适当的指令排列起来，构成一个有机的整体，即程序。程序数据的一种理想方法是结构化程序设计方法，结构化程序设计由迪克斯特拉在1969年提出，是以模块化设计为中心，将待开发的软件系统划分为若干个相互独立的模块，这样使完成每一个模块的工作变单纯而明确，为设计一些较大的软件打下了良好的基础。由于模块相互独立，因此在设计其中一个模块时，不会受到其它模块的牵连，因而可将原来较为复杂的问题化简为一系列简单模块的设计。模块的独立性还为扩充已有的系统、建立新系统带来了不少的方便，因为我们可以充分利用现有的模块作积木式的扩展。按照结构化程序设计的观点，任何算法功能都可以通过由程序模块组成的三种基本程序结构的组合:顺序结构、选择结构和循环结构来实现。结构化程序设计的基本思想是采用"自顶向下，逐步求精"的程序设计方法和"单入口单出口"的控制结构。自顶向下、逐步求精的程序设计方法从问题本身开始，经过逐步细化，将解决问题的步骤分解为由基本程序结构模块组成的结构化程序框图；"单入口单出口"的思想认为一个复杂的程序，如果它仅是由顺序、选择和循环三种基本程序结构通过组合、嵌套构成，那么这个新构造的程序一定是一个单入口单出口的程序。据此就很容易编写出结构良好、易于调试的程序来。结构化程序设计是对利用到的控制结构类程序做适当的限制，特别是限制转向语句的使用，从而控制了程序的复杂性，力求程序的上、下文顺序与执行流程保持一致性，使程序易读易理解，减少逻辑错误和易于修改、调试。本系统的软件设计主要由主程序、键盘扫描程序、显示程序等构成5.1主程序设计主程序流程图5.2子程序设计系统子程序包括A/D转换启动及数据读取程序设计、键盘输入控制程序设计等等。4.2.1A/D转换启动及数据读取程序设计A/D转换子程序主要是指在系统开始运行时，把称重传感器传递过来的模拟信号转换成数字信号并传递到单片机所涉及到的程序设计。设计流程图如图4-2-1所示开始开始ADC0804初始化启动AD转换AD转换完成数据显示数据存储图4-2-1A/D转换启动及数据读取程序设计5.2.2键盘扫描子程序的设计将16个键的特征编码按照顺序排成一张表，然后用当前读得的特征编码来查表，当表中有该特征编码时，它的位置就是对应的顺序编码。键盘扫描子程序流程图如图4-2-2所示键盘扫描键盘扫描延时去键抖动计算键值建立有效标志返回闭合键释放扫描键盘找到闭合键有键闭合建立无效标志图4-2-2键盘扫描子程序流程图设计总结随着集成电路和计算机技术的迅速发展，使得电子一起的整体水平发生巨大变化，传统的一起逐步被智能仪器