【正文】 匯編語言直接操作系統(tǒng)的硬件資源，要熟練使用它，必須精確掌握每條指令的功能級內(nèi)部微觀操作過程。 C1 C1 C1 C19 為內(nèi)部電源轉(zhuǎn)換所需的 1μF/25V電解電容。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。引腳 T1in、 T2in、 R1out、 R2out 為接 TTL/CMOS 電平的引腳。實際上，RS232C 的 25 條引腳中有許多是很少使用的，在計算機與終端通信中一般只使用 3~9 條引腳 [8]。常用的標準異步串行通信接口有以下幾類： 1． 20mA 電流環(huán)； 2． USB 通用接口； 3． RS232C； 4． RS422,RS423 和 RS485。發(fā)送端可以有各自的時鐘來控制數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，這兩 個時鐘彼此獨立。圖 314 中， R11 是阻值為 10KΩ的電位器，與 LCD 的 V0 引腳相連，當調(diào)節(jié)電位器、改變電位器接入電路中的阻值時， V0 端的電壓也隨之改變，從而可以改變顯示屏字符、圖形的灰度值，一般該 V0 端的電壓調(diào)到 10V左右。 TM240128A 還具有以下特點： 1．本模塊可直接適配于 8080MPU 和 Z80MPU 的接口信號； 2．可以設置字符方式與圖形方式的合成顯示（即字符顯示的內(nèi)容和圖形顯示區(qū)的內(nèi)容通過模塊式設置同時顯示在屏幕上）； 3．允許 MOU 隨機訪問顯示緩沖區(qū)，甚至可以進行位操作； 4．顯示字符的字體可以分為 6 8 點陣和 8 8 點陣； 5．對模塊的操作都進行狀態(tài)字的判斷； 6．復位信號將把行、列計數(shù)器和顯示寄存器清零，并且關顯示。本系統(tǒng)的鍵盤采用 3 個獨立按鍵：按鍵 1 用于設置灌裝動作的開始與停止，按鍵 2 用于使灌裝質(zhì)量值增加，按鍵 3 用于使灌裝質(zhì)量值減少。上拉電阻 R12 用來增強單片機 I/O 口的驅(qū)動能力，繼電器選擇 +12V工作電壓，其開關觸點與液體泵串聯(lián)并與交流 220V市網(wǎng)電壓連接。液體泵抽取液體的開始及停止要由單片機發(fā)出命令信號進行控制。 A/D 轉(zhuǎn)換電路的設計 TLC2543 芯片介紹 由于單片機所能識別的信號為數(shù)字信號，而稱重傳感器的輸出信號經(jīng)過放大后仍為模擬量，所以要將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，這就要用到 A/D 轉(zhuǎn)換器。 AD620 的引腳圖如圖 37 所示。 1．高 精度，低漂移； 2．量程范圍寬，適用范圍廣； 3．具有很強的抗偏、抗側(cè)能力； 4．可選擇模擬量輸出： 0~5V， 0~10mA； 5．經(jīng)濟實用。 C1 為 100μF的電解電容， R1 為 10KΩ的電阻，二者與單片機的第 9 腳 （ RST） 相連，起到上電復位的作用。 根據(jù)本次設計的灌裝機系統(tǒng)的特性，可以選擇 Atmel 公司的 AT89C51 單片機。將電容 C C2 跨接到整流橋的輸出端，可起到有效濾波的作用。 濾波電容的選擇： 選用 1000μF/50V和 470μF/25V的電解電容， 瓷片電容。而對于放大器的模擬放 大系統(tǒng)，采用線性穩(wěn)壓電源則更具有優(yōu)勢。在灌裝過程中，灌裝液體的質(zhì)量會顯示在液晶顯示屏上，并且會通過單片機串口送入 PC 機中，通過上位機編程統(tǒng)計年、月、日的灌裝情況。 4． 具有顯示功能。 方案 2： 可以通過傳感器感知信號多級放大電路，并用電位器調(diào)節(jié)得到固定的電壓值，當?shù)玫揭后w重量信號 時，電阻值立刻變小、放大器的放大倍數(shù)增加，電壓也就隨著增加，驅(qū)動三極管導通報警電路。非碳酸飲料灌裝機 的灌裝閥 50100頭，灌裝速度最高達 1500灌 /分； 、可靠性高：全線的自控水平高和全線效率高。 國內(nèi)外發(fā)展概況 灌裝機主要是包裝機中的一小類產(chǎn)品 ,根據(jù)我國國情，包裝機械工業(yè)發(fā)展的趨勢是： 1．引進、消化、吸收國外先進技術，建立一批包裝機械骨干企業(yè)，包括個別中外合資企業(yè)。有關專家指出，我國飲料行業(yè)是高成長性的行業(yè)，成熟飲品增長穩(wěn)定，新的熱點和增長點不斷涌現(xiàn)，新興飲品的增長更快。 30 第 5 章 系統(tǒng)測試與仿真 29 軟件的界面設計 24 顯示程序模塊的設計 21 初始化模塊的設計 19 第 4 章 系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境 17 MAX232 芯片介紹 17 RS232C 標準接口總線 12 聲光報警電路的設計 11 電路設計 11 A/D轉(zhuǎn)換電路的設計 5 直流穩(wěn)壓電源的設計 3 系統(tǒng)整體框圖與流程 2 方案的選擇 在灌裝過程中，灌裝液體的質(zhì)量會顯示在液晶顯示屏上，并且會通過單片機串口送入 PC 機。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。盡我所知，除文中特別 加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本文的研究做出重要貢獻 的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 本系統(tǒng)以 89C51單片機為控制核心，由電源電路、單片機控制電路、稱重傳感器電路、信號放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、鍵盤控制電路、液晶顯示電路、液體泵驅(qū)動電路、下位機與上位機通信電路以及聲光報警電路等硬件接口電路組成。 Communication。 18 通信接口電路 22 讀取預設定值（鍵盤 掃描）模塊的設計 33 聲光報警電路的測試 另外，生產(chǎn)要求該系統(tǒng)具有 灌裝 精確、控制可靠等特點，這也是人工操作和半自動化控制所難以實現(xiàn)的。我們可以通過這些國家的飲料灌裝機的新趨勢來確定我們國家與他們之間的差別應該向哪個方面發(fā)展才能縮小之間的差別，使我國的灌裝機盡快擠進世界先進行業(yè)之列。軟件程序主要是在 Visual Basic 環(huán)境下開發(fā)完成的。 課題內(nèi)容及要求 設 計一 種基于 AT89C51 灌裝機 ，能夠?qū)崿F(xiàn)對 大量液體的存儲和轉(zhuǎn)移 等功能的控制，具體要求如下： 1． 輸出信號：一定范圍電壓信號。 鍵 盤A / D 轉(zhuǎn) 換 電 路容 器 B稱 重 傳 感器信 號 放 大電 路P C 機容 器 A聲光報警單 片 機 系 統(tǒng) 液 晶 顯 示 器液 體 泵 繼 電 器 圖 21 系統(tǒng)總體設計框圖 在液體灌裝過程中，液體泵將液體從容器 A 中抽取出來后注入到容器 B 中，同時稱基于 AT89C51灌裝機的設計 4 重傳感器受到容器 B 中液體質(zhì)量的壓力后，其內(nèi)部電阻值立刻變小、電壓也隨著增加、輸出信號也隨容器 B中液體質(zhì)量的增多而逐漸變大，由于該信號比較微弱，不便于傳輸，所以還要對其進行放大。電源電路的設計，因系統(tǒng)供電形式、系統(tǒng)對電源的要求等具體情況的不同其構(gòu)成原理、設計方案也有所不同?？紤]到本次設計的系統(tǒng)性能，最終決定使用線性穩(wěn)壓電源作為灌裝計的供電電源 [2]。其三端依次為：輸入端、接地端和輸出端，如圖 32 所示。但由 +12V 降到 +5V 差值比較大，不能將 +12V 輸出端直接與穩(wěn)壓器相連，所以要在二者之間串聯(lián)一個大功率電 阻。 基于 AT89C51灌裝機的設計 8 圖 34 AT89C51單片機引腳圖 AT89C51 單片機性能參數(shù)： 1． 兼容 MCS 51 系列產(chǎn)品指令 ； 2． 系統(tǒng)內(nèi)的 4K 字節(jié)可編程的 Flash 存儲器 ； 3． 1000 次擦寫周期 ； 4． 時鐘頻率范圍： 0 Hz 至 24 MHz； 5． 三級加密程序存儲器 ； 6． 128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM； 7． 32 個可編程 I/ O 口線 ； 8． 兩個 16 位定時器 /計數(shù)器 ； 9． 6 個中斷源 ； 10． 可編程串行通道 ； 11． 低功耗空閑和掉電模式 [5]。該稱重傳感器采用高度可靠性及密封設計，即使在惡劣環(huán)境下，仍能長時間工作。儀表放大電路則無上述的缺點。 由于本次設計的商用灌裝計只需對正電壓放大，因此 4 腳接地， 7 腳接 +12V直流電壓 。其中選擇 AIN6 作為模擬信號的輸入通道， I/O CLOCK， DATA INPUT， DATAOUT， CS 端分別與單片機 I/O口相連， I/O CLOCK， DATA INPUT， CS 信號均由單片機送入。其中有腳 2 為繼電器的線圈輸出線，另外 3 條可作為開關使用，在線圈不通電情況下，觸點 3 通與觸點 5 呈閉合狀態(tài)，觸點 3 與觸點4 斷開，當給 2 腳接通工作電壓時，觸點 3 與觸點 5 斷開，與觸點 4 閉合。該電路可由單片機 I/O 口直接控制，當單片機 、 口為低電平時，發(fā)光二極管 D4 被點亮， PNP型三極管 9012 的集電極和發(fā)射極被導通，蜂鳴器 LS2 發(fā)聲。 TM240128A 是內(nèi)藏 T6963C 控制器的 240 128 點陣圖形液晶顯示模塊，帶 EL 黃綠色背光。單片機利用數(shù)據(jù)總線與控制信號直接采用 I/O 設備訪問形式控制該液晶顯示模塊。 按照串行數(shù)據(jù)的同步方式，串行通信可以分為同步通信和異步通信兩類。 按照數(shù)據(jù)傳送方向，串行通信可分為單工、半雙工和全雙工方式。 基于 AT89C51灌裝機的設計 18 162738495 PC DB9 圖 315 RS232C總線標準接口的 9引腳排列圖 從電器特性來看， RS232C 總線的邏輯電平與 TTL 電平完全不兼容，總線中的任何一條信號線的電壓均為負邏輯關系，邏輯“ 0”規(guī)定為 +5V~+15V 之間，邏輯“ 1”規(guī)定為 5V～ 15V之間，噪聲容限為 2V。該器件包含 2驅(qū)動器、 2 接收器和一個電壓發(fā)生器電路提供 TIA/EIA232F 電平，可以把輸入的 +5V電壓變換為 RS232C 輸出電平所需的 10V～ +10V 電壓。 1G N D1 61 21 11 01 41 5V C C87695432V +C 1 +R 1 inT 2 inT 1 inT 1 o u tR 1 o u t1 3R 2 inT 2 o u tV C 2 C 2 +C 1 R 2 o u t 圖 316 MAX232芯片引腳圖 第一部分是電荷泵電路。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 根據(jù)系統(tǒng)總體要實現(xiàn)的功能及性能要求，以及為了便于分析和調(diào)試，該液體灌裝系統(tǒng)的應用程序采用結(jié)構(gòu)化程序模塊設計，該系統(tǒng)的軟件程序可分為二 個主要部分：下位機程序部分和上位機程序部分。 下位機程序的設計 下位機程序可分成以下各功能模塊：系統(tǒng)初始化模塊、讀取預設定值（鍵盤掃描）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。 單片機應用系統(tǒng)的開發(fā)不僅要進行硬件接口電路的設計，還要進行軟件的設計，二者相輔相成，缺一不可。 8 腳（ R2in）、 9 腳（ R2out）、 10 腳（ T2in）、 7 腳（ T2out）為第二數(shù)據(jù)通道。與之對應的 RS232C 電平的 T1out、 T2out 應接 PC 機的接收端 RD； R1in、 R2in 應接 PC機的發(fā)送端 TD。 表 33 RS232C總線標準的 9引腳功能 引腳號 引腳名稱 功能 1 DCD 載