【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)出信號來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 聲光報警電路圖 鍵盤及顯示電路的設(shè)計 鍵盤電路的設(shè)計 系統(tǒng)在實施灌裝動作前，要預(yù)先設(shè)定灌裝液體的質(zhì)量值，這一過程可由鍵盤完成。通過對 T6963C 的編程，可以實現(xiàn)點陣式 LCD 的各種應(yīng)用。電路中， TM240128A的 CE， C/D 兩個信號分別與 AT89C51 的 和 相連。字符幀由發(fā)送端一幀一幀地發(fā)送，通過傳輸線被接收設(shè)備一幀一幀地接收。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口總線 在實現(xiàn)計算機(jī)與計算機(jī)、計算機(jī)與外設(shè)間的串行通信時，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 引腳及其簡化 的 9 引腳排列。另外，該芯片價格適中，硬件接口電路簡單，因此被廣泛應(yīng)用。功能是產(chǎn)生 +12v和 12v 兩個電源，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 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 對于 51 單片機(jī)，目前基本上有三種語言支持它的編程，即匯編、 PL/M 和 C 語言其中常用的是匯編語言和 C 語言。采用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計時， 會降低軟件開發(fā)的效率，因此多數(shù)情況下系統(tǒng)的設(shè)計者都會采用 C 語言來編寫程序。電路連接后還要通過軟件程序來完成數(shù)據(jù)的傳輸和處理。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(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 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)計說明書 17 液晶顯示器的硬件電路接口設(shè)計完畢后還要通過軟件編程來實現(xiàn)其顯示的內(nèi)容以及顯示的方法，具體實現(xiàn)過程將在第 4 章中進(jìn)行闡述。復(fù)位后可用開顯示指令完整 地恢復(fù)顯示屏幕上的畫面內(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，與繼電器線圈并聯(lián)，由于線圈斷電后會產(chǎn)生很大的回流，該二極管的作用就是減少回流對整個電路的影響。 考慮到實際應(yīng)用中要進(jìn)行大量液體的灌裝，因此這一過程需要選擇用交流 220V 電壓供電的大功率液體 泵完成，對于單片機(jī)來說就要選擇合適的開關(guān)設(shè)備來完成對泵的控制。本次設(shè)計所用到的 A/D 轉(zhuǎn)換器采用 TI 公司生產(chǎn)的 TLC2543 芯片， 它具有三個控制輸入端，采用簡單的 3 線 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)計說明書 11 3：同向輸入端； 4：負(fù)電源； 5：基準(zhǔn)電壓； 6：信號輸出 端 ； 7：正電源 。 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計 10 圖 36 RLC04 S式拉壓力傳感器 該傳感器有 4 條引線，其中紅色和黃色引線為工作電壓輸入，藍(lán)色和白色引線為傳感器信號輸出。 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)提供時鐘頻率。AT89C51 單片機(jī)是一個低電壓、高性能的 COMS 型 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4KB 的可反復(fù)擦寫的 Flash 只讀存儲器和 128B的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器 （ 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： 可以選用四支型號為 1N4007 的二極管連接而成。因此，針對電荷放大器的需要，本文提出了一種基于集成穩(wěn)壓器的多輸出線性直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計。灌裝液體的預(yù)設(shè)定值是通過鍵盤設(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。在線監(jiān)測裝置和計量裝置配套完備，能自動檢測各項參數(shù)、計量精確。 2．大多數(shù)企業(yè)要重點發(fā)展中、小型包裝機(jī)械。同時，中國包裝機(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)的測試 14 液晶顯示電路的設(shè)計 14 鍵盤電路的設(shè)計 12 液體泵驅(qū)動電路的設(shè)計 8 稱重傳感器的選擇 2 第 2 章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計 在設(shè)計方法上，將軟件工 程的思想引用于單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計，使系統(tǒng)的信息流向及整體功能設(shè)計簡單明確、清晰。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。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人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。實現(xiàn)自動控制的灌裝系統(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 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)場工作環(huán)境惡劣，不適合人工現(xiàn) 場操作。 國外飲料灌裝設(shè)備新動向 ： 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計 2 在飲料灌裝 機(jī)設(shè)備方面，美國、德國、日本、意大利和英國的制造水平相對較高。硬件電路主要包括：電源電路、單片機(jī)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、通信電路、聲光報警。 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， 易于廣泛推廣和普及，因此本設(shè)計選擇方案三。 系統(tǒng)整體框圖與流程 經(jīng)過分析，該稱重式液體灌裝機(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(jī)與上位機(jī)通信電路以 及聲光報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)計說明書 5 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 直流穩(wěn)壓電源的設(shè)計 電源的設(shè)計是電子電路設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，在某種意義上可以說電源電路的性能指標(biāo)直接關(guān)系到設(shè)計的成敗。而開關(guān)穩(wěn)壓電源雖然功耗小，效率高，但存在著較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾，會影 響電路中其他元器件的性能，從而不能使整個系統(tǒng)工作正常。在該電源電路的設(shè)計中，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) 計選用 PDIP封裝形式的 AT89C51，其引腳圖如圖 34 所示。 該稱重傳感器適用于指定的標(biāo)準(zhǔn)稱量，如平臺秤、料斗稱量系統(tǒng)等，尤其適用于一些要求精度高的工業(yè)稱量系統(tǒng)。 微弱信號放大電路的設(shè)計 AD620 芯片介紹 AD620 儀表放大器使用說明 :在一般訊號放大的應(yīng)用 通常只要透過差動放大電路即可滿足需求，然而基本的差動放大電路精密度較差，且差動放大電路變更放大增益時，必須調(diào)整兩個電阻，影響整個訊號放大精確度的變因就更加復(fù)雜。使用精密電阻主要是因為其電阻阻值受溫度的影響比較小，從而使放大倍數(shù)較穩(wěn)定。 電路設(shè)計 本次設(shè)計的商用灌裝系統(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 14 聲光報警電路的設(shè)計 當(dāng)灌裝完畢后會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)計選用點陣式液晶顯示器 TM240128A。 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計 16 表 31 TM240128A引腳 引腳號 引腳名稱 功能說明 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 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 18 FS 字形選擇 19 A LED 背光的陽極 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，硬件開銷大，而串行通信只需要一對傳輸線進(jìn)行傳送信息，而且成本低。因此，在本設(shè)計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)計時，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)計更合理，軟件設(shè)計更合理。 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計 22 灌 裝 程 序 模 塊開 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 初始化模塊主要是對下位機(jī)程序各動作子模塊執(zhí)行前進(jìn)行總體說明，是程序設(shè)計過程當(dāng)中不可缺少的部分，主要包括對各端口的定義、所使用函數(shù)的聲明、液晶顯示初始化、單片機(jī)