【正文】 工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 附錄Ⅲ 元器件清單 名稱 型號 數(shù)量 C1， C2 電容 15pf 2 C3 電容 10uf 1 R1， R2， R3， R4 電阻 1k? 4 R5， R6， R7， R8 電阻 10k? 4 R9， R10 電阻 1k? 2 M1 步進(jìn)電機(jī) 兩相混合式 1 RP1 排阻 RESPACK8 1 X1， X2 晶振 2 R1 電阻 10K? 1 U1 三端穩(wěn)壓電路 7805 1 U2 三端穩(wěn)壓電路 7812 1 U3 52 單片機(jī) AT89C52 1 U4 驅(qū)動芯片 L298N 1 K 開關(guān) 按鍵開關(guān) 16 U5 液晶 Lcd12864 1 U6 光電開關(guān) 1 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 附錄Ⅳ 程序清單 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int /************* 12864LCD 引腳定義 *************/ define LCD_data P0 //數(shù)據(jù)口 sbit LCD_RS = P2^6。 在整個畢業(yè)設(shè)計過程中， 首先 最 誠摯的感謝我的畢業(yè)設(shè)計 的 指導(dǎo)老師邵老師 ， 是他不斷的告訴我該怎么做， 從最開始的理論設(shè)計一直到最后的畢業(yè)論文 ，他都十分耐心的教導(dǎo)我 。 歷時一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計讓我受益匪淺，它腳會了我做事需要理論聯(lián)系實際，不斷的去發(fā)揮自己的能力，要不斷的去學(xué)習(xí)新的東西，不斷的去超越自己。就這樣對每一部分電路進(jìn) 行設(shè)計，再通過查閱資料將它們連接在一起。 本次畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年中最后一次的實踐設(shè)計，剛剛開始的時候覺得十分的 迷茫，感覺自己什么都不會，后來一天天的進(jìn)行學(xué)習(xí)，看了大量的關(guān)于這方面的資料，開始有了一些想法。 比如說色標(biāo)控制模塊，因為對色標(biāo)控制模塊不是很熟悉而采用了光電開關(guān)進(jìn)行代替。 此電路在硬件設(shè)計上比較簡單，用到的元器件很容易買到而且價錢 都不貴 ，所以在電路的硬件 方面的實現(xiàn)還是 比較劃算的。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 第 6 章 性價比 本設(shè)計用簡單的常用的器件以及易編寫的軟件程序?qū)崿F(xiàn)了要求功能。 解決方法：經(jīng)分析認(rèn)為是步進(jìn)電機(jī)的 控制程序出現(xiàn) 的 問題， 可能是由于給的脈沖周期過長，電機(jī)運行困難。 圖 lcd12864 實際顯示 遇到的問題 1. 軟件問題一 發(fā)現(xiàn)的問題：首先是按鍵的操作存在較大問題。在包裝過程當(dāng)中可以暫停，如需重新設(shè)置長度需要清零后，再重新進(jìn)行設(shè)置。此模塊正常工作時有一個 led 燈會被點亮，當(dāng)檢測到有物體通過時 led 燈熄滅，輸出端輸出一個高電平。 所以它可以在許多場合得到應(yīng)用。在輸出選項上面選擇生成 hex文件 ， 創(chuàng)建 .hex文件如圖 所示。 Keil C51 軟件界面如圖 所示。先進(jìn)行模式設(shè)定，如果設(shè)定為連續(xù)包裝模式則進(jìn)行長度設(shè)定，再按開始鍵開始包轉(zhuǎn)；如果設(shè)定為色標(biāo)模式則直接進(jìn)行包裝，遇到色標(biāo)時停下延時再進(jìn)行包裝。 先 在 keil新建 一個 工程保存 ，然后選擇所用 MCU 的類型，在這 選擇 at89c52，然后再工程里面新建一個 .c 文件，保存為 c 語言 的格式，然后寫入代碼， 再 把文件添加到工程里面，在工程上點擊右鍵就行，選擇 add files to group,還有記住要在 Target 1 上面點擊右鍵，選擇 option。 圖 電氣規(guī)則檢查結(jié)果 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 總 的來說 ，一個完善的系統(tǒng) 主要要看它 是 否 穩(wěn)定，精確，設(shè)計簡單，容易實現(xiàn)，修護(hù)容易，成本低，體積小。 并單擊元件設(shè)置元器件的參數(shù)。 } 12864 顯示 流程圖如圖 所示， 圖 12864 顯示 流程圖 LCD 清屏 12864 進(jìn)行初始化 開始 檢查 LCD 是否繁忙 設(shè)定顯示位置 寫指令數(shù)據(jù)到 LCD 寫顯示數(shù)據(jù)到 LCD 返回 Y N 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 主程序流程圖 主函數(shù)先對各個部分進(jìn)行初始化，然后掃描鍵盤是否按下，再進(jìn)入鍵盤掃描程序，確定工作方式，如果為模式一，進(jìn)行長度設(shè)置最后開始包裝，如果為模式二直接控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，直到色標(biāo)模式有信號傳來為止。 lcd_wcmd(0x0C)。 lcd_wcmd(0x34)。 //并口方式 LCD_RST = 0。 初始化 電機(jī)停轉(zhuǎn)開始包裝 開 始 是否轉(zhuǎn)換其他包裝模式 是否有色標(biāo)通過 電機(jī)旋轉(zhuǎn) Y N Y N 選擇色標(biāo)包裝模式 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 連續(xù)包裝 流程圖如圖 所示 。當(dāng)檢測到包裝中的色標(biāo)時控制系統(tǒng)會先停止電機(jī)轉(zhuǎn)動，然后開始包裝過程，在電機(jī)停轉(zhuǎn)一段時間后繼續(xù)工作，完成下一個包裝過程。} else if(temp==4) // 被拉低 { key=3。 if(temp==1) // 被拉低 { key=1。 temp=P1。} } 按鍵檢測部分程序如下： void keyscan(void) { uchar i。 按鍵掃描程序流程圖 按鍵是重要的人機(jī)交匯界面 ， 在總體設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用 。/176。 對步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動原理進(jìn)行了解后， 對本設(shè)計要求的分析，本設(shè)計選擇的電機(jī)是步距角為 176。 單片機(jī)產(chǎn)生 4 路控制信號輸給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動L298N，再通過此驅(qū)動對步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動進(jìn)行一個控制。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響， 單片機(jī)輸入一個信號，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一個脈沖對應(yīng)的角度 。 圖 L298N 驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)原理圖 電機(jī)模塊 步 進(jìn)電機(jī)又 被稱為 脈沖電機(jī)， 它可以將 電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 L298N 芯片的引腳如圖 所示。 A~D：輸出端，接電機(jī)。 L289N 是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動電路，即內(nèi)含二個 H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號，可驅(qū)動 46V、 2A 以下的電機(jī)。自動適應(yīng)波長，能夠檢測灰度值的細(xì)小差別，與標(biāo)簽和背景的混合顏色無關(guān)。 色標(biāo)傳感器在行業(yè)中的應(yīng)用是很廣泛的，色標(biāo)傳感器常用于檢測特定色標(biāo)或物體上的斑點，它是通過與非色標(biāo)區(qū) 進(jìn)行比較來 實現(xiàn)色標(biāo)檢測，而不是直接測量顏色。其構(gòu)成以及結(jié)構(gòu)圖如圖 所示。為了使內(nèi)容能到充分展現(xiàn)，采用 lcd12864 進(jìn)行顯示。 實際電路圖連接如圖 所示。如圖 中 R17， R16 和 C3 組成上電復(fù)位電路，其值 R17 取為 100Ω， R16取為 1kΩ和 C 取為 10uF， R17 的左端需接一個高電平， rest 端口接 52 單片機(jī)的 rst口。 如圖 所示，用兩個 15pF 的電容和一個 的晶振并聯(lián)，使其形成一個并聯(lián)的諧振電路， 實現(xiàn)振蕩，從而輸出一個時鐘，這樣就可以得到時鐘電路。 AT89C52 引腳圖如圖 所示。 圖 12V 穩(wěn)壓電路 單片機(jī)最小系統(tǒng) AT89C52 是當(dāng)下最常用以及最多見的單片機(jī)的一種，它具有 8kd 的內(nèi)存并且是CMOS8 位的單片機(jī)。電壓通過整流管之后再進(jìn)行穩(wěn)壓得到一個穩(wěn)定的電壓，然后再經(jīng)過 7805芯片得到一個 5V 電壓，最后再進(jìn)行一次穩(wěn)壓，使得到的 5V 電壓更穩(wěn)定。 圖 色標(biāo)包裝模式框圖 鍵盤確認(rèn)為色標(biāo)包裝模式 檢測是否有色標(biāo) 通過 有色標(biāo)時步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)，延時后在轉(zhuǎn)動 無色標(biāo)時步進(jìn)電機(jī)一直勻速轉(zhuǎn)動 鍵盤確認(rèn)為連續(xù)包裝模式 輸入包裝物體的長度 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動長度對應(yīng)的角度 液晶顯示包裝長度及電機(jī)狀態(tài) 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 3 章 硬件電路設(shè)計 硬件電路設(shè)計方案 該系統(tǒng)通過 4*4 鍵盤輸入，通過行列掃描將其結(jié)果輸送給單片機(jī)，再通過單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動指定的角度并且用單片機(jī)控制 12864 液晶顯示出其轉(zhuǎn)動角度所對應(yīng)的長度 以及包裝機(jī)的運行模式。在包裝過程當(dāng)中可以暫停，如需重新設(shè)置長度需要清零后，再重新進(jìn)行設(shè)置。 設(shè)計方案中同時具備了色標(biāo)顯示功能，當(dāng)檢測到包裝膜上的色標(biāo)時，色標(biāo)傳感器會給出相應(yīng)的脈沖信號，單片機(jī)以此作為中斷觸發(fā)信號。 系統(tǒng) 總體方案論證 本方案中的主控單元采用了常見的 8 位微控制器 AT89C52。行列式鍵盤中按鍵的數(shù)量可達(dá)行線數(shù) n 乘以列線數(shù) m。因此鍵識別軟件非常簡單。 Lcd1602 雖然相對來說要簡單一些，但是它只能顯示字母和數(shù)字， lcd12864 則能很好的顯示漢字，可以將本次設(shè)計所要求顯示的長度，模式都很好的顯示出來。設(shè)計方案如圖 所示。 圖 方案 三 ULN20xx 是高壓大電流達(dá)林頓晶體管陣列系列產(chǎn)品，具有電流增益高、工作電壓高、溫度范圍寬、帶負(fù)載能力強等特點，適應(yīng)于各類要求高速大功率驅(qū)動的系統(tǒng)。 圖 方案 二 MCU 放大電路 步進(jìn)電機(jī) MCU AT8435H 步進(jìn)電機(jī) 控制信號 AT89C52 驅(qū)動電路 步進(jìn)電機(jī) 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 使用細(xì)分方式，能很好的解決步進(jìn)電機(jī)在低頻工作時，振動大、噪聲大的問題。但是該設(shè)計在步進(jìn)電機(jī)在低頻工作時，振動大、噪聲大。設(shè)計方框圖 如圖 所示。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 電機(jī)的步距角取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制 元件 。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。在單芯片上，擁有靈巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 5. 能夠顯示出所輸入設(shè)定袋長的數(shù)據(jù)，并且能夠更改數(shù)據(jù) 。 當(dāng)改變袋長時，通過鍵盤輸入的數(shù)據(jù) ， 步進(jìn)電機(jī) 根據(jù)新數(shù)據(jù)自動旋轉(zhuǎn)指定長度。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 課題研究內(nèi)容 根據(jù)實際工程背景，本課題要完成的主要內(nèi)容為： 間歇式包裝機(jī)使用步進(jìn)電機(jī)供膜，以便提高供膜的可靠性。 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是一種將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。進(jìn)入 21世紀(jì)以來，較之傳統(tǒng)包裝機(jī)，新型包裝機(jī)要求具有簡潔化、高生產(chǎn)率、配套更完善，更具自動化等特點。我國還基本停留在測試仿制階段，自行開發(fā)能力弱。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） V 目 錄 第 1章 緒論 ........................................................ 1 課題工程背景 ................................................ 1 步進(jìn)電機(jī) .................................................... 1 課題研究內(nèi)容 ................................................ 2 第 2章 方案論證 .................................................... 3 MCU 的選擇 .................................................. 3 電機(jī)的選擇 .................................................. 3 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 .......................................... 4 液晶 的選擇 .................................................. 5 鍵盤 的選擇 .................................................. 6