【正文】 3R 1 21K+ 1 2 VJ I D I A N Q ID31 N 4 1 4 8K1R E L A Y S P D TV C C 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 I/O 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。 L S 2S P E A K E RR 1 02 00D4L E DQ3P N P 9 0 12R92 00V C CP 21P 22 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。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。電路中， TM240128A的 CE， C/D 兩個(gè)信號(hào)分別與 AT89C51 的 和 相連。字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，通過(guò)傳輸線(xiàn)被接收設(shè)備一幀一幀地接收。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口總線(xiàn) 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。 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。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。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。 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。 灌 裝預(yù) 設(shè) 定 值 寫(xiě) 入L C D 顯 示單 片 機(jī) 通 信 程 序P C 機(jī) 通 信 程 序P C 機(jī) 顯 示 灌 裝 值及 相 關(guān) 信 息 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、 PL/M 和 C 語(yǔ)言其中常用的是匯編語(yǔ)言和 C 語(yǔ)言。采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)時(shí)， 會(huì)降低軟件開(kāi)發(fā)的效率，因此多數(shù)情況下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者都會(huì)采用 C 語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序。電路連接后還要通過(guò)軟件程序來(lái)完成數(shù)據(jù)的傳輸和處理。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個(gè)數(shù)據(jù)通道。 T1out、 T2out、R1in、 R2in 為接 RS232C 電平的引腳 [811]。 RS232C 的 9 引腳排列如圖 315 所示。 RS232C 接口較為常用，它已被內(nèi)置于每一臺(tái) PC 機(jī)及很多與它們相連的設(shè)備中。同步通信是一種連續(xù)串行傳輸數(shù)據(jù)的通信方式，一次通信只能傳送一幀信息。 1234567891011121314151617181920J 1 0L C DR 1 1P O T 2GNDGNDV C CV0WRRD2 .72 .6D0D1D2D3D4D5D6D7GNDVOUTV C CV C C 圖 314 TM240128A與單片機(jī)接口電路圖 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 液晶顯示器的硬件電路接口設(shè)計(jì)完畢后還要通過(guò)軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)其顯示的內(nèi)容以及顯示的方法，具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程將在第 4 章中進(jìn)行闡述。復(fù)位后可用開(kāi)顯示指令完整 地恢復(fù)顯示屏幕上的畫(huà)面內(nèi)容。按鍵與單片機(jī)的接口電路如圖 313所示。 D3 為續(xù)流二極管 1N4148，與繼電器線(xiàn)圈并聯(lián)，由于線(xiàn)圈斷電后會(huì)產(chǎn)生很大的回流，該二極管的作用就是減少回流對(duì)整個(gè)電路的影響。 考慮到實(shí)際應(yīng)用中要進(jìn)行大量液體的灌裝，因此這一過(guò)程需要選擇用交流 220V 電壓供電的大功率液體 泵完成，對(duì)于單片機(jī)來(lái)說(shuō)就要選擇合適的開(kāi)關(guān)設(shè)備來(lái)完成對(duì)泵的控制。本次設(shè)計(jì)所用到的 A/D 轉(zhuǎn)換器采用 TI 公司生產(chǎn)的 TLC2543 芯片， 它具有三個(gè)控制輸入端，采用簡(jiǎn)單的 3 線(xiàn) SPI串行接口可方便地與微機(jī)進(jìn)行連接，是 12 位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的最佳選擇器件之一。 圖 37 AD620的引腳圖 引腳功能： 8： 外接增益調(diào)節(jié)電阻； 2：反向輸入端； 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 3：同向輸入端； 4：負(fù)電源； 5：基準(zhǔn)電壓； 6：信號(hào)輸出 端 ； 7：正電源 。 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計(jì) 10 圖 36 RLC04 S式拉壓力傳感器 該傳感器有 4 條引線(xiàn)，其中紅色和黃色引線(xiàn)為工作電壓輸入，藍(lán)色和白色引線(xiàn)為傳感器信號(hào)輸出。 C C3 為 30pF的瓷片電容，串聯(lián)后與 的晶振 Y1 并聯(lián)跨接到單片機(jī)的 XTAL1 、 XTAL2端用于為單片機(jī)提供時(shí)鐘頻率。AT89C51 單片機(jī)是一個(gè)低電壓、高性能的 COMS 型 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4KB 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀存儲(chǔ)器和 128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 （ RAM） 。穩(wěn)壓電路主要是指三端集成穩(wěn)壓器LM7L812CK， Vin 為輸入端， Vout 為輸出端， GND 為公共地。 整流橋的選擇： 可以選用四支型號(hào)為 1N4007 的二極管連接而成。因此，針對(duì)電荷放大器的需要，本文提出了一種基于集成穩(wěn)壓器的多輸出線(xiàn)性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)。灌裝液體的預(yù)設(shè)定值是通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置的。 5． 供電電源： 220VAC177。該方案有一定的靈活性和可執(zhí)性，但是電路比較復(fù)雜，智能性差。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置和計(jì)量裝置配套完備，能自動(dòng)檢測(cè)各項(xiàng)參數(shù)、計(jì)量精確。 2．大多數(shù)企業(yè)要重點(diǎn)發(fā)展中、小型包裝機(jī)械。同時(shí)，中國(guó)包裝機(jī)械已發(fā)展成世界液態(tài)食品行業(yè)中有重大影響和極大市場(chǎng)占有率行業(yè)。 35 致 謝 31 直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試 31 硬件系統(tǒng)的測(cè)試 14 液晶顯示電路的設(shè)計(jì) 14 鍵盤(pán)電路的設(shè)計(jì) 12 液體泵驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 8 稱(chēng)重傳感器的選擇 2 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)方法上，將軟件工 程的思想引用于單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)的信息流向及整體功能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明確、清晰。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的灌裝系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著消除灌裝工序及印刷貼標(biāo)等造成的誤差，有效減輕職工的勞動(dòng)強(qiáng)度并降低能源和資源的消耗。 MCU。 1 Abstract 1 研究意義 5 電路的設(shè)計(jì) 27 VB 通信控件的介紹 34 參考文獻(xiàn) 但由于這些行業(yè)中多為有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以致現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境惡劣，不適合人工現(xiàn) 場(chǎng)操作。 國(guó)外飲料灌裝設(shè)備新動(dòng)向 ： 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計(jì) 2 在飲料灌裝 機(jī)設(shè)備方面，美國(guó)、德國(guó)、日本、意大利和英國(guó)的制造水平相對(duì)較高。硬件電路主要包括：電源電路、單片機(jī)控制電路、稱(chēng)重傳感器電路、信號(hào)放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、鍵盤(pán)控制電路、 液晶顯示電路、液體泵驅(qū)動(dòng)電路、通信電路、聲光報(bào)警。 兼于方案三 有成本低、體積小、集成度高、可靠性高、靈活性好等特點(diǎn)， 易于廣泛推廣和普及，因此本設(shè)計(jì)選擇方案三。 系統(tǒng)整體框圖與流程 經(jīng)過(guò)分析，該稱(chēng)重式液體灌裝機(jī)主要應(yīng)該由電源電路、單片機(jī)控制電路、稱(chēng)重傳感器電路、信號(hào)放大電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、鍵盤(pán)控制電路、液晶顯示電路、液體泵驅(qū)動(dòng)電路、下位機(jī)與上位機(jī)通信電路以 及聲光報(bào)警電路等硬件接口電路組成，系統(tǒng)整體功能框圖如圖 21 所示。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì) 電源的設(shè)計(jì)是電子電路設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，在某種意義上可以說(shuō)電源電路的性能指標(biāo)直接關(guān)系到設(shè)計(jì)的成敗。而開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源雖然功耗小，效率高，但存在著較為嚴(yán)重的開(kāi)關(guān)干擾，會(huì)影 響電路中其他元器件的性能，從而不能使整個(gè)系統(tǒng)工作正常。在該電源電路的設(shè)計(jì)中，我們采用了 LM7805 和 LM7812 集成穩(wěn)壓器用于穩(wěn)壓。 要將 +12V直流電變換成 +5V 直流電，需要三端集成穩(wěn)壓器 7805，如圖 33 中已選用LM78L05CK。AT89C51有 PDIP、 PLCC、 TQFP三種封裝形式，本次設(shè) 計(jì)選用 PDIP封裝形式的 AT89C51，其引腳圖如圖 34 所示。 該稱(chēng)重傳感器適用于指定的標(biāo)準(zhǔn)稱(chēng)量，如平臺(tái)秤、料斗稱(chēng)量系統(tǒng)等，尤其適用于一些要求精度高的工業(yè)稱(chēng)量系統(tǒng)。 微弱信號(hào)放大電路的設(shè)計(jì) AD620 芯片介紹 AD620 儀表放大器使用說(shuō)明 :在一般訊號(hào)放大的應(yīng)用 通常只要透過(guò)差動(dòng)放大電路即可滿(mǎn)足需求，然而基本的差動(dòng)放大電路精密度較差，且差動(dòng)放大電路變更放大增益時(shí)，必須調(diào)整兩個(gè)電阻，影響整個(gè)訊號(hào)放大精確度的變因就更加復(fù)雜。使用精密電阻主要是因?yàn)槠潆娮枳柚凳軠囟鹊挠绊懕容^小，從而使放大倍數(shù)較穩(wěn)定。 電路設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的商用灌裝系統(tǒng)的 A/D 轉(zhuǎn)換電路如圖 39 所示。該繼電器共有 5 條引腳，如圖 310 所示。 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計(jì) 14 聲光報(bào)警電路的設(shè)計(jì) 當(dāng)灌裝完畢后會(huì)顯示并提醒本次灌裝完成，電路圖如圖 312 所示。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用點(diǎn)陣式液晶顯示器 TM240128A。 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計(jì) 16 表 31 TM240128A引腳 引腳號(hào) 引腳名稱(chēng) 功能說(shuō)明 1 FG 框架地（連接金屬框架） 2 VSS 地 3 VDD 電源正電壓 4 VO 電源負(fù)電壓 5 WR 寫(xiě)數(shù)據(jù)（低電平有效） 6 RD 讀 數(shù)據(jù)（低電平有效） 7 CE 片選信號(hào) 8 C/D 命令 /數(shù)據(jù)選擇 9 RESET 控制復(fù)位 10～ 17 DB0～ DB7 數(shù)據(jù)線(xiàn) 18 FS 字形選擇 19 A LED 背光的陽(yáng)極 20 K LED 背光的陰極 TM240128A 液晶顯示器與單片機(jī)接口電路如圖 316 所示。并行通信傳輸速度快，硬件開(kāi)銷(xiāo)大，而串行通信只需要一對(duì)傳輸線(xiàn)進(jìn)行傳送信息，而且成本低。因此，在本設(shè)計(jì)中選擇串行異步通信方式。該標(biāo)準(zhǔn)適用于數(shù)據(jù)通信設(shè)備 DCE 和數(shù)據(jù)終端設(shè)備 DTE 間的串行二進(jìn)制通信，最高數(shù)據(jù)傳送速率可達(dá) ，最大傳輸距離為 15m。 Max232 產(chǎn)品是由 MAXIM 公司推出的一款兼容 RS232 標(biāo)準(zhǔn)的芯片。 MAX232 芯片的引腳結(jié)構(gòu)如圖 316 所示。 第三部分是供電。 在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮單片機(jī)系統(tǒng)的硬件和軟件之前的關(guān)系，使軟件能很好的服務(wù)于硬件，是總體設(shè)計(jì)更合理，軟件設(shè)計(jì)更合理。 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計(jì) 22 灌 裝 程 序 模 塊開(kāi) 始系 統(tǒng) 初 始 化 模 塊讀 取 預(yù) 設(shè) 定 值 模 塊液 晶 顯 示 程 序 模 塊通 信 程 序 模 塊 圖 42 下位機(jī)程序模塊框圖 初始化模塊的設(shè)計(jì) 初始化模塊主要是對(duì)下位機(jī)程序各動(dòng)作子模塊執(zhí)行前進(jìn)行總體說(shuō)明，是程序設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中不可缺少的部分，主要包括對(duì)各端口的定義、所使用函數(shù)的聲明、液晶顯示初始化、單片機(jī)