【正文】 在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)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(jì)更合理，軟件設(shè)計(jì)更合理。 MAX232 芯片的引腳結(jié)構(gòu)如圖 316 所示。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。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。 本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用點(diǎn)陣式液晶顯示器 TM240128A。該繼電器共有 5 條引腳，如圖 310 所示。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。 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)。 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。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。 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(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。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(bào)警。 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。 34 參考文獻(xiàn) 1 Abstract 實(shí)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。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。 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)簡單明確、清晰。 14 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 31 硬件系統(tǒng)的測試 31 直流穩(wěn)壓電源的調(diào)試 35 致 謝 2．大多數(shù)企業(yè)要重點(diǎn)發(fā)展中、小型包裝機(jī)械。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。灌裝液體的預(yù)設(shè)定值是通過鍵盤設(shè)置的。 整流橋的選擇： 可以選用四支型號為 1N4007 的二極管連接而成。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） 。 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，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。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。 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。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。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。 RS232C 的 9 引腳排列如圖 315 所示。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。采用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)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(jì)者都會采用 C 語言來編寫程序。 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。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。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)接口總線 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，通 常采用標(biāo)準(zhǔn)的通信接口。電路中， TM240128A的 CE， C/D 兩個信號分別與 AT89C51 的 和 相連。 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 鍵盤及顯示電路的設(shè)計(jì) 鍵盤電路的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)在實(shí)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。 20191817161514131211 1 2345 6789 10T L C 2 5 43 C NA I N 0A I N 1A I N 2A I N 3A I N 4A I N 5A I N 6A I N 7A I N 8A I N 9A I N 1 0R E F CSD A T A I N P U TI / O C L O C KV c cE O CD A T A O U TR E F +GNDU4O U T P U TI / O C L O C KV C CD A T A I N P U TD A T A O U TCS 圖 39 A/D轉(zhuǎn)換電路 液體泵驅(qū)動電路的設(shè)計(jì) 在該液體灌裝系統(tǒng)中，主要使用液體泵來完成液體的灌裝過程，其主要工作是將原容器中的液體，抽取到欲灌裝容器中。儀表放大器則無以上缺點(diǎn)，因此本次設(shè)計(jì)中的放大器選用 AD 公司生產(chǎn)的儀表放大器 AD620。 AT89C51 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路圖如圖 35 所示。 D 1D 3D 2D 4C 1A C 2 2 0132VI NVO U TC 3L M 7 8 L 1 2 C K+ 1 2 vL M 7 8 L 0 5 C K+ 5 vRC 2G N DG N D132VI NVO U TG N DC 4C 5C 6 圖 33 系統(tǒng)電源電路 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 變壓器輸入端為單相交流 220V，經(jīng)降壓后，輸出為交流 +12V。對于單片機(jī)數(shù)字控制的電路系統(tǒng)，通常采用基于 PWM控制的開關(guān)電源。 3． 模擬量輸出功能：具有重量設(shè)置功能。K公司、SEN公司、 KRONES公司，其灌裝機(jī)的灌裝閥分別達(dá)到 165頭、 144頭、 178頭。我國飲料酒（不含果露酒、發(fā)酵酒精）總產(chǎn)量已達(dá) 2878 萬 千升，同比增長 %。 33 結(jié) 論 33 軟件系統(tǒng)的調(diào)試 9 微弱信號放大電路的設(shè)計(jì) 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 weigh 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計(jì) IV 目 錄 摘 要 23 灌裝程序模塊的設(shè)計(jì) 31 液體泵驅(qū)動電路的測試 36 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 第 1 章 緒論 研究意義 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，尤其是在 石油、化工、醫(yī)療、食品飲料等生產(chǎn)領(lǐng)域中都需要大量液體的存儲和轉(zhuǎn)移，因此液體灌裝系統(tǒng)在這些領(lǐng)域中的作用就不能被忽視。 ：一臺設(shè)備，可進(jìn)行茶飲料、咖啡飲料、豆乳飲料和果汁飲料等多種飲料的 冷 熱灌裝；均可進(jìn)行玻璃瓶與 塑料 瓶的灌裝 ； 、高產(chǎn)量：碳酸飲料灌裝機(jī)的灌裝速度最高達(dá) 20xx灌 /分，德國 Hamp。 2． 輸入信號： +5V 和 +12V 的直流電壓。 直流穩(wěn)壓電源的種類繁多，但幾乎都是將市電網(wǎng)交流電作為輸入電源，再經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成所需參數(shù)的直流電，其中這類 ACDC 穩(wěn)壓電源從原理的角度來看可分為線性穩(wěn)壓電源和開關(guān)穩(wěn)壓電源兩類。 圖 32 LM7812/LM7805封裝圖 電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)系統(tǒng)的要求，該電源的電路圖如圖 33 所示。 電路的設(shè)計(jì) 對于該單片機(jī)的最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)復(fù)位電路以及外部晶體振蕩電路，所以除了 AT89C51 單片機(jī)外還要選擇晶振、電容、電阻等元件。 在一般信號放大的應(yīng)用中通常只要普通差動放大電路即可滿足要求，然而基本的差動放大電路精確度較差，而且差動放大電路需要改變放大增益時，必須調(diào)整兩個電阻，應(yīng)用起來很不方便。 TLC2543 對模擬輸入信號進(jìn)行采樣，并在單片機(jī)控制下，由 DATAOUT 將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號送入單片機(jī)。電阻 R R10 用于限流。 AT89C51 的數(shù)據(jù)口 P0 直接與液晶顯示模塊的數(shù)據(jù)口相連， AT89C51 的 RD、 WR 作為液晶顯示模塊的讀、寫控制信號；液晶顯示模塊的 RESET 掛在 +5V的電源上。本設(shè)計(jì)采用半雙工方式來實(shí)現(xiàn)下位機(jī) （ MCU） 和上位機(jī) （ PC） 間的通信 [9]。所以采用此芯片接口串行通信系吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 統(tǒng)只需單一的 +5V 電源就可以了。 通信接口電路 1 6 2 7 3 8 4 9 5J9C 1 81 .0 μ FC 1 91 .0 μ FR 1 I N13R 2 I N8T 1 I N11T 2 I N10GND15V+2V6VCC16R 1 O U T12R 2 O U T9T 1 O U T14T 2 O U T7C 1 +1C 1 3C 2 +4C 2 5U 1 0M A X 2 3 2 A C S ET X DR X DV C CC 1 61 .0 μ FV C CC 1 71 .0 μ F 圖 317 通信接口電路圖 基于 AT89C51灌裝機(jī)的設(shè)計(jì) 20 本系統(tǒng)的通信接口電路如圖 317所示。對于本次設(shè)計(jì)的液體灌裝系統(tǒng)的下位機(jī)程序我們采用 C 語言進(jìn)行編寫，因?yàn)?C 語言代碼的可讀性、可維護(hù)性、和可移植性均要優(yōu)于匯編語言，而上位機(jī)程序可以在 Visual Basic 環(huán)境下采用 VB 語言編寫。 其中 13 腳（ R1in）、 12 腳（ R1out）、 11 腳（ T1in）、 14 腳（ T1out）為第一數(shù)據(jù)通道。各引腳的信號功能如表 32 所示。同步通信中，同步字符可以采用同一標(biāo)準(zhǔn)格式，也可以由用戶約定。每次上電后，有必要進(jìn)行一次軟件復(fù)位； 7．顯示窗口長度（列）已由硬件設(shè)置為 40（字符數(shù)），即列數(shù)數(shù)據(jù)個數(shù)的最大值（超出屏幕部分不顯示）； 8．顯示窗口寬度（行）已由硬件設(shè)置為 128 行； 9．本模塊內(nèi)建 128 種字符，并允許用戶在顯示緩沖區(qū)內(nèi)任意設(shè)置一個區(qū)域作為外擴(kuò)