【正文】 ... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 碎紙機(jī)控制系統(tǒng)軟件組成 ........................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 光電檢測(cè)信號(hào)與厚度檢測(cè)信號(hào)仿真 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 碎紙機(jī) 是由一組旋轉(zhuǎn)的刀刃、紙梳和驅(qū)動(dòng)馬達(dá)組成的 ， 紙張從相互咬合的刀刃中間送入，被分割成很多的細(xì)小紙片，以達(dá)到保密的目的。隨著辦公自動(dòng)化向智能化、人性化方向的發(fā)展以及輕松高效智能便捷的辦公理念的推廣，碎紙機(jī)在功能上加快了更新?lián)Q代的步伐，從傳統(tǒng)邁向現(xiàn)代化，從單一功能向多元化、多層次方向發(fā)展，逐步轉(zhuǎn)向集成化、數(shù)字化和自動(dòng)化的時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。 （ 1） 第一代碎紙機(jī) 第一代的傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)大多是皮帶傳動(dòng)，噪音低，但長(zhǎng)時(shí)間工作，皮帶出現(xiàn)變形拉升，甚至斷裂現(xiàn)象，皮帶表面齒易磨損，出現(xiàn)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)打滑。 （ 7） 第七代碎紙機(jī)（水冷 +風(fēng)冷技術(shù)） 2020 年，研發(fā)出最新專利制冷技術(shù)（水冷 +風(fēng)冷）碎紙機(jī)。機(jī)械系統(tǒng)包括兩大主要部件 “切紙刀” 和 “電動(dòng)馬達(dá)”，它們之間通過(guò)齒輪緊密地連接在一起，馬達(dá)帶動(dòng)齒輪，把能量傳送給切紙刀，而切紙刀通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)，用鋒利的金屬 角把紙、 CD 切碎。 圖 碎紙機(jī)控制系統(tǒng)組成 其中微處理器采用 STC89C52, STC89C52 是一種低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器 。通過(guò)設(shè)計(jì)輸入仿真、 PCB 繪制編輯、拓?fù)渥詣?dòng)布線、信號(hào)完整性分析和設(shè)計(jì)輸出等技術(shù)融合， Protel DXP 提供了全面的設(shè)計(jì)解決方案。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MPLAB 等多種編譯器。最高運(yùn)作頻率 35MHz，6T/12T 可選。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 10KR8+5V10uFC2Cap Pol1Reset 圖 微控制器上電自動(dòng)復(fù)位電路 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成片內(nèi)振蕩器的高增益反向放大器，引腳 XTAL1 和XTAL2 分別是此放大器的輸入端和輸出端。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 +5V330R5+5VR6Photo Sensor1U1 圖 通過(guò)光電傳感器檢測(cè)文件的存在 光電傳感器的 外觀如圖 所示 ，為了達(dá)到較高的準(zhǔn)確率，保證較小的文件也能檢測(cè)到，本系統(tǒng)在文件入口的兩端均安裝有光電傳感器。 C ～ +125176。 LED 數(shù)碼管實(shí)際上是由七個(gè)發(fā)光管組成 “ 8” 字形構(gòu)成的，加上小數(shù)點(diǎn)就是 8 個(gè)。 本設(shè)計(jì)數(shù)碼管顯示電路如圖 所示，兩個(gè)數(shù)碼管分別顯示溫度值的十位和個(gè)位。 單片機(jī) C 語(yǔ)言簡(jiǎn)介 隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已有越來(lái)越多的人逐漸使用高級(jí)語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行軟件開發(fā)，其中以 C 語(yǔ)言為主。 C 語(yǔ)言既有高級(jí)語(yǔ)言的特點(diǎn)，又具有匯編語(yǔ)言的特點(diǎn)。運(yùn)行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。 詳細(xì)軟件流程如圖 所示。 // 關(guān)閉電機(jī) SuDuOut = 0。 // 開啟風(fēng)冷散熱 if(tvalue320) // 當(dāng)溫度高于 32 度時(shí) { BaoJing = 1。 } /***********當(dāng)有合適的文件送入，并且溫度正常時(shí)，開啟電機(jī)碎紙 *************/ if( ((GuangD1==0)||(GuangD2==0))amp。 DS18B20 的初始化步驟： （ 1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“ 1”。 void ds1820rst() /*ds1820 復(fù)位 */ { unsigned char x=0。 （ 2）延時(shí) 2 微秒。 unsigned char dat = 0。 } return(dat)。 //*啟動(dòng)溫度轉(zhuǎn)換 */ ds1820rst()。 if(tvalue0x0fff) tflag=0。 P3=table[shiwei]。 圖 溫度檢測(cè)與數(shù)碼管 顯示仿真圖 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 碎紙機(jī)隨溫度變化的工作狀態(tài) 為便于在夏季進(jìn)行測(cè)試，在程序中，設(shè)定當(dāng)溫度超過(guò) 30 攝氏度時(shí)，即開啟散熱系統(tǒng)，溫度超過(guò) 32 攝氏度時(shí)，即開啟報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)溫度超過(guò) 35 攝氏度時(shí)，及啟動(dòng)急停剎車。圖 ，當(dāng)光電傳感器 1 處于低電平，并且厚度傳感器處理高電平，即檢測(cè)到合適的文件時(shí)，碎紙機(jī)主電機(jī)正常工作。s Manual,1996. [30] 張國(guó)雄 等 . 測(cè)控電路第 3 版 [M].機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020:23～ 30. [31] Liu, amp。 隨著電子制造業(yè)的不斷發(fā)展與商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，社會(huì)對(duì)碎紙機(jī)的需求量越來(lái)越大，且對(duì)碎紙機(jī)的精良、高效、高可靠性等要求有更高，因此，在不久的將來(lái)，碎紙機(jī)將越來(lái)越產(chǎn)業(yè)化，越來(lái)越智能化，越來(lái)越低功耗。 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 溫度為 31 攝氏度時(shí)工作狀況 圖 溫度為 33 攝氏度時(shí) 碎紙機(jī) 工作狀況 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 圖 溫度為 36 攝氏度時(shí)碎紙機(jī)工作狀況 光電檢測(cè)信 號(hào)與厚度檢測(cè)信號(hào)仿真 碎紙機(jī)在沒(méi)有文件送入時(shí)，不會(huì)開啟電機(jī)，當(dāng)有文件送入但是厚度超標(biāo)時(shí)也不會(huì)開啟電機(jī)，只有當(dāng)送入厚度合適的文件時(shí)才會(huì)開啟電機(jī)，設(shè)定溫度為 25 攝氏度，進(jìn)行了一系列的仿真， 兩個(gè)光電傳感器和兩個(gè)厚度傳感器有 16 種組合， 但是限于篇幅， 本文只選取三種組合進(jìn)行說(shuō)明。 自帶有 AT89C52 單片機(jī)，其仿真效果和 STC89C52 等價(jià)，另外 DS18B20 溫度傳感器也能在 中找到，因此該仿真能夠順利進(jìn)行。 然后根據(jù)測(cè)得的溫度值進(jìn)行顯示： gewei = tvalue%100/10。 tvalue=8。 ds1820wr(0xcc)。 //給脈沖信號(hào) if(DQ) dat|=0x80。 （ 8）延時(shí) 60 微秒。 //拉高 delay_18B20(40)。 （ 7） 若 CPU 讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“ 0”后，還要做延時(shí)，其延時(shí)的時(shí)間從發(fā)出的高電平算起（第（ 5）步的時(shí)間算起）最少要 480 微秒。支持多點(diǎn)組 網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián) 8 個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過(guò)多，會(huì)使供電電源電壓過(guò)低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。 } /**************************速度切換判斷 *****************************/ if(SuDuIn == 0) //如果速度切換按鍵按下 { SuDuOut= ~ SuDuOut。 //顯示十位數(shù) P1=table[gewei]。 // 關(guān)閉散熱系統(tǒng) BaoJing = 0。 單片機(jī)上電之后首先就會(huì)控制三個(gè)三個(gè)傳感器對(duì)各個(gè)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到文件，并且厚度合適，而此時(shí)溫度也在工作范圍之內(nèi)，單片機(jī)將會(huì)啟動(dòng)默認(rèn)的刀具進(jìn)行條狀碎紙，如果此時(shí)接到命令加快速度或者改變刀具，單片機(jī)將進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，如果單片機(jī)檢測(cè)到文件存在，但是只要有厚度超標(biāo)、溫度超標(biāo)任意一個(gè)出現(xiàn)，單片機(jī)將控制碎紙機(jī)，使之不工作，當(dāng)沒(méi)有文件送入時(shí)，碎紙機(jī)也不會(huì)工作，但是此時(shí)處于待機(jī)狀態(tài)，當(dāng)待機(jī)時(shí)間超過(guò)一定時(shí)，單片機(jī)將自動(dòng)切斷電源，最大限度的節(jié)省電能。 Keil C51 軟件簡(jiǎn)介 Keil C51 是美 國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言的顯著特點(diǎn)是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化，即程序的各個(gè)部分除了必要的信息交流外彼此獨(dú)立。 表 按鍵編號(hào)與 對(duì)應(yīng) 功能表 按鍵編號(hào) 功 能 按鍵 S1 急停按鈕 按鍵 S2 刀具切換 按鍵 S3 速度切換 按鍵 S4 系統(tǒng)復(fù)位 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第四章 碎紙機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 由于 C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，易學(xué)易用因此，碎紙機(jī)控制系統(tǒng)軟件全部采用高級(jí)語(yǔ)言 C 語(yǔ)言編寫。 數(shù)碼管分為共陰極和共陽(yáng)極兩種， 發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱為共陰數(shù)碼管。 100R12Q48050+5V12P4Header 2Cooling Fan風(fēng)扇接口 圖 風(fēng)冷散熱電路 安全 報(bào)警電路 本碎紙機(jī)增加了報(bào)警系統(tǒng) ，當(dāng)溫度過(guò)高、送入的紙張厚度過(guò)載、或者出現(xiàn) 其他故障時(shí)，單片機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲，報(bào)警電路如圖 所示。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，使得 DS18B20 備受親睞 。 C7C10+5V10uFC810uFC9GND1VOUT2VIN3NC4U6LM7805+7VDS3LED0470R14電源指示 圖 5V 直流信號(hào)獲取電路 紙張 檢測(cè)電路 本設(shè)計(jì)引入光電傳感器，能夠檢測(cè)到是否有紙張或者其他文件送入，當(dāng)沒(méi)有文件送入時(shí)，電機(jī)不工作，即保持待機(jī)狀態(tài)，只有檢測(cè)到文件存在時(shí)，電機(jī)才工作，并且當(dāng)待機(jī)時(shí)間超過(guò)設(shè)定值時(shí)，機(jī)器能夠自動(dòng)斷電，最大限度的節(jié)能減排，降低能耗與用戶使用成本。復(fù)位完畢以后， C2 充電停止不再有電流流過(guò)， RST 經(jīng) R8 接地為低電平 ，電路進(jìn)入工作狀態(tài)?？臻e模式下， CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 Proteus是世界上著名的 EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 Protel DXP 是第一個(gè)將所有設(shè)計(jì)工具集于一身的板級(jí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，電子設(shè)計(jì)者從最初的項(xiàng)目模塊規(guī)劃到最終形成生產(chǎn)數(shù)據(jù)都可以按照自己的設(shè)計(jì)方式實(shí)現(xiàn)。首先，在 保證碎紙速度與碎紙效率的前提下，最大限度的降低噪聲；第二，實(shí)現(xiàn)碎紙機(jī)碎紙速度和碎紙方式的可調(diào)節(jié)， 可以根據(jù)文件的密級(jí)程度選擇不同的工作方式，碎紙速度也可控制，在緊急情況下可以選擇快速碎紙方式；第三， 引入風(fēng)冷技術(shù)，增加通風(fēng)散熱系統(tǒng)， 大幅度增加機(jī)器連續(xù)工作時(shí)間和快速恢復(fù)待機(jī)狀態(tài)，減Paper Sensor 交流異步電動(dòng)機(jī) A3/A4 Sensor CPU 主控板 Power Switch Motor Reverse Button Motor Forward Button Emergency Stop Button Auto Button Power LED Door Open LED Binfull LED TCO LED Red Indication LED Green Indication LED CD Sensor 湖南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 少人員工作時(shí)間，提高工作效率 ，另外通風(fēng)系統(tǒng)也能夠除去潮氣，保持機(jī)器內(nèi)部干燥，從而延長(zhǎng)機(jī)器使用壽命；第四，實(shí) 現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、過(guò)熱保護(hù)和 過(guò)壓保護(hù) 并有聲音報(bào)警，保證使用的安全性和可靠性；第五， 引入光電傳感器，能夠檢測(cè)到是否有文件送入，當(dāng)沒(méi)有文件送入時(shí)，電機(jī)不工作，即保持待機(jī)狀態(tài)，只有當(dāng)有文件送入時(shí)電機(jī)才工作，并且當(dāng)待機(jī)時(shí)間超過(guò)設(shè)定值時(shí)，機(jī)器能夠自動(dòng)斷電， 最大限度的實(shí)現(xiàn)低成本、低功耗、低污染，符合節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)，提高市場(chǎng)生存能力。 —— 水冷系統(tǒng)相輔相成，讓機(jī)器更快恢復(fù)最佳狀態(tài)。 （ 6） 第六代碎紙機(jī)（現(xiàn)代 ） 目前高科技多媒體系列粉碎機(jī)，技術(shù)含量高；可大量碎光盤、軟盤、磁帶、錄象等；帶有保護(hù)膜的嵌鈕面板，保證了前進(jìn)、后退、 停止、滿紙停機(jī)等功能。當(dāng)前采用四把刀組成的碎紙方式是最先進(jìn)的工作方式，碎紙的紙粒工整利落，能達(dá)到保密的效果。 碎紙機(jī)研究現(xiàn)狀 碎紙機(jī)現(xiàn)狀概況 碎紙機(jī)包括機(jī)械和電子兩大系統(tǒng)。 附錄 B ........................................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 溫度檢測(cè)與數(shù)碼管顯示仿真 ..................................