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自动装箱系统设计样本.doc

24页
  • 卖家[上传人]:桔****
  • 文档编号:532140189
  • 上传时间:2022-08-18
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    • 摘要:在工业生产中,经常需要对产品进行计数、装箱如果用人工操作不但麻烦,并且效率低、劳动强度大随着微机控制普及,特别是单片机应用,给该系统设计带来了极大以便本论文设计了一种以8051单片机为核心流水线产品计数及装箱控制系统,可以对工业自动化生产流水线上产品进行精准计数和装箱为了读键盘给定值及检测和控制,专门扩展一种8255A可编程接口及程序存储器EPROM2732(4K*8 200ns可用紫外线擦除原则EPROM)扩展8255AB口用于给定值或产品计数显示核心词:装箱;自动控制;单片机正文:1、自动装箱控制系统设计方案1.1 控制方案列举分析自动装箱核心在于根据装箱过程,设计出一种可以得以实现自动控制构造方案显然,自动装置选取取决于这一过程需求及特性根据定义,一种自动装置即能通过自动控制或遥控办法完毕任务一台机器或一种机构它可以是简朴,例如,从一种位置移向另一位置一种单轴构造气动压力联动装置,也可以是复杂,例如,具备六轴构造能动外科手术机器人而包装过程各个项目选取以及各类工业自动化机构,可以在一种详细工作场合空间范畴内,使每一种设计方案完毕一项任务检测器2检测器1传送带1传送带2由系统功能规定、方案选取和设备配备,可以设计出一种自动装箱系统,其原理图如图1.1所示。

      图1.1 产品自动装箱系统原理图在图1.1中,该系统带有两个传送带,即包装箱传送带和产品传送带包装箱传送带用来传送产品包装箱,其功能是把已经装满包装箱运走,并用一只空箱来代替为使空箱正好对准产品传送带末端,以便使产品刚好落入箱中,在空包装箱传送带中间装一检测控制器1,用以检测包装箱与否到位产品传送带将产品从车间传送到包装箱当某一产品被送到传送带末端,会自动落入包装箱内,并由检测器2转换成计数脉冲产品计数可以由硬件完毕(如MCS-51系列单片机中定期器/计数器),也可以用软件来完毕本系统采用软件计数办法系统工作环节如下:(1)用键盘设立每个包装箱所装产品数量以及包装箱数,并分别存储在PARTS和BOXES单元中2)接通电源,使传送带1驱动电机转动由控制程序控制传送带1驱动电机持续运动,当包装箱运营到检测器1光源和传感器中间时,通过检测光电传感器状态,判断传送带1上包装箱与否到位3)当包装箱到位时,关断电机电源,使传送带1停止运动4)启动传送带2电机,使产品沿传送带向前运动,并转入箱内5)当产品一种一种落下时,通过检测器2检测,将产生一系列脉冲信号6)从检测器2来输出脉冲,由计算机进行计数,并不断地与存在PRESET单元中给定值进行比较。

      7)当产品数与给定值不等时,将继续控制传送带2运动,以便继续装入产品,直到零件数与给定值相等,停止传送带2电机,不再转入产品8)再次启动传送带1电机,使装满产品箱子继续向前运动,并把存储箱子数内存单元加1,然后再与给定箱子数进行比较如果不够,则带动下一种空箱到达指定位置,继续上述过程直到产品数与给定值相等,停止包装,等待下面操作命令当传送带2上产品和传送带1上箱子足够多时,这个过程可以继续不断进行下去,这就是产品自动包装生产线流程必要时操作人员可以随时通过停止(STOP)键停止传送带运动,并通过键盘重新设立给定值,然后再起动1.2 用单片机实现顺序控制单片机具备下面某些特性:体积小:由于单片机内部集成了计算机基本功能部件,能满足诸多领域对硬件功能规定,因而由单片机构成应用系统构造简朴、体积特别小可靠性高:单片机内CPU范畴存储器、I/O接口信息传播线(即总线—地址总线、数据总线和控制总线)大多数在内部,因而不易受外界干扰;另一方面,由于单片机微机体积小,在应用环境比较差状况下,容易采用对系统进行电磁屏蔽等办法因此单片机应用系统可靠性比普通微机系统高得多性价比高:由于单片机大批量生产,及其已非常成熟制造工艺,因此成本很低,加上单片机功能性能不断完善,种类型号增长,其应用系统印版小、接插件少、安装调试简朴等一系列因素,使单片机应用系统性能价格比高于普通微机系统。

      控制功能强:单片机像计算机同样是面向控制,它实时控制功能特别强`,CPU可以直接对I/O口进行各种操作(输入/输出、位操作以及算术逻辑操作等),运算速度高,最高可达16MHZ并且单片机对实时事件响应和解决速度快使用以便:由于单片机内部功能强,系统扩展以便,因而应用系统硬件设计非常简朴,又由于市场上提供各种各样单片机开发工具,它们具备很强软硬件调试功能和辅助设计手段这样使单片机应用极为以便,大大缩短了系统研制周期功耗低:由于单片机集成度高,相应其功耗相对于同功能其她设备功耗低了诸多单片机以上特性,缩短了单片机应用系统研制到真实产品过渡过程,使科研成果迅速转化成生产力综上所述可以看出,采用单片机实现控制方案将容易实现,且系统功能强大、精度高、性能稳定可靠、使用以便、性价比高因此采用单片机控制系统来实现产品自动装箱2 控制系统硬件设计2.1系统硬件设计为了完毕上述任务,采用8051单片机设计一种最小系统为了读键盘给定值及检测和控制,专门扩展一种8255A可编程接口及程序存储器EPROM2732(4K*8 200ns可用紫外线擦除原则EPROM)74LS373(8位I/O锁存器)、2732构成最小系统,扩展8255AB口用于给定值或产品计数显示。

      硬件图阐明为达到本系统功能,采用8031单片机设计一种最小系统,为读键盘给定值,同步实行检测和控制,专门扩展一种8255A可编程接口,其系统原理图如附录一所示8051、74LS373(8位I/O锁存器)、2732构成最小系统其中各芯片及引脚阐明如下:(1)8051: 系统微控制器选用Intel公司生产8位单片机8031下面对8031作一种基本简介:①一种面向控制8位CPU;②128字节RAM数据存贮器;③两个16位定期器/计数器;④可寻址64K外部数据存贮器和64K外部程序存贮空间控制电路;⑤32条可编程I/O线(四个8位并行I/O端口);⑥一种可编程全双工串行口;⑦具备五个中断源,两个优先级嵌套中断构造;(2)8255A:8255A基本特性:①8255A是一种具备两个8位(A口和B口)和两个4位(C口高/低4位)并行I/O端口接口芯片,它是Intel系列CPU与外部设备之间提供TTL电平兼容接口,如A/D、D/A转换器、键盘、步进电机以及需要同步两位以上信息传递一切形式并行接口;②8255A能适应CPU与I/O接口之间各种数据传送方式规定;③8255A可执行功能很强,内容丰富两条命令(方式字和控制字)为顾客根据外界条件来使用8255A构成各种接口电路提供了灵活以便编程环境;④8255APC口使用比较特殊,除作数据口外,还可作状态口,进行按位控制等;(3)74LS373:8位输入8位输出锁存器,引脚功能如下:VCC:接电源端;G:存储器容许信号;(4)2732:4K*8 200ns紫外线可擦除电可编程半导体只读存储器,原则EPROM;A11-A0:地址输入线;D7-D0:三态数据总线;(5)74LS377:同向电流驱动器,为LED提供足够驱动电流。

      阐明:键盘和显示屏接口芯片尚有8279可使用,而8279对键盘尚有硬件消抖功能,但这样会和8255A形成硬件挥霍,况且8279由于接口不够不能代替8255A包装系统控制电路重要有两某些:一是信号检测,光电检测器1判断包装箱与否到位和光电检测器2用于产品计数;二是传送带电机控制 (6)开关电源:开关电源选用+12V ATX电源在整个开关接通期间,电源向负载提供能量;当开关断开时,输入电源便中断了能量控制,输入电源向负载提供能量是断续7)光电传感器:光电传感器选用CH3系列光电传感器敏感范畴远远超过了电感、电容、磁力、超声波传感器范畴,此外光电传感器体积很小,而敏感范畴很宽,加上机壳有诸多样式,几乎都可以使用2.2 显示电路设计为了使系统简朴,设计一种由二极管矩阵构成编码键盘,如图2.1所示图3.6 编码键盘原理图图2.1编码键盘原理图键盘输出信号D、C、B、A (BCD码)接到8255AA口PA3-PA0,键选通信号KEYSTROBE(高电平有效),经反向器接到8051中断管脚当某一种键按下去时,KEYSTROBE为高电平,经反相后下降沿向8051申请中断8051响应后,读入BCD码,作为给定值,并送显示。

      由于系统设计只有三位显示,因此最多只能给定999,输入顺序为从高位(百位数)开始当按键未按下时,所有输出端均为高电平当按键按下后该键BCD码将出当前输出线上例如,按下“6”键时,与键6相连两个二极管导通,因此D、A线上为低电平,因而输出编码为0110,别的以此类推当任何一种键按下去时,四输入或非门7420产生一种高电平选通信号经反相器后向8051申请中断3 软件设计3.1 主程序设计及其流程图通过上述分析可知,本系统键盘作用重要是给定值输入当给定值设定后,在包装过程中就没什么作用了因而为了提高系统实时性,系统采用中断方式作键盘解决,对装箱与否到位及产品数计数,则采用查询办法整个系统流程图,如图3.1所示中断程序重要用来设定给定值,当给定键盘有键按下时,KEYSTROBE输出高电平,经反相器后向8051申请中断在中断服务程序中,读入该键盘给定值,一方面存入相应给定单元(PARTS和BOXES),另一方面送去显示,以便操作者检查输入给定值与否对的本程序输入顺序是先输入包装箱数(3位,最大为999,按百、十、个位顺序输入),然后再输入每箱零件数(3位,最大值为999,输入顺序同包装箱)完毕上述任务中断服务程序流程图如图3.1所示。

      为了设计主程序和子程序流程图,一方面必要设立关于内存单元这里用8051内部RAM20H单元00H至03H四位分别代表电机1、电机2、报警和正常运营标志单元;用21H单元08H和09H两位作为零件及包装箱计数标志单元当计数值等于给定值时,则此两位标志单元置1,否则为0一旦此标志单元为1,则停止计数,把装满包装箱运走并重新运来一种空箱;若包装箱数已够,则重新开始下一轮包装生产控制过程如果计数单元超过给定值,将产生报警,告知操作人员计数有误,此时系统自动停下来,等待操作人员解决图3.1 包装控制系统主程序框图3.1.1动态显示子程序流程图论文采用是以软件为主LED接口电路,用软件进行译码,其流程图如图3.2所示为了实现LED显示屏动态扫描显示,除了要给显示屏提供显示码段之外,还要对显示屏进行位控制,即普通所说“段控”和“位控”在这里8255AA口用来输出要显示数据,将其送到B口,然后再送出相应位选码,此时只有选通那一位显示,其她熄灭同样在下一时刻,送出第二位显示数据,则第二位显示,其她熄灭,由于在显示过程中,有1ms延迟,导致人视觉上停滞现象,看起来就犹如步点亮显示普通 图3.2 动态显示子程序流程图3.1.2 中断子程序流程图中断服务程序重要用来设定给定值,当给定键盘按下时,KEYSTROBE输出高电平,经反相器后向8051申请中断。

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