基于AT89C51单片机的装药生产线控制系统设计.doc

长春工业大学人文信息学院毕业设计(论文) 信息工程系 摘 要随着人们对自身健康关注程度的日益提高，药丸的种类和数量也在急剧增加，对于大多数的药品，一般都装在瓶子里面对日益剧增的药丸数量，如何在药物生产线中实现药丸的快速准确检测和计数就显得尤为重要，也是各个厂家亟待解决的问题之一本文介绍的基于单片机的药丸自动检测仪的设计是以ATMEL公司生产AT89C51单片机为核心，并与直射式光电传感器相结合的药丸测量系统，它具有很高的应用价值和现实意义，运用实时LED模块，采用了汇编编程工具进行软件设计系统设计充分考虑了信号检测电路及显示电路的可靠性与稳定性该测量仪的特点是:操作简单、药丸检测稳定可靠、动态显示及时准确、成本低廉本文首先简要的介绍了装药生产线概况，以及药丸检测和计数在在装药生产线中作用、现状以及未来的发展趋势其次，根据系统设计要求制定出传感器、单片机、显示模块等重要器件的选择方案，接着，根据实际使用要求设计了相应的单片机硬件系统，该系统能够实现数据采集、药丸的实时显示和计数等功能最后，介绍了和系统硬件配套的软件设计过程。

关键词 红外传感器 单片机 LED显示 AbstractAs people concerned about their own health increasing degree, the type and number of pills is increasing dramatically, for most drugs, generally packed in the bottle. Faced with an increasingly sharp increase in the number of pills, how in drug production line to achieve rapid and accurate detection of pills and counting is particularly important, also the various problems to be solved one of the manufacturers.This article describes the pills based on single chip design of automatic detector manufactured by ATMEL AT89C51 microcontroller as the core, and with the direct photoelectric sensor combined pills measurement system, which has a high application value and practical significance, the use of real-time LED module, using a compilation of programming tools for software design. System fully into account the signal detection circuit and display circuit. This article describes the pills based on single chip design of automatic detector manufactured by ATMEL AT89C51 microcontroller as the core, and with the direct photoelectric sensor combined pills measurement system, which has a high application value and practical significance, the use of real-time LED module, using a compilation of programming tools for software design. System fully into account the signal detection circuit and display circuit.Keywords Infrared sensor microcontroller LED display 28目 录前 言 1第1章 绪 论 21.1 装药生产线的简介 21.2 AT89C51单片机 61.3 红外传感器概述 61.4 本章小结 9第2章 药丸检测和计数模块设计分析 92.1 传感器的选取 92.2 信号处理电路 112.3 总体硬件设计方案 132.4 本章小结 13第3章 硬件电路的分析 153.1 时钟和复位电路 153.2 药丸的检测电路 163.3 信号的处理电路 173.4 计数和显示电路 193.5 本章小结 19第4章 软件设计 204.1 软件设计概述 204.2 主程序 244.3 子程序 264.4 本章小结 29第5章 设计的调试 305.1 设计的硬件的仿真 295.2 系统的软件调试 295.3 本章小结 30结 论 31参 考 文 献 32前 言随着现代科学技术以及复杂的自动控制系统和信息处理理论和技术的提高，光电信号变换与检测技术的不断涌现，综合性的自动化、智能化的光电系统得到进一步发展，形成了包括光学、精密机械、电子学和计算机科学等知识集中的跨学科的技术：光电技术。

现在光电技术已经广泛地应用于工业、农业、文教、卫生、国防、科研和家庭生活等各领域在这些应用领域中，几乎都涉及到将光辐射信息转换为电信息的问题，即光辐射的检测问题因此，光电检测技术是光电技术的核心和重要组成部分光电检测技术是一种非接触测量的高新技术，它以激光、红外、光纤等现代化光电器件【2】为基础，通过对载荷有被检测物体信息的光辐射进行检测，即通过光电检测器件接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，再经变换运算、处理，最后输出所需检测的物理量光电检测技术是现代检测技术最重要的手段和方法之一，是计量检测技术的一个重要发展方向随着人们对自身健康关注程度的日益提高，药丸的种类和数量也在急剧增加，对于大多数的药品，一般都装在瓶子里据估测，瓶装药品占市场药品总量的40%药物生产线的质量问题主要有药丸或胶囊的的检测和计数．以自动化的手段实时准确快速地实现药丸的检测和计数是许多制药厂家非常关心却又还没很好解决的问题从本质上区分，药丸的计数方法分为两种：机械计数法和电子计数法药丸数量是药品质量的一个重要方面，人工工作效率低，计量准确率低，而且在卫生等方面不符合国家药品监督管理局颁发的药品生产质量管理规范。

如果可以对传统的药物生产线进行改进，配以合适的检测设备，就能给全国各大药厂节约成本，提高效益 药丸检测计数部分是全生产线中的核心设备，它直接影响到整套设备的总体生产效率与精度，因此其设计和改进就显得尤为重要装药生产线上的质量控制的重要一点就是药品的装瓶数量控制因此自动化的药品瓶装流水线中药丸数量的检测就尤为重要第1章 绪 论1.1 装药生产线的简介 1.1.1 流水线简单结构图 药丸、胶囊的模板瓶装流水线的核心是装药模板药品瓶装生产线的结构图大致如下图1—1所示．图1-1 药品瓶装生产线的结构图1.1.2 生产线各个模块 主要模块有：药丸检测电路、阀门控制电路、履带电机控制电路、计数显示电路五部分构成1.1.3 检测流程 采用红外传感器检测药丸通过漏斗颈情况并进行计数显示；并与设定的每瓶药丸数量进行比较，通过阀门控制电路，控制阀门打开或关闭来控制药丸掉落到药瓶中；当达到设定每瓶数量时，通过履带电机控制电路，控制履带适时运送空瓶到漏斗下，并通过显示电路，显示已装好药丸的瓶数显示器回零，从而进入下一个生产周期1.2 AT89C51单片机 1.2.1 现有主流单片机的概述 MCS- 51系列单片机是Intel公司在20世纪80年代初研制出来的，很快就在全世界得到广泛的推广应用。

十多年来，MCS-51系列单片机无论在教学、工业控制、仪器仪表、信息通信，还是在交通、航运、家用电气领域，都取得了大量的应用成果Intel公司虽然已经把精力集中在计算机的CPU生产上，而渐渐放弃了微控制器的生产但是，以MCS-51技术核心为主导的微控制器技术已被ATMEL,PHILIPS等公司所继承，并且在原有基础上又进行了新的开发，从而产生了和MCS-51兼容而功能更加强劲的微控制器系列ATMEL公司所生产的89系列单片机就是基于Intel公司MCS-51系列而研制的并与MCS-51兼容的微控制器系列ATMEL公司是美国在20世纪80年代中期成立并发展起来的半导体公司该公司的技术优势在于Flash存储器技术和高质高可靠性生产技术随着业务的发展，在20世纪90年代初，ATMEL公司一跃成为全球最大的EEPROM供应商1994年为了介入单片机市场，ATMEL公司以EEPROM技术和Intel的80C31单片机核心技术进行交换，从而取得80C31核的使用权ATMEL公司把自身的先进Flash存储技术和80C31核相结合，从而生产出了Flash单片机AT89C51系列这是一种内部含Flash存储器的特殊单片机。

由于它内部含有大容量的Flash存储器，所以，在产品开发及生产便携式商品、手提式仪器等方面有着十分广泛的应用，也是目前取代传统的MCS-51系列单片机的主流单片机之一该芯片不仅具有MCS51系列单片机的所有特性，而且片内集成有4K字节的Flash存储器其价格低、引脚方便，是目前性能价格比较高的现用主流单片机芯片之一1.2.2 单片机的选用 本检测仪在数据处理上速度要求不是很高，8位机即可单片机采用美国ATMEL公司生产的AT89C51单片机AT89C51是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器（FPEROM-Flash Programmable and Eraseable Read Only Memory）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容1.2.2.1 主要性能（1）与MCS-51 微控制器产品系列兼容 （2）片内有4KB可重复编程的快闪擦写存储器 （3）存储数据保存时间为10年 （4）宽工作电压范围：Vcc可为2.7V到6V （5）全静态工作：可从0Hz至16MHz （6）程序存储器具有3级加密保护 （7）128*8位内部RAM （8）32条可编程I/O线 （9）两个16位定时器/计数器 （10）中断结构具有5个中断源和2个优先级 （11）可编程全双工串行通道 （12）空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容1.2.2.2 AT89C51引脚图AT89C51有40个引脚，如图1-2示。

图1-2 AT89C5。