基于单片机的自动上料机控制系统设计 电子技术自动化与单片机等专业毕业设计 毕业.doc

安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）摘 要在实际生产中，为了提高生产效率，改进生产工艺，自动上料系统应用越来越广泛目前大型的生产加工企业使用的是基于PC+PLC的控制方式，该方式价格昂贵、控制系统复杂，能够统计管理确保数据的备份、查询、统计、打印等功能针对小型加工企业和生产自动化程度要求不高的场合，既要考虑成本又要节约人力资源，本课题基于这两个方面考虑，研究开发一种“基于单片机的真空自动上料控制系统”本文利用单片机，完成一个完整的送料控制、放料控制、料满自动检测，通过人机接口能够自行调节上料、放料时间等功能，完全能够满足小型加工企业自动上料、放料功能该真空上料机控系统的工作原理：基于AT89S51单片机设计一款真空上料机控制器，要求该控制器能够进行上料放料整个工作流程的控制其工作参数包括上料时间（5-60秒），放料时间（5-60秒）其中，上放料时间参数可以用过面板上的轻触按键进行输入，并保存于EEPROM中，功率驱动方式选择场效应管控制，从而构成了真空自动上料、放料的功能关键词】 单片机 看门狗 硬件设计AbstractIn actual production, in order to improve production efficiency, improve production technology, automatic feeding system is widely applied. The current large-scale production and processing enterprises are using PC + PLC based control mode, the method is expensive and complex control system, can statistical management to ensure data backup, query, statistics, printing. For small-scale processing enterprises, and production automation less demanding situations, we must consider the cost savings but also human resources, based on these two aspects of this issue to consider, research and development of a "vacuum-based SCM Automatic loading control system."  We use SCM, the completion of a complete feed control, discharge control; full automatic detection of material through the human interface to the self-loading, discharge time and other functions, small-scale processing enterprises can completely meet the automatic feeding, discharge function. The vacuum on the feeder control system works: AT89S51 Microcontroller based Design of a vacuum on the feeder controller, requiring the controller to carry out the material discharge control of the entire workflow. Its operating parameters, including loading time (5-60 seconds), discharge time (5-60 seconds). Among them, the discharge time parameters can be used on the touch panel buttons for input, and stored in EEPROM, power driver FET control mode choice. Thus constituting a vacuum automatic feeding, discharge of functions. Key words: MCU; Hardware design; Watchdog 目 录第一章 绪 论 11.1 题目来源及课题意义 11.2 自动上料机控制系统的工作原理及技术要求 11.3 系统的预期功能 2第二章 总体方案设计 32.1 上料机控制方案 32.2 系统结构框图 42.3 单片机的选择 52.4 物位传感器的选择 62.5 LED显示电路的选择 72.6 键盘输入电路的选择 7第三章 自动上料机主电路 93.1 系统硬件电路图 93.2 电源电路 93.3 电路核心器件介绍 103.4 显示电路 163.5 看门狗X5045电路 173.6 接近开关 20第四章 系统的抗干扰及可靠性 21第五章 系统调试 335.1 硬件调试 335.2 软件调试 33附录I系统硬件原理图 38附录II电路PCB板图 39附录III 英文翻译及译文 40 安徽建筑工业学院 毕业设计（论文）第一章 绪 论 1.1 题目来源及课题意义在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。

自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行本设计的真空自动上料机控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳这个产品的作用是具有跨时代的意义，广泛应用于塑料、橡胶、化工、医药、食品等行业它是采用全密闭输送系统完成对散装物料（粉体，颗粒）的运输，这就完全杜绝了由于物料泄露造成的对环境的污染和对操作人员身体的伤害，以及周围环境对于物料的污染是近年来粉体物料输送的发展方向真空发生器的优点是体积小、重量轻、便于安装，可应用在洁净厂房内它采用射流技术，使真空发生器在压缩空气的作用下产生高真空实现对物料的输送，不需要机械式真空泵，没有任何润滑元件，也几乎没有运动部件，完全符合GMP要求可与混合机、制粒机、压片机、包衣机、胶囊充填机，包装机等主要工艺设备配套使用；随着其在中国的不断推广应用，必将会对我国在该领域优化生产工艺流程，有效地减少了交叉污染与粉尘，对提高药品生产品质起到积极作用1.2 自动上料机控制系统的工作原理及技术要求我们利用单片机，完成一个完整的送料控制、放料控制、料满自动检测，通过人机接口能够自行调节上料、放料时间等功能，完全能够满足小型加工企业自动上料、放料功能。

该真空上料机控系统的工作原理：基于AT89S51单片机设计一款真空上料机控制器，要求该控制器能够进行上料放料整个工作流程的控制其工作参数包括上料时间（5-60秒），放料时间（5-60秒）其中，上放料时间参数可以用过面板上的轻触按键进行输入，并保存于EEPROM中，功率驱动方式选择场效应管控制从而构成了真空自动上料、放料的功能1.3 系统的预期功能1. 利用接近开关能够自动检测物料是否加满，并送出信号给单片机2. 空闲时数码管显示默认的上料、放料时间3. 可以通过键盘设定上料、放料时间上下限4. 利用看门狗保证系统的正常运行，系统上电自动从看门狗芯片中读取默 认信息5. 系统输出模块采用光耦隔离，并采用mos管驱动电磁阀开闭6. 系统有一定的抗干扰性第二章 总体方案设计2.1 上料机控制方案1. 面板显示：面板上有5个功能键，2组数码管（每组有2位）功能键分别定义为“开/关”键，“上料时间增加”键，“上料时间减少”键，“放料时间增加”键，“放料时间减少”键2组数码管分别用于显示“放料时间”和“上料时间”2．时间显示：本系统显示的时间为“XX秒”，最大值均为“99”秒，最小值均为“00”秒。

3．记忆功能：控制板应有记忆功能，用户在机器运行的过程中重新设置了“上料”和“放料”的时间，那么以后在每一个“上料—放料“的循环过程中，上料和放料的时间均按该设置执行（重新上电和按下”开/关“键，都按照该设定值进行）若再次设定时间值，那么就按照新的时间值执行）4．按键功能：“开/关”键只是控制系统的“启动/暂停”，不能关断电源 5．运行规则： 上电后，两组数码管分别静态显示“上料和放料的总时间”在此状态下，可以按动两组“增加/减少”键，对“上/放料的总时间”进行设定、修改每按动一次，相对应的时间“增加”或者“减少” 1注意：显示的时间最大只能增加到“99”秒，最小时间只能减少到“00”秒，当达到该两个极限值后，若再继续按动“增加/减少”键，那么显示的时间将不再增加 设置完成后（也可以不设置，而执行默认值），按下“开/关”键，则系统先执行上料动作（通过抽真空动作，在盛料容器中形成负压，将物料吸入），同时数码管显示的上料时间进行倒计时，上料时间减为“0”后，再执行放料动作，同时数码管显示的上料时间复位放料时间进行倒计时，放料时间减为“0”后，电磁阀有切换动作（有“喀嚓”声）接着再执行上料动作，同时数码管显示的放料时间复位。

在运行过程中，如果不按动“开/关”键进行“暂停”操作，那么该系统将循环往复的执行“上料—放料—上料---”的动作 在运行过程中，如果按动“开/关”键进行“暂停”操作，那么系统将停止工作，数码管上显示的两组时间将复位在此状态下，可以对“上/放料的时间”进行修改设定 在程序运行的过程中只有“开/关”键起作用，其余四个功能键无效不论是否正在执行“上/放料”的动作，断电后重新上电，数码观都显示上次的设定值（即时间的复位值），而不是上次运行过程中的断点值6．电源配置： 系统由输出为“+5V”和“+24V”的“开关电源”供电7．系统负载：系统所携带的负载为“电磁阀”和“接近开关”8．电磁阀动作： 上料时间开始倒计时时，输出端口得电，电磁阀吸合（有“啪”声）上料时间倒计时完后，电磁阀失电，断开9．接近开关功能： 系统只在上料时间段里检测接近开关当接近开关的探头被遮住时，则上料时间停止倒计时，同时电磁阀断开（恢复为失电时的状态）（断开时电磁阀有轻微的声音），时间显示处于停止状态当将探头的遮挡物移开时，则从断点处继续向下运行（电磁阀继续得电，有“啪”声，上料时间继续倒计时）。

在放料时间段里不检测接近开关接近开关为NPN常开型，当有物体靠近时它即有输出2.2 系统结构框图根据系统功能要求，确定一下总体结构：。