【正文】 circuit will be prompted to fill the end of this. In the filling process, the quality of the liquid filling is displayed on the LCD screen, and will through the microcontroller serial port into PC.In the method of the design, the software engineering is applied to the design of MCU system. The system of information flow and the overall functional design is simple and clear. The system and and popularization of various filling in the field of modern surely play its maximum effectiveness. Key Words： Filling。我國(guó)飲料酒（不含果露酒、發(fā)酵酒精）總產(chǎn)量已達(dá)2878萬(wàn)千升，%。在飲料、牛奶、煉油、化工、制藥等行業(yè)中，液體灌裝是必不可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過(guò)程中十分重要的組成部分。如何應(yīng)用AT89C51在飲料灌裝中實(shí)現(xiàn)控制功能，在相關(guān)的研究文獻(xiàn)報(bào)道中用基于AT89C51的控制系統(tǒng)對(duì)灌裝進(jìn)行控制的研究尚不成熟，以致人們難以根據(jù)它的具體情況，正確選用參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)控制也就難以滿足提高質(zhì)量和效率、降低成本的要求，本設(shè)計(jì)就是基于以上問(wèn)題進(jìn)行的一些探索。 4．以滿足重點(diǎn)商品的包裝為出發(fā)點(diǎn)，發(fā)展包裝機(jī)械新品種。K公司、SEN公司、KRONES公司，其灌裝機(jī)的灌裝閥分別達(dá)到165頭、144頭、178頭。 課題分析單片機(jī)控制系統(tǒng)有微機(jī)和工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象兩大部分組成，其中包括硬件電路和軟件程序，整個(gè)控制系統(tǒng)是通過(guò)接口將計(jì)算機(jī)和生產(chǎn)過(guò)程聯(lián)系起來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)處理和控制。電路簡(jiǎn)單、可靠但是靈活性和實(shí)用性差。鍵盤(pán)可以通過(guò)不同的應(yīng)用場(chǎng)合和針對(duì)液體做出不同的重量設(shè)定，并且儲(chǔ)存報(bào)警的上限和報(bào)警時(shí)間，方便查詢和日后的工作調(diào)查。3．模擬量輸出功能：具有重量設(shè)置功能。6．。當(dāng)容器B中液體質(zhì)量達(dá)到預(yù)設(shè)定質(zhì)量時(shí)，單片機(jī)發(fā)出信號(hào)使繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，液體泵停止工作，并等待下一次灌裝開(kāi)始，同時(shí)報(bào)警電路會(huì)提示本次灌裝結(jié)束。通過(guò)程序使各部分電路能夠相互協(xié)調(diào)工作達(dá)到系統(tǒng)要求的功能及性能。對(duì)于單片機(jī)數(shù)字控制的電路系統(tǒng)，通常采用基于PWM控制的開(kāi)關(guān)電源。另外，線性穩(wěn)壓電源同開(kāi)關(guān)型電源相比，穩(wěn)定度及負(fù)載調(diào)整率較高，輸出波紋電壓小，瞬態(tài)響應(yīng)速度快，線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維修，更重要的是工作可靠，故障率低，具有明顯優(yōu)點(diǎn)，并且經(jīng)濟(jì)成本也較低。圖31 線性直流穩(wěn)壓電源原理框圖 主要元器件的選擇變壓器的選擇：選擇單相交流220V輸入，+12V輸出的大功率變壓器。LM78XX系列的集成穩(wěn)壓器特點(diǎn)是外圍電路簡(jiǎn)單，[1]。圖33 系統(tǒng)電源電路變壓器輸入端為單相交流220V，經(jīng)降壓后，輸出為交流+12V。由于該液體灌裝系統(tǒng)中還要用到+5V直流電，而選用的變壓器只有+12V的輸出，已經(jīng)用于產(chǎn)生+12V的直流電壓，所以可以采用“二級(jí)電源”，即將+12V的直流輸出端再經(jīng)過(guò)降壓，穩(wěn)壓等過(guò)程產(chǎn)生+5V直流電。單片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比高、易于推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化裝置、智能儀器儀表、過(guò)程控制、通信、家電等許多領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。共有40個(gè)有效引腳，32個(gè)外部雙向輸入輸出（IO）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，2個(gè)16位可編程定時(shí)器計(jì)數(shù)器，2個(gè)全雙工串行通信口[34]。AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖35所示。圖35 AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖 稱(chēng)重傳感器的選擇在實(shí)際應(yīng)用中稱(chēng)重傳感器的種類(lèi)多種多樣，考慮到本次設(shè)計(jì)的商用灌裝機(jī)為稱(chēng)重式灌裝，而且精度要求很高，因此選擇RLC04 S式拉壓力傳感器。RLC04 S式拉壓力傳感器具有以下技術(shù)特點(diǎn)。灌裝過(guò)程中，傳感器的輸出信號(hào)電壓會(huì)隨液體質(zhì)量的變化而相應(yīng)地發(fā)生變化。儀表放大器則無(wú)以上缺點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)中的放大器選用AD公司生產(chǎn)的儀表放大器AD620。圖38 系統(tǒng)信號(hào)放大電路計(jì)算R選用阻值為470Ω的精密電阻，經(jīng)計(jì)算，放大倍數(shù)約為106。5腳接公共地，表示6腳的輸出即為與地之間的相對(duì)電壓。1LSB；6．低供電電流（1mA典型值）；7．掉電模式電流為4μA[2]。 圖39 AD轉(zhuǎn)換電路這個(gè)圖用visio重新畫(huà) 液體泵驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)在該液體灌裝系統(tǒng)中，主要使用液體泵來(lái)完成液體的灌裝過(guò)程，其主要工作是將原容器中的液體，抽取到欲灌裝容器中。HJR3FFSZ型電磁繼電器廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，也同樣適用于本電路中。圖311 液體泵驅(qū)動(dòng)電路原理圖在該電路中，使用單片機(jī)的IO口發(fā)出信號(hào)來(lái)控制繼電器的工作狀態(tài)，從而使液體泵工作。三極管的集電極與發(fā)射極被截止，繼電器開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，液體泵停止工作。圖312 聲光報(bào)警電路圖 鍵盤(pán)及顯示電路的設(shè)計(jì) 鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì)系統(tǒng)在實(shí)施灌裝動(dòng)作前，要預(yù)先設(shè)定灌裝液體的質(zhì)量值，這一過(guò)程可由鍵盤(pán)完成。圖313 鍵盤(pán)與單片機(jī)接口電路圖 液晶顯示電路的設(shè)計(jì)液晶顯示器（LCD）具有顯示信息豐富、功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其他顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),近幾年來(lái)被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中，LCD可分為段位式LCD、字符式LCD和點(diǎn)陣式LCD，其中，段位式LCD和字符式LCD只能用于字符和數(shù)字的簡(jiǎn)單顯示,不能滿足圖形曲線和漢字顯示的要求；而點(diǎn)陣式LCD不僅可以顯示字符、數(shù)字，還可以顯示各種圖形、曲線及漢字，并且可以實(shí)現(xiàn)屏幕上下左右滾動(dòng)、動(dòng)畫(huà)、分區(qū)開(kāi)窗口、反轉(zhuǎn)、閃爍等功能，用途十分廣泛。通過(guò)對(duì)T6963C的編程，可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣式LCD的各種應(yīng)用。TM240128A引腳如表31所示。電路中，TM240128A的CE。 數(shù)據(jù)通信方式選擇數(shù)據(jù)通信方式有兩種，即并行數(shù)據(jù)通信和串行數(shù)據(jù)通信。字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，通過(guò)傳輸線被接收設(shè)備一幀一幀地接收。數(shù)據(jù)的傳輸速率較高，但同步通信要求發(fā)送時(shí)鐘和接收時(shí)鐘保持嚴(yán)格同步，在硬件的實(shí)現(xiàn)上比較復(fù)雜，系統(tǒng)成本高。 RS232C標(biāo)準(zhǔn)接口總線在實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與外設(shè)間的串行通信時(shí)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)的通信接口。RS232C是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）于1962年正式頒布的，在異步串行通信中應(yīng)用最廣的總線標(biāo)準(zhǔn)。就機(jī)械特性而言，RS232C包括標(biāo)準(zhǔn)的25引腳及其簡(jiǎn)化的9引腳排列。表33 RS232C總線標(biāo)準(zhǔn)的9引腳功能引腳號(hào)引腳名稱(chēng)功能1DCD載波信號(hào)監(jiān)測(cè)2TXD發(fā)送3RXD接收4DTRDTE準(zhǔn)備就緒5GND信號(hào)地6DSRDCE準(zhǔn)備就緒7RTSDTE請(qǐng)求發(fā)送數(shù)據(jù)8CTSDCE清除發(fā)送9RI振鈴指示 MAX232芯片介紹由于RS232C規(guī)定的電平和一般微處理器的邏輯電平不一致，所以必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，在本系統(tǒng)中可以采用MAX232轉(zhuǎn)換芯片。另外，該芯片價(jià)格適中，硬件接口電路簡(jiǎn)單，因此被廣泛應(yīng)用。與之對(duì)應(yīng)的RS232C電平的T1out、T2out應(yīng)接PC機(jī)的接收端RD；R1in、R2in應(yīng)接PC機(jī)的發(fā)送端TD。功能是產(chǎn)生+12v和12v兩個(gè)電源，提供給RS232串口電平的需要。 8腳（R2in）、9腳（R2out）、10腳（T2in）、7腳（T2out）為第二數(shù)據(jù)通道。T2in與AT89C51單片機(jī)的串行發(fā)送引腳TXD連接，R2out與AT89C51的串行接收引腳RXD連接，R2in連接至PC機(jī)的發(fā)送端TD，T2out連接至PC機(jī)的接收端RD。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)不僅要進(jìn)行硬件接口電路的設(shè)計(jì)，還要進(jìn)行軟件的設(shè)計(jì)，二者相輔相成，缺一不可。圖41 系統(tǒng)軟件程序總體結(jié)構(gòu)圖對(duì)于51單片機(jī)，目前基本上有三種語(yǔ)言支持它的編程，即匯編、PLM和C語(yǔ)言其中常用的是匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。 下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)下位機(jī)程序可分成以下各功能模塊：系統(tǒng)初始化模塊、讀取預(yù)設(shè)定值（鍵盤(pán)掃描）模塊、灌裝程序模塊、液晶顯示程序模塊等，其基本結(jié)構(gòu)如圖 42所示。如在硬件接口電路的設(shè)計(jì)中使用了AT89C51單片機(jī)的P0口，因此就要在該模塊中對(duì)其進(jìn)行定義。液晶顯示的初始化主要完成以下工作：設(shè)置文本顯示區(qū)域首地址、設(shè)置文本顯示區(qū)域?qū)挾?、設(shè)置圖形顯示區(qū)域首地址、設(shè)置圖形顯示區(qū)域?qū)挾?、光?biāo)形式設(shè)置、顯示方式設(shè)置、顯示開(kāi)關(guān)設(shè)置等。該模塊的程序結(jié)構(gòu)框圖如圖44所示。其程序結(jié)構(gòu)框圖如圖45所示。3．將轉(zhuǎn)換后的數(shù)值送入單片機(jī)。圖45 灌裝程序結(jié)構(gòu)框圖由于經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量只是一個(gè)電壓信號(hào)值，還不能直接反映出液體的質(zhì)量，這就需要將該電壓信號(hào)值轉(zhuǎn)換成直觀的液體質(zhì)量值，通常使用標(biāo)定的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程，即將已知的不同質(zhì)量的液體進(jìn)行稱(chēng)量，并把每次稱(chēng)量后的加權(quán)平均值進(jìn)行記錄，然后通過(guò)插值法找出電壓信號(hào)值與液體質(zhì)量值之間的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液體質(zhì)量的準(zhǔn)確標(biāo)定。以使繼電器的開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，另外 ，、低電平，從而使發(fā)光二極管和蜂鳴器發(fā)出有規(guī)律的提示信號(hào)，還要在程序中限制該提示信號(hào)的時(shí)間為5秒鐘。圖46 顯示程序結(jié)構(gòu)框圖 通信程序的設(shè)計(jì)通信程序的設(shè)計(jì)主要包括下位機(jī)串口通信程序設(shè)計(jì)模塊和上位機(jī)程序設(shè)計(jì)模塊兩個(gè)主要部分。單片機(jī)在發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀之前，先將要發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)寫(xiě)入發(fā)送數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在添加幀起始符、控制碼、數(shù)據(jù)區(qū)長(zhǎng)度、校驗(yàn)字節(jié)和幀結(jié)束符后，進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送?？偟膩?lái)看,Visual Basic有以下特點(diǎn)：1．可視化編程在用傳統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)設(shè)計(jì)程序時(shí)，都是通過(guò)編程計(jì)算來(lái)設(shè)計(jì)用戶界面，在設(shè)計(jì)過(guò)程中看不到界面的實(shí)際顯示效果，必須編譯后運(yùn)行程序才能觀察。Visual Basic自動(dòng)產(chǎn)生界面設(shè)計(jì)代碼，程序設(shè)計(jì)人員只需要編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)程序功能的那部分代碼，從而可大大提高程序設(shè)計(jì)的效率。每個(gè)對(duì)象以圖形方式顯示在界面上,都是可視的[11]。在設(shè)計(jì)Visual Basic程序的過(guò)程中，隨時(shí)可以運(yùn)行程序，而在整個(gè)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)好之后，可以編譯生成可執(zhí)行文件（EXE），脫離Visual Basic環(huán)境，直接在Windows環(huán)境下運(yùn)行。在用Visual Basic設(shè)計(jì)大型應(yīng)用軟件時(shí)，不必建立具有明顯開(kāi)始和結(jié)束的程序，而是編寫(xiě)若干個(gè)微小的子程序，即過(guò)程。利用數(shù)據(jù)控件和數(shù)據(jù)庫(kù)管理窗口，可直接建立或處理Microsoft Access格式的數(shù)據(jù)庫(kù)，并提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索功能。6．動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（DDE）利用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換（Dynamic Data Exchange）技術(shù)，可以把一種應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)地鏈接到另一種應(yīng)用程序中，使兩種完全不同的應(yīng)用程序可以交換數(shù)據(jù)、進(jìn)行通信，在Windows環(huán)境下為多個(gè)應(yīng)用程序之間以ClientServer方式建立起一條動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)鏈路。OLE技術(shù)是Microsoft公司對(duì)象技術(shù)的戰(zhàn)略，它把多個(gè)應(yīng)用程序合為一體，將每個(gè)應(yīng)用程序看作是一個(gè)對(duì)象進(jìn)行鏈接和嵌入，是一種應(yīng)用程序一體化的技術(shù)。 VB通信控件的介紹 VB支持面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，具有結(jié)構(gòu)化的事件驅(qū)動(dòng)編程模式，而且可以十分簡(jiǎn)便地做出良好的人機(jī)界面。MSComm控件在串口編程時(shí)非常方便，程序員不必去花時(shí)間去了解較為復(fù)雜的API函數(shù)，而且在VC、VB、Delphi等語(yǔ)言中均可使用。如在本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)中，該屬性的設(shè)置為：=“1200，n，8，1”，即表示通信速率為1200bs，；3．PortOpen：：將字符串寫(xiě)入發(fā)送緩沖區(qū)。圖47 上位機(jī)程序界面通過(guò)上位機(jī)程序的主界面，工作人員不需要去現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)這個(gè)人機(jī)界面就能很好的觀測(cè)到灌裝機(jī)的工作情況。 微弱信號(hào)放大電路的仿真及調(diào)試NI Multisim 簡(jiǎn)介：NI Multisim 10 是美國(guó)NI公司最近推出的電子線路仿真軟件的最新版本。同時(shí)可以新建或擴(kuò)展已有的元器件庫(kù)，建庫(kù)所需元器件參數(shù)可從生產(chǎn)廠商的產(chǎn)品使用手冊(cè)中查到，因此可很方便地在工程設(shè)計(jì)中使用。NI Multisim 10具有強(qiáng)大的Help功能，其Help系統(tǒng)不僅包括軟件本身的操作指南，更重要的是包含有元器件的功能說(shuō)明。該電路完全可以達(dá)到系統(tǒng)的性能要求，信號(hào)的放大倍數(shù)為約為106倍，波形也隨輸入信號(hào)的變化而較穩(wěn)定地變化。當(dāng)輸入一個(gè)電壓信號(hào)時(shí)，輸出信號(hào)約是輸入信號(hào)的106倍，波形也隨輸入信號(hào)的變化而較穩(wěn)定地變化，因此，該電路可以滿足系統(tǒng)要求。電路中所需的+12V電壓可以由綠揚(yáng)公司生產(chǎn)的型號(hào)為YB1731A2A的直流穩(wěn)壓電源提供。 軟件系統(tǒng)的調(diào)試軟件系統(tǒng)的調(diào)試主要是對(duì)已完成的硬件接口電路進(jìn)行編程，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要完成的功能。上位機(jī)的程序在Visual Basic 。軟件上先分析了控制過(guò)程，對(duì)人機(jī)界面設(shè)計(jì)，編寫(xiě)相應(yīng)的程序。單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性越來(lái)越受到人們的關(guān)注，其中系統(tǒng)的抗干擾性能的好壞是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。本系統(tǒng)采用的是半雙工方式，還可以嘗試采用單工方式和全雙工方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。首先要感謝的我導(dǎo)師，付老師從一開(kāi)始的論文方向的選定，到最后的整篇論文的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。在此，謹(jǐn)向付老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！其次，我要感謝幫助我的老師同學(xué)們，是他們的無(wú)私奉獻(xiàn)，使他們的熱心知道，是他們的關(guān)心呵護(hù)，我才能夠圓滿的完成該畢業(yè)設(shè)計(jì)，感謝你們！再次，感謝學(xué)校為我提供了良好的設(shè)計(jì)環(huán)境，提供各種設(shè)備給我們使用，是我們能夠更好的完成我們的設(shè)計(jì)任務(wù)。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）使用授權(quán)聲明本人完全了解濱州學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定。 論文密級(jí)：□公開(kāi) □保密（___年__月至__年_