【正文】 修改功能，靈活性強(qiáng)， 系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確、可靠性高及系統(tǒng)成本低等優(yōu)點(diǎn) 。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 本人簽名： 年 月 日 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 目錄 第 1章 緒論 ....................................... 8 選題背景及研究意義 ............................... 8 分揀系統(tǒng)的介紹 ................................... 9 分揀系統(tǒng)的發(fā)展展望 ............................... 9 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 .............................. 11 第 2 章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) ................................ 12 設(shè)計(jì)要求 ....................................... 12 ........................................ 12 第 3 章 方案的論證 ................................. 14 .................................. 14 顯示模塊 ....................................... 14 ................................ 15 .............................. 15 .................................. 15 .................................. 16 ................................ 18 第 4 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ............................... 19 ...................................... 19 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 單片機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介 ................................ 19 系統(tǒng)主要芯片和元器件的介紹及應(yīng)用 ............... 19 ULN20xx 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊介紹 ..................... 22 LCD液晶顯示模塊介紹 .......................... 23 蜂鳴器模塊 ................................... 26 霍爾傳感器 ................................... 27 ............................ 28 時(shí)鐘脈沖電路 ................................. 28 復(fù)位電路 ..................................... 28 .................................... 29 第 5 章 軟件程序設(shè)計(jì) ............................... 30 ................................ 30 程序流程圖 ................................... 30 .................................... 30 電機(jī)控制程序設(shè)計(jì) ............................ 30 LCD1602 顯示程序設(shè)計(jì) .......................... 32 按鍵掃描程序設(shè)計(jì) .............................. 33 第 6 章 系統(tǒng)測(cè)試及分析 .............................. 41 系統(tǒng)測(cè)試 ....................................... 41 總結(jié) ............................................ 42 參考文獻(xiàn) ......................................... 43 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 附錄 A ........................................... 44 .................................. 44 致謝 ............................................ 45 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 基于單片機(jī)金屬自動(dòng)分揀系統(tǒng)設(shè)計(jì) zzzz xxxxxxxxxx0601 班 學(xué)號(hào) 060401001 指導(dǎo)教師 張三副教授 摘要 : 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)控制系 統(tǒng)越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)控制科學(xué)面臨著新的挑戰(zhàn)。 若有不實(shí)之處，本人承擔(dān)一切相關(guān)責(zé)任。本文詳細(xì)敘述了一種基于 單片機(jī)的材料分揀裝置設(shè)計(jì)及自動(dòng)控制編程，以及怎樣通過單片機(jī)程序設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)材料分揀和自動(dòng)控制。 微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制幾乎擴(kuò)展到所有工業(yè)領(lǐng)域。 本控制系統(tǒng)是一簡(jiǎn)單的材料分揀控制系統(tǒng)，在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，可以將之改進(jìn)為物流分揀系統(tǒng)、自動(dòng)分揀機(jī)，從而服務(wù)于人們的日常生活中。 其設(shè)計(jì)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的組裝，具有系統(tǒng)布局靈活，維護(hù)、檢修方便等特點(diǎn)，受場(chǎng)地原因影響不大。國內(nèi)廠商應(yīng)采取國內(nèi)集成、國外配套的合作思路，充分利用合作方在高端產(chǎn)品、關(guān)鍵設(shè)備上技術(shù)先進(jìn)成熟的優(yōu)勢(shì)，迅速實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高整個(gè)物流系統(tǒng)的技術(shù)含量和技術(shù)水平?？梢钥隙ǎS著物流大環(huán)境的逐步改善，科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，特別是感測(cè)技術(shù)、電子標(biāo)簽及計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等的引入使用，自動(dòng)分揀系統(tǒng)在我國發(fā)展空間巨大。 值得一提的是對(duì)于小件物品的分揀技術(shù)和設(shè)備近幾年發(fā)展較快，主要集中在卷煙配送行業(yè)， 從電子標(biāo)簽揀選模式到立式、通道式分發(fā)機(jī)半自動(dòng)分揀，甚至全自動(dòng)北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 補(bǔ)貨、分揀、裝箱，技術(shù)和設(shè)備都更新很快，目前各供應(yīng)商仍以高速分揀、高度自動(dòng)化的方向快速發(fā)展。按鍵設(shè)定模塊主要是控制傳動(dòng)帶的開啟與關(guān)閉。 軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)，擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃；然后進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，包括各模塊的流程圖，選擇 C 語言，進(jìn)行代碼設(shè)計(jì)等；最后對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需的功能要求。在檢測(cè)區(qū)域，由金屬傳感器，霍爾傳感器，顏色傳感器的多重分析，將材料類型通過 1602 顯示出來。而本次的設(shè)計(jì)正需要此容量的空間。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 由于 LCD1602 液晶顯示模塊只能顯示 16*2 個(gè)字符，而 LCD2402 液晶顯示模塊能夠顯示 24*2 個(gè)字符，在本設(shè)計(jì)中要顯示的字符比較少，綜上所述，我選擇LCD1602 作為 本設(shè)計(jì)的顯示模塊。 鐵傳感器的選用 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 霍爾接近開關(guān) 來檢測(cè)材料是否是磁性鐵金屬。電渦流的產(chǎn)生必然要消耗一部分能量，從而使產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈阻抗發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為渦流效應(yīng)。當(dāng)鋁檢測(cè)傳感器檢測(cè)到金屬材料時(shí)，傳感器的線圈阻抗就會(huì)發(fā)生變化。 對(duì)于 TCS230 來說，當(dāng)選定一個(gè)顏色濾波器時(shí)，它只允許某種特定的原色通過，阻止其它原色的通過。設(shè)計(jì)基于單片機(jī)電路系統(tǒng)的基本方法是 在單片機(jī)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展一些 I/O 接口，如用于模 /數(shù)轉(zhuǎn)換的 A/D 芯片， D/A 芯片，用于人機(jī)對(duì)話的鍵盤處理信息接口， LED燈和 LCD 接口，數(shù)碼管顯示接口等電子器件，可用于對(duì)輸出控制的按鍵接口等。 32個(gè)雙向 I/O 口， 256x8bit 內(nèi)部 RAM，復(fù)位后為： P0/P1/P2/P3 是準(zhǔn)雙向口/弱上拉， P0 口內(nèi)部是漏極開路形式輸出，當(dāng)其作為總線形式擴(kuò)展 I/O 口用時(shí)，不用加上拉電阻，但是作為普通 I/O 口使用時(shí)，需加上拉電阻，否則 無法使用P0 口作為數(shù)據(jù)傳輸。 XTAL2（ 18 引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端口。與 8xC51 不同之處是， 和 還可分別作為定時(shí) /計(jì)數(shù)器 2的外部計(jì)數(shù)輸入（ ）北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 和輸入（ ），在進(jìn)行 Flash 的編程和程序校驗(yàn)期間， P1 口用以接收數(shù)據(jù)的低 8 位地址。液晶顯示模塊已作為很多電子產(chǎn)品的通過器件，如在計(jì)算器、萬用表、電子表及很多家用電子產(chǎn)品中都可以看到，顯示的主要是數(shù)字、專用符號(hào)和圖形。一般 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物如圖 1053： 圖 1602 字符型液晶顯示器實(shí)物圖 LCD1602 引腳功能說明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口說明如表 1013所示 : 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 8 D1 數(shù)據(jù) 16 BLK 背光源負(fù)極 表 ：引腳接口說明表 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 讀操作時(shí)序 圖 寫操作時(shí)序 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 LCD1602 實(shí)際應(yīng)用電路圖 蜂鳴器模塊 系統(tǒng)蜂鳴器的工作原理如下：當(dāng)單片機(jī)端口輸出高電平時(shí)，三極管 B極（三極管的各個(gè)參數(shù)如 節(jié)所示）處于高電平，三極管不導(dǎo)通， 蜂鳴器不響。 單路信號(hào)輸出。以 12MHz 的時(shí)鐘脈沖為例，每個(gè)時(shí)鐘脈沖為 1μS，兩個(gè)機(jī)器周期為 2181。根據(jù)設(shè)計(jì)要求畫出程序主流程圖 程序流程圖 圖 程序流程圖 程序模塊設(shè)計(jì) 電機(jī)控制程序設(shè)計(jì) unsigned int speed=3。D1=0。D1=1。D1=0。D1=1。 if(gd==0) { buzzer=0。 Coil_BC1。 Coil_DA1。k。 } /*************寫入單個(gè)數(shù)據(jù)函數(shù) **************/ void LCD_WRITEDATA(unsigned char i) { RS_SET。 LCD_WRITEDATA(k+0x30)。 LCD_WRITECOM(0x01)。 ET0=1。 //步進(jìn)電機(jī)相位控制 delayms(speed)。 delayms(speed)。 { while(key2==0)。 Coil_AB1。 Coil_CD1。 if(speed=2) { 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 speed。k) delayms(100)。 } } if(key4==0)//反轉(zhuǎn)減速 { delayms(10)。 for(k=3。 //清屏 LCD_WRITESTRING(2,0,Bi Ye She Ji)。 delayms(speed)。 delayms(speed)。 LCD_WRITESTRING(10,1,jiasu)。 FM=1。 北京化工大學(xué)北方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 } } if(key4==0)//反轉(zhuǎn)減速 { delayms(10)。 for(k=3。 LCD_WRITESTRING(2,0,Bi Ye She Ji)。k) delayms(200)。通過各種渠道開始準(zhǔn)備工作 — 通過網(wǎng)絡(luò)、圖書館搜集相關(guān)學(xué)術(shù)論文、核心期刊、書籍等。完成之后通過修改才發(fā)現(xiàn)漏洞很多。北京：航空航天大學(xué)出版社 , [2] 李廣弟，朱月琴，王秀山，單片機(jī)基礎(chǔ) [M]。是他們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識(shí)，這也是畢業(yè)設(shè)計(jì)得以完成的基礎(chǔ)。