【正文】 航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 序控制系統(tǒng)中，輸出控制部分常采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件。=200，則步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈需要 200 個(gè)脈沖 。 delay(100)。 //液晶復(fù)位 delay(3)。元件搜索如圖 所示： 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 元器件查找與選擇界面 電路圖的連接 將找到的元器件擺放好位置， 按照元器件的拐角以及功能將元器件連接起來。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 Keil C51 軟件界面 通過 Keil C51 可以對(duì)程序進(jìn)行連接和編譯，檢測(cè)是否有錯(cuò)誤，需要注意的是：需要對(duì)每一個(gè)函數(shù)進(jìn)行一個(gè)聲明，在程序 前面對(duì)全局變量進(jìn)行定義，還需注意庫函數(shù)的添加。如果選擇 模式二色標(biāo)控制式包裝，通過鍵盤確定為此模式之后，步進(jìn)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)有物體通過光電檢測(cè)口時(shí)，檢測(cè)到有物體通過時(shí)，步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)進(jìn)行切割包裝，當(dāng)包裝完成時(shí)再繼續(xù)運(yùn)送包裝袋，進(jìn)行 下一個(gè)物體的包裝。 硬件從功能方面來說還有待完善，但是基本的幾大功能可以得以實(shí)現(xiàn)。這個(gè)過程就像我們成長(zhǎng)一樣，需要不斷去學(xué)習(xí)新的東西，不斷去完善自己，遇到困難不能退縮，一定要積極的去解決。 uchar key。 /*********************************************************/ uchar code DIS1[] = { 沈航 王悅潤(rùn) }。 _nop_()。i150。_nop_()。 //液晶復(fù)位端口 sbit P20 = P2^0。電路設(shè)計(jì)完成之后，我又重新溫習(xí)了一遍 C 語言和單片機(jī)基礎(chǔ)，然后再?gòu)木W(wǎng)上查閱各個(gè)模塊相對(duì)應(yīng)的例程進(jìn)行學(xué)習(xí)，進(jìn)行一個(gè)總體的編程。 51 單片機(jī)價(jià)格便宜甚至實(shí)驗(yàn)室即可提供； LCD12864 液晶十 分常見且價(jià)格低廉，并且能夠很好的將所需要的內(nèi)容都顯示出來； 4x4 鍵盤是簡(jiǎn)單的按鍵開關(guān) ，運(yùn)用十分廣泛 ；電容、電阻等價(jià) 格幾乎可以忽略不計(jì) ，所有這些器件實(shí)驗(yàn)室都能提供，成本只有幾十元。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 此模塊實(shí)物圖如圖 所示。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 Protues仿真圖如圖 。 主程序流程圖如圖 所示 。 圖 連續(xù)包裝流程圖 液晶顯示程序設(shè)計(jì) 12864 液晶用于顯示包裝機(jī)的模式和狀態(tài)，方便人們直接獲取信息。 //讀 P1 口 temp=tempamp。的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。 圖 驅(qū)動(dòng)芯片 L298N 引腳圖 使用 L298N 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)時(shí)， OUT OUT OUT3 和 OUT4 接到步進(jìn)電 機(jī)的4 個(gè)接口 。 色標(biāo)傳感器 其實(shí) 是一種反向裝置，光源 垂直于目標(biāo)物體安裝，而接收器與物體成銳角方向安裝，讓它只檢測(cè)來自目標(biāo)物體的散射光，從而避免傳感器直接接收反射光，并且可使光束聚焦很窄。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 復(fù)位電路如圖 所示。5V 穩(wěn)壓電路如圖 。 P1 口作為 4*4 鍵盤輸入端， 用來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。 圖 方案 四 L298N 可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)二相電機(jī)，也可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)四相電機(jī)，可直接通過電源來調(diào)節(jié)輸出電壓，直接用單片機(jī)的 I/O 口提供信號(hào)。 圖 方案一 該方案由單片機(jī)作為脈沖產(chǎn)生模塊以及脈沖分配模塊，經(jīng)編程后從單片機(jī)輸出已經(jīng)分配的環(huán)形脈沖，經(jīng)一些分散元件構(gòu)成的放大電路放大后驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置 4KB EEPROM， MAX810復(fù)位電路， 三個(gè) 16 位 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。也就是說，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角、步距角）。 本次畢設(shè)的題目是間歇式包裝機(jī)袋長(zhǎng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我更加深入了解間歇式包裝機(jī)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)了間歇式包裝機(jī)電路知識(shí)和電子技術(shù)部分知識(shí)。到 20xx 年，紙包裝制品可以達(dá)到三千六百萬噸、塑料包裝制品九百四十六萬噸、金屬包裝制品四百九十一萬噸、玻璃包裝制品一千五百五十萬噸、包裝機(jī)械一百二十萬臺(tái)套。此設(shè)計(jì)可廣泛用于不定長(zhǎng)度的物體包裝。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 在中國(guó)不斷發(fā)展的道路 上，發(fā)展包裝業(yè)也是必不可少的，它可以推進(jìn)中國(guó)全面建成小康社會(huì)。如高智能數(shù)控系統(tǒng)、編碼器及數(shù)字控制組件、動(dòng)力負(fù)載控制等新型智能設(shè)備已經(jīng)普遍應(yīng)用到包裝機(jī)設(shè)備中，使設(shè)備使用者在操作過程中更具有獨(dú)立性、靈活度、操作正確性、高效率和兼容性。 該系統(tǒng)通過鍵盤輸入，掃描將其結(jié)果輸送給單片機(jī)，再通過單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)指定的角度并且用單 片機(jī)控制液晶顯示出其轉(zhuǎn)動(dòng)角度所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度以及運(yùn)行模式。綜上 各 種原因，此處我們選用兩相混合式 步距角為 度的 步進(jìn)電機(jī)。但是使用 ULN20xxA 只可以驅(qū)動(dòng)小型步進(jìn)電機(jī)，不能滿足本設(shè)計(jì)的需要。按鍵開關(guān)的兩端分別接在行線和列線上。提供給 AT89C52 芯片、步進(jìn)電機(jī)及其他 相關(guān) 電路。 圖 時(shí)鐘電路 復(fù)位電路 為了 使單片機(jī)內(nèi)的一些特殊的寄存器可以正常使用 ， 就必須對(duì)電路進(jìn)行一個(gè)初始化，也就是 復(fù)位電路，復(fù)位后可使 CPU 及系統(tǒng)各部件處于 初始化的狀態(tài)以保證后續(xù)可以進(jìn)行正常的工作。 12864 液晶顯示電路如圖 所示。 EN EN2：高電平有效， EN EN2 分別為 IN1 和 IN IN3 和 IN4 的使能端。步進(jìn)電機(jī)組成和電氣連接分別如圖 。 P1=0xFe。 圖 色標(biāo)檢測(cè)流程圖 連續(xù)包裝流程圖 連續(xù)包裝 的主要目的是 在連續(xù)包裝時(shí)，步進(jìn)電機(jī)根據(jù)設(shè)定的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，包裝膜 被均勻的連續(xù)輸送。 lcd_wcmd(0x01)。 如下圖 所示： 圖 hex 文件的生成 將程序放入 CPU 中 在 protues 的 菜單 — Debug(調(diào)試 )中 ,選中 Use Remote Debug Monitor(使用遠(yuǎn)程調(diào)試監(jiān)控 )，再左鍵雙擊芯片將所生成的 .hex 文件寫入 89C52 芯片中，將 .hex 文件載入，就完成了程序的寫入。檢測(cè)距離可以根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。 3. 硬件問題一 發(fā)現(xiàn)的問題： LCD12864 顯示出現(xiàn)亂碼。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的使用，讓我掌握了步進(jìn)電機(jī)的很多基本知識(shí)，對(duì)它的種類以及運(yùn)用都有了很多的了解。 //液晶讀 /寫控制 sbit LCD_EN = P2^7。 void shezhi(void)。 uchar code DIS10[] = { 色標(biāo)控制 }。y100。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 uchar code DIS4[] = {狀態(tài)： 未設(shè)置 }。 uchar biao。 在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中， 首先 最 誠(chéng)摯的感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì) 的 指導(dǎo)老師邵老師 ， 是他不斷的告訴我該怎么做， 從最開始的理論設(shè)計(jì)一直到最后的畢業(yè)論文 ，他都十分耐心的教導(dǎo)我 。 比如說色標(biāo)控制模塊，因?yàn)閷?duì)色標(biāo)控制模塊不是很熟悉而采用了光電開關(guān)進(jìn)行代替。 圖 lcd12864 實(shí)際顯示 遇到的問題 1. 軟件問題一 發(fā)現(xiàn)的問題：首先是按鍵的操作存在較大問題。在輸出選項(xiàng)上面選擇生成 hex文件 ， 創(chuàng)建 .hex文件如圖 所示。 圖 電氣規(guī)則檢查結(jié)果 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 總 的來說 ，一個(gè)完善的系統(tǒng) 主要要看它 是 否 穩(wěn)定，精確，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，修護(hù)容易，成本低，體積小。 lcd_wcmd(0x34)。} else if(temp==4) // 被拉低 { key=3。 按鍵掃描程序流程圖 按鍵是重要的人機(jī)交匯界面 ， 在總體設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用 。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響， 單片機(jī)輸入一個(gè)信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度 。 L289N 是一種二相和四相電機(jī)的專用驅(qū)動(dòng)電路，即內(nèi)含二個(gè) H 橋的高電壓大電流雙全橋式驅(qū)動(dòng)器，接收標(biāo)準(zhǔn) TTL 邏輯電平信號(hào)，可驅(qū)動(dòng) 46V、 2A 以下的電機(jī)。為了使內(nèi)容能到充分展現(xiàn)，采用 lcd12864 進(jìn)行顯示。 AT89C52 引腳圖如圖 所示。在包裝過程當(dāng)中可以暫停，如需重新設(shè)置長(zhǎng)度需要清零后，再重新進(jìn)行設(shè)置。因此鍵識(shí)別軟件非常簡(jiǎn)單。 圖 方案 二 MCU 放大電路 步進(jìn)電機(jī) MCU AT8435H 步進(jìn)電機(jī) 控制信號(hào) AT89C52 驅(qū)動(dòng)電路 步進(jìn)電機(jī) 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 使用細(xì)分方式，能很好的解決步進(jìn)電機(jī)在低頻工作時(shí)，振動(dòng)大、噪聲大的問題。 步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制 元件 。 當(dāng)改變袋長(zhǎng)時(shí)，通過鍵盤輸入的數(shù)據(jù) ， 步進(jìn)電機(jī) 根據(jù)新數(shù)據(jù)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)指定長(zhǎng)度。我國(guó)還基本停留在測(cè)試仿制階段，自行開發(fā)能力弱。延伸包裝產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，做深做好包裝工業(yè)，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)化，增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力，將是未來包裝工業(yè)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 今天，隨著科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，為提高工作效率、節(jié)約成本，包裝機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用到眾多行業(yè)中。目前包裝產(chǎn)業(yè)還處于高速發(fā)展，但是有專家預(yù)測(cè)，未來我國(guó)包裝產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期存在著產(chǎn)能過剩、依賴能源資源消耗、沒有自主創(chuàng)新能力、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力不強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模與經(jīng)濟(jì)效益不相稱等結(jié)構(gòu)性和素質(zhì)性缺陷的問題。根據(jù)食品和包裝機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)，中國(guó)目前有包裝機(jī)廠商 3,600 多家，但產(chǎn)值及銷售額超過億元的現(xiàn)在只有 20 家。 ：在連續(xù)包裝時(shí)，步進(jìn)電機(jī)根據(jù)設(shè)定的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，包裝膜被均勻的連續(xù)輸送 。在價(jià)格方面，雖然直流電機(jī)是最便宜的，但是直流電機(jī)做不到精確地控制。設(shè)計(jì)方案如圖 所示。獨(dú)立式鍵盤每個(gè)按鍵獨(dú)占一根 I/O 線。 圖 總設(shè)計(jì)框圖 AT89C52 12864 液晶顯示 L298N 驅(qū)動(dòng)芯片 色標(biāo)檢測(cè) 4*4 鍵盤輸入 步進(jìn)電機(jī) 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 如圖 所示，本設(shè)計(jì)的包裝機(jī)共分為兩個(gè)模式，首先通過鍵盤選擇包裝模式，第一個(gè)模式為連續(xù)包裝模式，確定了模式之后，選擇對(duì)長(zhǎng)度進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置一個(gè)三位數(shù)的長(zhǎng)度，點(diǎn)擊開始鍵可以進(jìn)行包裝，包裝過程為：包裝袋輸送所設(shè)置的長(zhǎng)度后，電機(jī)停轉(zhuǎn)，進(jìn)行切割包裝，當(dāng)包裝完成后自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)的包裝。 AT89C52 共有 40 個(gè)拐角單片機(jī)，它的最小系統(tǒng)是指給此芯片接上時(shí)鐘電路和復(fù)位電路之后所形成的系統(tǒng)。 顯示電路 在本次設(shè)計(jì)中，顯示部分是為了更好的展現(xiàn)包裝機(jī)的模式以及運(yùn)行狀態(tài)。 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 本次設(shè)計(jì)方案論證之后，選用的驅(qū)動(dòng)芯片為 L298N，所以使用 L298N 來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī) 收到單片機(jī)發(fā)送的脈沖 信號(hào) ，控制步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度 。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 第 4 章 軟件設(shè)計(jì)程序 在整個(gè)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì) 過程中，系統(tǒng)中的 硬件電路設(shè)計(jì)部分固然是很重要的 ，但 是 系統(tǒng)的調(diào)試需要軟件 來輔助實(shí)現(xiàn)，軟件設(shè)計(jì)部分也是很重要的一部分。 delay(100)。 delay(3)。電器規(guī)則檢查結(jié)果如圖 所示。 圖 Keil C51的編譯界面 在實(shí)際操作中，需要把程序編譯后生成一個(gè) .hex的文件，才可以燒錄到單片機(jī)當(dāng)中去，所以我們必須創(chuàng)建一個(gè) .hex文件， 選擇 add files to group,還有記住要在 Target 1沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 上面點(diǎn)擊右鍵，選擇 option。 圖 實(shí)物圖 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 當(dāng)包裝模式選定為連續(xù)包裝模式，并且設(shè)置長(zhǎng)度為 365mm 進(jìn)行包裝時(shí)， lcd12864實(shí)際顯示如圖 所示。 沈陽航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 第 7 章 總結(jié) 本文主要對(duì)間歇式包裝機(jī)進(jìn)行了一 個(gè)總體的設(shè)計(jì)， 總體來 說這次 設(shè)計(jì)的一些基本要求都完成了，但是在一些細(xì)節(jié)的地方還有待完善 。