【正文】 分揀采用可編程控制器單片機進行控制，能連續(xù)、大批量地分揀貨物，分揀誤差 率低且勞動強度大大降低，可顯著提高勞動生產(chǎn)率。按分揀的手段不同，可分為人工分揀、機械分揀和自動分揀。 目前已有許多企業(yè)采用先進控制器對傳統(tǒng)接觸控制進行改造，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自 動 控 制 程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障。為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的看著系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程控制器（ Programmable Logic Controller， MCU）正是順應(yīng)著一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。 自動化物流系統(tǒng)逐漸應(yīng)用于煙草、制造、家電、醫(yī)藥、食品、圖書等領(lǐng)域。 關(guān)鍵詞： 單片機；材料分揀；自動控制；傳感器 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 Based on single chip microputer metal automatic sorting system design Cao ni mie College of physics and electronic information, electronic information engineering professional 20xx teachers: XXX Abstract: With the rapid development of science and technology, modern industrial control system is more and more plex, traditional control science faces new challenges. Singlechip microputer with its small volume, plete functions, low cost and high reliability has unique advantages, won a wide application in all fields. The use of single chip microputer greatly improves the reliability of the control system and automatic control level, for the enterprise provides a more reliable production security. How to give full play to the advantages of single chip microputer in the field of single chip microputer automatic control, automatic control is the subject of one of the important topics. This topic it is in this background, the surrounding material sorting device design based on single chip microputer. Paper first describes the MCU material sorting device development background, present situation and development direction. And then, illustrates the working principle of the single chip microputer automatic sorting control system and the difference from the traditional relay. This paper describes a kind of material sorting device design based on MCU and automatic control programming, and how to achieve material sorting through the microcontroller programming and automatic control. Its circuit structure is simple, less investment and upgrading (can use the original), sorting system is not only a high degree of automation, online modification function, also has strong flexibility, the system has data acquisition accuracy, high reliability and low cost etc. 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 Keyword: Single chip microputer。論文首先敘述了單片機的材料分揀裝置的發(fā)展背景、現(xiàn)狀和發(fā)展方向。單片機以其體積小、功能齊全、價格低廉和可靠性高等方面具有獨特的優(yōu)點，在各個領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中創(chuàng)新處不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京化工大學(xué)或其它教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而已經(jīng)使用過的材料。與我一同完成畢業(yè)設(shè)計（論文）的同學(xué)對本課題所做的任何貢獻均已在文中做了明確的說明并表示了謝意。單片機的使用 大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障 。然后，說明了 單片機 自動分揀控制系統(tǒng)工作原理和與傳統(tǒng)繼電器的區(qū)別。 Material sorting。隨著物流市場需求的增長，國內(nèi)物流系統(tǒng)及裝備供應(yīng)商通過自主技術(shù) 創(chuàng)新 、引進消化吸收，從起初低端技術(shù)、 國外進口到現(xiàn)在高端創(chuàng)新、與國外廠商同臺競技，物流裝備技術(shù)水平已明顯提高，但在高端技術(shù)方面也還存在較大差距。 單片機的應(yīng)用面廣、功能強大、使用方便，是當(dāng)代工業(yè)自動化系統(tǒng)的主要設(shè)備之一。本文在此介紹一種采用可編程控制器（ 單片機 ）對 材料自動分揀的 一種方法，其電路結(jié)構(gòu)簡單，投資少（可利用原有設(shè)施改造）， 自動分揀 系統(tǒng)不僅自動化程度高，還具有在線修改功能，靈活性強。 目前自動分揀已逐漸成為主流，因為自動分揀是從貨物進入分揀系統(tǒng)送到指定的分配位置為止，都是按照人們的指令靠自動分揀裝置來完成的。而且，分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無縫連接，實現(xiàn)對物料實物流、物料信息流的分配和管理。 應(yīng)用單片機技術(shù)結(jié)合氣動、傳感器和位置控制等技術(shù)，設(shè)計不同類型材料的自動分揀控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)集成 由于專業(yè)高度分工和全球經(jīng)濟一體化，系統(tǒng)集成是一種理念和趨勢。 單元的有效組合，即是流程及工藝的設(shè)計，這是一個全局優(yōu)化的復(fù)雜過程。自動分揀系統(tǒng)是一次大戰(zhàn)后在美國、日本的配送中心廣泛采用的一種物流設(shè)備，己經(jīng)成為發(fā)達國家大中型物流中心不可缺少的一部分。目前，項目系統(tǒng)集成中進口比例較高，在機場物流行李分揀系統(tǒng)中，由于分揀量大及高可靠性要求，基本都從國外進口。當(dāng)訂貨商向物流中心發(fā)出配送訂單后，自動分揀系統(tǒng)在最短時間內(nèi)從自動化立體倉庫中準(zhǔn)確找到要出庫的物品所在位置，并按所需數(shù)量出庫，最后將從不同儲位上取出的不同數(shù)量的物品按配送地點的不同運送到不同的存貨區(qū)域進行分揀，以便裝車配送。所謂的單片機小系統(tǒng)從系統(tǒng)的角度來定義就是完 成復(fù)雜功能的硬件和軟件，并使其緊密耦合在一起的計算機系統(tǒng)。狀態(tài)顯示模塊負責(zé)正確的顯示當(dāng)前當(dāng)前被檢金屬的類型。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計 設(shè)計要求 系統(tǒng)設(shè)計主要包括硬件和軟件兩大部分，根據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計。硬件電路設(shè)計包括輸入射出接口設(shè)計，畫出詳細電路圖，標(biāo)出芯片的信號、器件參數(shù)值，根據(jù)電 路圖在仿真機上進行調(diào)試，修改，最終達到設(shè)計要求。 c、將物體傳送到指定地點：控制傳送帶的速度，以及方向講材料分揀到指定地方。帶動材料進入檢測區(qū)域。含有中斷、定時 /計數(shù)器。價錢雖然比 AT89C2051和 AT89C51昂貴，但存儲空間非常大，可以到達 8K。在單片機的人機交流界面中，一般的輸出方式有以下幾種：發(fā)光管、 LED 數(shù)碼 管、液晶顯示器。但由于內(nèi)帶字符發(fā)生器的控制器來說，顯示字符就比較簡單了，可以讓控制器工作在文本方式，根據(jù)在LCD 上開始顯示的行列號及每行的列數(shù)找出顯示 RAM 對應(yīng)的地址，設(shè)立光標(biāo)，在此送上該字符對應(yīng)的代碼即可。當(dāng)槽內(nèi)無物體時，砷化鎵發(fā)光管發(fā)出的光直接照在硅光敏三級管的窗口上，從而產(chǎn)生大的電流輸出，當(dāng)有物體經(jīng)過槽內(nèi)時則擋住光線，此時光敏管的輸出端為低電平，這樣可識別物體的有無。所以直接采用 ULN20xx。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識別附近有 無 磁性物體存在，進而控制開關(guān)的通或斷。 圖 霍爾接近開關(guān)的工作原理圖 鋁傳感器的選用 當(dāng)通過金屬體的磁通過變化時，就會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電流，這種電流在導(dǎo)體中是自行閉合的，這就是所謂電渦流 [6]。置于這一磁場中的金屬導(dǎo)體就產(chǎn)生電渦流 I2，電渦流也將產(chǎn)生一個新磁場 H2， H2 與 H1 方向相反，因而抵消部分原磁場 ， 使通電線圈的有效阻抗發(fā)生變化。線圈與導(dǎo)體間存在一個互感 M，它隨線圈與導(dǎo)體間距的減小而增大。 H 1H 2HI 1I 2線圈被測導(dǎo)體R 1 R 2ML 1 L 2I 2I 1U 1北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 圖 鋁傳感器開關(guān)原理圖 顏色傳感器的選用 我們所看到的物體顏色， 實際上是物體 表面 吸收了照射到它上面 ， 白光 (日光 )中的一部分有色成分 之后 ，反射出的另一部分有色光在人眼中的反應(yīng) [7]。 高分辨率顏色傳感器 TCS230，是 我們 常 用的顏色傳感器。 R2 11 2A D 2 2 0 V 電源 繼電器北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 硬件模介紹 單片機技術(shù)簡介 單片機又稱為單片微型計算機（ single chip microputer）又稱為微控制處理器或嵌入式微控制處 理器。這種處理器的最大特點是設(shè)計開發(fā)人員可以根據(jù)自己的想法和實際需要進行開發(fā)研究，設(shè)計一個基于單片機電子設(shè)備系統(tǒng)，因此更加的方便，更加的靈活，成本所需更低。針對于國內(nèi)開發(fā)應(yīng)用單片機的發(fā)展情況來看，自從 80年代初起步以來，以 Intel 公司的 MCS48 系列的單片機為主導(dǎo)機種以來，單片機已有 70 多個系列，近 500多個機種，許多電子公司率先滲入到微機控制的各個領(lǐng)域，并且取得了一定的應(yīng)用成果。 主要特性如下： 工作額定電壓： ～ （ 5V 單片機） /～ （ 3V 單片機） 工作的頻率范圍： 0～ 40MHz，其相當(dāng)于普通 8051 單片機的 2 倍，在實際測試中，其的最高工作頻率可達 48MHz。即定時器 T0、 T1 和外部中斷 4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路，掉電模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒，通用型的 異步串行口（ UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UART。 XTAL1（ 19 引腳）：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端口。在其訪問外部芯片的數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組 I/O 口線可以分時進行轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線的復(fù)用，在訪問外部數(shù)據(jù)期間必須 激活內(nèi)部的上拉電阻才可以。在作數(shù)據(jù)輸入口使用時，因為其內(nèi)部存在的上拉電阻，它的某個引腳會被外部信號拉低時會輸出一個電流 (IIL)。這里和 P1 口 是一樣，可以對其端口 P2 寫“ 1”，通過內(nèi)部自帶的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口進行輸入數(shù)據(jù)或者信號使用時，因為其內(nèi)部存在上拉電阻，在其某個引腳被外部輸入的信號拉低時會對外輸出一個電流 (IIL)。其中，由單片機 AT89S52 的 腳作為ULN20xx 的 1～ 4 口輸入端所構(gòu)成的步進電機驅(qū)動電路 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 ULN20xx 步進電機模塊設(shè)計電路圖 LCD 液晶顯示模塊介紹 在日常生活中，我們對液晶顯示器并不陌生。液晶顯示的分類方法有很多種，通常可按其顯示方式分為段式、字符式、點陣式等。北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24