【正文】 以自動化的手段實時準確快速地實現(xiàn)藥丸的檢測和計數(shù)是許多制藥廠家非常關心卻又還沒很好解決的問題。從本質上區(qū)分，藥丸的計數(shù)方法分為兩種：機械計數(shù)法和電子計數(shù)法。藥丸數(shù)量是藥品質量的一個重要方面，人工工作效率低，計量準確率低，而且在衛(wèi)生等方面不符合國家藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的藥品生產(chǎn)質量管理規(guī)范。如果可以對傳統(tǒng)的藥物生產(chǎn)線進行改進，配以合適的檢測設備，就能給全國各大藥廠節(jié)約成本，提高效益。 藥丸檢測計數(shù)部分是全生產(chǎn)線中的核心設備，它直接影響到整套設備的總體生產(chǎn)效率與精度，因此其設計和改進就顯得尤為重要。裝藥生產(chǎn)線上的質量控制的重要一點就是藥品的裝瓶數(shù)量控制。因此自動化的藥品瓶裝流水線中藥丸數(shù)量的檢測就尤為重要。第 1章 緒 論 裝藥生產(chǎn)線的簡介 流水線簡單結構圖 藥丸、膠囊的模板瓶裝流水線的核心是裝藥模板。藥品瓶裝生產(chǎn)線的結構圖大致如下圖1—1所示．長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計(論文) 信息工程系 3圖 11 藥品瓶裝生產(chǎn)線的結構圖 生產(chǎn)線各個模塊 主要模塊有：藥丸檢測電路、閥門控制電路、履帶電機控制電路、計數(shù)顯示電路五部分構成。 檢測流程 采用紅外傳感器檢測藥丸通過漏斗頸情況并進行計數(shù)顯示；并與設定的每瓶藥丸數(shù)量進行比較，通過閥門控制電路，控制閥門打開或關閉來控制藥丸掉落到藥瓶中；當達到設定每瓶數(shù)量時，通過履帶電機控制電路，控制履帶適時運送空瓶到漏斗下，并通過顯示電路，顯示已裝好藥丸的瓶數(shù)。顯示器回零，從而進入下一個生產(chǎn)周期。 AT89C51單片機 現(xiàn)有主流單片機的概述 MCS 51系列單片機是Intel公司在20世紀80年代初研制出來的，很快就在全世界得到廣泛的推廣應用。十多年來，MCS51系列單片機無論在教學、工業(yè)控制、儀器儀表、信息通信，還是在交通、航運、家用電氣領域，都取得了大量的應用成果。Intel公司雖然已經(jīng)把精力集中在計算機的CPU生產(chǎn)上，而漸漸放棄了微控制器的生產(chǎn)。但是，以MCS51技術核心為主導的微控制器技長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計(論文) 信息工程系 4術已被ATMEL,PHILIPS等公司所繼承，并且在原有基礎上又進行了新的開發(fā)，從而產(chǎn)生了和MCS51兼容而功能更加強勁的微控制器系列。ATMEL公司所生產(chǎn)的89系列單片機就是基于Intel公司MCS51系列而研制的并與MCS51兼容的微控制器系列。ATMEL公司是美國在20世紀80年代中期成立并發(fā)展起來的半導體公司。該公司的技術優(yōu)勢在于Flash存儲器技術和高質高可靠性生產(chǎn)技術。隨著業(yè)務的發(fā)展，在20世紀90年代初，ATMEL公司一躍成為全球最大的EEPROM供應商。1994年為了介入單片機市場，ATMEL公司以EEPROM技術和Intel的80C31單片機核心技術進行交換，從而取得80C31核的使用權。ATMEL公司把自身的先進Flash存儲技術和80C31核相結合，從而生產(chǎn)出了Flash單片機AT89C51系列。這是一種內部含F(xiàn)lash存儲器的特殊單片機。由于它內部含有大容量的Flash存儲器，所以，在產(chǎn)品開發(fā)及生產(chǎn)便攜式商品、手提式儀器等方面有著十分廣泛的應用，也是目前取代傳統(tǒng)的MCS51系列單片機的主流單片機之一。該芯片不僅具有MCS51系列單片機的所有特性，而且片內集成有4K字節(jié)的Flash存儲器。其價格低、引腳方便，是目前性能價格比較高的現(xiàn)用主流單片機芯片之一。 單片機的選用 本檢測儀在數(shù)據(jù)處理上速度要求不是很高，8位機即可。單片機采用美國ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C51單片機。AT89C51是一種低功耗、高性能的片內含有4KB快閃可編程/擦除只讀存儲器（FPEROMFlash Programmable and Eraseable Read Only Memory）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲技術制造，并且與80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。 主要性能（1）與MCS51 微控制器產(chǎn)品系列兼容。 （2）片內有4KB可在線重復編程的快閃擦寫存儲器 （3）存儲數(shù)據(jù)保存時間為10年 （4）寬工作電壓范圍： （5）全靜態(tài)工作：可從0Hz至16MHz （6）程序存儲器具有3級加密保護 （7）128*8位內部RAM （8）32條可編程I/O線 （9）兩個16位定時器/計數(shù)器 （10）中斷結構具有5個中斷源和2個優(yōu)先級 （11）可編程全雙工串行通道 （12）空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲內容長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計(論文) 信息工程系 5 AT89C51引腳圖AT89C51有40個引腳，如圖12示。 圖 12 AT89C51 引腳圖 各個引腳說明圖12為AT89C51的引腳圖，對其在本次設計中的主要使用的引腳說明如下：VCC：電源電壓，AT89C51電源的正極輸入端，接+5V電壓使AT89C51單片機正常工作。是單片機的電源提供端口。P0: P0口(~)是一個8位漏極開路雙向輸入輸出端口，當訪問外部數(shù)據(jù)時，它是地址總線（低8 位）和數(shù)據(jù)總線復用。外部不擴展而單片應用時，則作一般雙向I／O 口用P0口每一個引腳可以推動8 個LSTTL 負載。P2：P2口(~)口是具有內部提升電路的雙向I/0端口(準雙向并行I/O口)，當訪問外部程序存儲器時，它是高8位地址。外部不擴展而單片應用時，則作一般雙向I／O口用。每一個引腳可以推動4個LSTL負載。P1: P1口(~)口是具有內部提升電路的雙向I/0端口(準雙向并行I/O口)，其輸出可以推動4個LSTTL負載。僅供用戶作為輸入輸出用的端口。P3: P3口(~)口是具有內部提升電路的雙向I/0端口(準雙向并行I/O口)，它還提供特殊功能，包括串行通信、外部中斷控制、計時計數(shù)控制及外部隨機存儲器內容的讀取或寫入控制等功能。其特殊功能引腳分配如下： RXD 串行通信輸入。 TXD 串行通信輸出。 INT0 外部中斷0 輸入，低電平有效。 INT1 外部中斷1 輸入，低電平有效。長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計(論文) 信息工程系 6 T0 計數(shù)器0 外部事件計數(shù)輸入端。 T1 計數(shù)器1 外部事件計數(shù)輸入端。 WR 外部隨機存儲器的寫選通，低電平有效。 RD 外部隨機存儲器的讀選通，低電平有效。XTAL1: 接外部晶振的一個引腳。在單片機內部，它是一個法相放大器輸入端，這個放大器構成了片內振蕩器。它采用外部振蕩器時，此引腳應該接地。GND：電源接地端。此次設計中，用單片機實現(xiàn)的是一個計數(shù)存儲功能。主要應用的計數(shù)器是其內部的定時器/計數(shù)器。單片機的定時器/計數(shù)采用增量式計數(shù)。也就是說，當運行于定時器方式時，每隔一個機器周期定時器自動加一；當運行于計數(shù)器方式時，每當引腳出現(xiàn)下跳沿，是作定時器還是計數(shù)器，當T0或T1加滿回零后，定時器回零標志置1。而當允許中斷時，TF可以申請中斷進而在中斷服務中作相應的操作；TF也可以用程序判斷定時到或計數(shù)滿的標志位。 紅外傳感器概述 紅外線屬于一種電磁射線，其特性等同于無線電或X射線 [11]。人眼可見的波長為380nm78mm，發(fā)射波長為780nm1mm的長射線稱為紅外線，紅外線光電傳感器，它是利用被檢測物體對紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通電路而檢測物體的有無，其物體不限于金屬，對所有能反射光線的物體均可檢測，而且檢測距離可近可遠，根據(jù)具體情況選擇自己合適的傳感器即可。 直射式光電傳感器直射式光電傳感器包括在結構上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器。當被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關就產(chǎn)生了開關信號。當檢測物體是不透明時，直射式光電傳感器是最可靠的檢測模式。 直接反射式光電傳感器 直接反射式光電開關是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當有被檢測物體經(jīng)過時，將光電開關發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關就產(chǎn)生了開關信號。當被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時， 直接反射式的光電開關是首選的檢測模式 【12】 。直接反射式光電傳感器結構示意圖如下：長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計(論文) 信息工程系 7 槽式光電傳感器 槽式光電開關通常是標準的U字型結構其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一個光軸，當被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關就產(chǎn)生了檢測到的開關量信號。槽式光電開關比較安全可靠，適合檢測高速變化的信號，分辨透明與半透明物體，但槽間的距離一般比較小，不適合檢測體積較大的物體。槽式光電開關傳感器結構示意圖如下： 圖 13 槽式光電開關傳感器結構示意圖 反射板反射式光電傳感器 反射板反射式光電開關亦是集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射板，反射回接收器，當被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時，光電開關就產(chǎn)生了檢測開關信號。反射板反射式光電傳感器示意圖如下：圖 17 反射板反射式光電傳感器 本章小結 本章介紹了一些與設計的主題—裝藥生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設計（藥丸檢測和計數(shù)顯示模塊）相關的知識，包括裝藥生產(chǎn)線的簡介，AT89C51 單片機以及紅外光電傳感器傳感器等內容。長春工業(yè)大學人文信息學院畢業(yè)設計(論文) 信息工程系 8第 2章 藥丸檢測和計數(shù)模塊設計分析 傳感器的選取 傳感器的選用原則 傳感器千差萬別，即便對于相同種類的測定量也可采用不同工作原理的傳感器，因此根據(jù)需要選用最適宜的傳感器。現(xiàn)代傳感器在原理與結構上千差萬別，如何根據(jù)具體的測量目的、測量對象以及測量環(huán)境合理地選用傳感器，是在進行某個量的測量時首先要解決的問題。當傳感器確定之后，與之相配套的測量方法和測量電路也就可以確定了。測量結果的成敗，在很大程度上取決于傳感器選擇是否合理。 根據(jù)測量對象與測量環(huán)境確定傳感器的類型要進行一個具體的