【正文】 限于本人水平，在論文中還存在許多缺陷和不足，真誠希望各位專家、學(xué)者對(duì)本論文提出寶貴意見。兩個(gè)月來，老師淵博的專業(yè)知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和平易近人的氣質(zhì)，給我以深深的教誨和啟迪，是我今后學(xué)習(xí)和工作的榜樣。而在軟件方面，采用 PID 算法來確定控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。特別是單片機(jī)具有體積小，重量輕的優(yōu)勢(shì)，可以把單片機(jī)使用在環(huán)境不能接觸的地方，代替人來工作。 protel 99SE 生成 PCB Protel99SE 生成 PCB 正確的步驟是 : （ 1） 新建庫文件 ， SCH 文件 ， PCB 文件 ， 全部保存； （ 2） 畫原理圖 ， 在畫原理圖的時(shí)候要注意每個(gè)元件的封裝設(shè)置 ； （ 3） 給每個(gè)元件分配唯一的標(biāo)號(hào) ， 用 ToolsAnotate[自動(dòng)標(biāo)號(hào)也可以 ]； （ 4） 生成網(wǎng)表文件 [.]； （ 5） 更新 PCB， 即將 sch 導(dǎo)入到 PCB 文件中 .這樣 PCB 文件中就會(huì)出現(xiàn)散落的元件 ,元件管腳之間用灰色的細(xì)線表示存在電氣連接 ； （ 6） 元件位置擺放 ,一般是手動(dòng)布局 ； 22 （ 7） 布線 。 167。將編輯框縮小，將元件照電路的樣子搭好，整體上排列勻稱。 21 167。 Altium Designer 是業(yè)界首例將設(shè)計(jì)流程、集成化 PCB 設(shè)計(jì)、可編程器件（如 FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的 嵌入式軟件開發(fā) 功能整合在一起的產(chǎn)品，一種同時(shí)進(jìn)行 PCB 和 FPGA 設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)的解決方案，具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。 protel 簡介 早期的 PROTEL主要作為印制板自動(dòng)布線 工具使用 ，運(yùn)行在 DOS環(huán)境，對(duì) 硬件的要求很低，在無硬盤 286機(jī)的 1M內(nèi)存下就能運(yùn)行，但它的功能也較少，只有電路原理圖繪制與印制板設(shè)計(jì)功能，其印制板自動(dòng)布線的布通率也低，而現(xiàn)今的 PROTEL已發(fā)展到 DXP 2021，是個(gè)龐大的 EDA軟件 ，完全安裝有 200多 M，它工作在 WINDOWS95環(huán)境下，是個(gè)完整的板級(jí)全方位電子設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它包含了電路原理圖繪制、 模擬電路與數(shù)字電路 混合信號(hào)仿真、多層印制電路板 設(shè)計(jì)（包含印制電路板自動(dòng)布線）、 可編程邏輯器件 設(shè)計(jì)、圖表生成、 電子表格 生成、支持宏操作等功能，并具有 Client/Server（客戶 /服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)還兼容一些其它設(shè)計(jì)軟件的 文件格式 ，如 ORCAD， PSPICE，EXCEL等，其多層印制線路板的自動(dòng)布線可實(shí)現(xiàn)高密度 PCB的 100%布通率。 圖 19 167。 O3 \, f 18 圖 燈的電路原理圖 167。接 到 +5V 或者懸空，整個(gè)電路中沒有電流流過， LED 的狀態(tài)是熄滅。光報(bào)警用 LED燈工作，聲報(bào)警用蜂鳴器。 步進(jìn)電機(jī)的電路原理圖如下圖所示： 圖 167。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)進(jìn)行控制，主要是利用軟件進(jìn)行環(huán)形脈沖分配。 Θ=360度（轉(zhuǎn)子齒角運(yùn)行拍數(shù)），以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒角為 50 齒角電機(jī)為例。當(dāng)某一相繞組通電時(shí)，對(duì)應(yīng)的磁極產(chǎn)生磁場，并與轉(zhuǎn)子形成磁路，這時(shí)，如果定子和轉(zhuǎn)子的小齒沒有對(duì)齊，在磁場的作用下，由于磁通具有力圖走磁阻最小路徑的特點(diǎn)，則轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度，使轉(zhuǎn)子與定子的齒相互對(duì)齊，由此可見，錯(cuò)齒是促使電機(jī)旋轉(zhuǎn)的原因。 步進(jìn)電機(jī)分三種：永磁式（ PM），反應(yīng)式（ VR）和混合式 (HB)，步進(jìn)電機(jī)又稱為脈沖電機(jī)，是工業(yè)過程控制和儀表中一種能夠快速啟動(dòng)，反轉(zhuǎn)和制動(dòng)的執(zhí)行元件，其功用是將電脈沖轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線位移，由于開環(huán)下就能實(shí)現(xiàn)精確定位的特點(diǎn)，使其在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。功率放大器主要對(duì)環(huán)形分配器的較小輸出信號(hào)進(jìn)行放大，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的目的，步進(jìn)電 15 機(jī)的基本控制包括轉(zhuǎn)向控制和速度控制兩個(gè)方面。 圖 167。上電復(fù)位后控制字節(jié)狀態(tài)為 00H，在 A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)須設(shè)置控制字，即須在讀操作之前進(jìn)行控制字節(jié)的寫入操作。 PCF8591 的 A/D 轉(zhuǎn)換亦使用的是 I2C 總線的讀方式操作完成的。 A/D 轉(zhuǎn)換中，一旦 A/D 采樣周期被觸發(fā)，所選擇通道的采樣電壓便保存在采樣、保持電路中，并轉(zhuǎn)換成 8 位二進(jìn)制碼（單端輸入） 或二進(jìn)制補(bǔ)碼（差分輸入） 存放在 ADC 數(shù)據(jù)寄存器中等待器件讀出。 167。傳統(tǒng)的并行 A/D轉(zhuǎn)換需占用較多的 I/O 口，串行的 A/D轉(zhuǎn)換周期長，讀寫復(fù)雜，可擴(kuò)展性較差。 A\D 轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì) 167。這樣巡回掃描速度較快，每秒可重復(fù)多次。在本系統(tǒng)中由移位寄存器74LS164 提供需要顯示的段碼。共陰極 LED顯示器的陰極共地，當(dāng)某二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮。為保證 CPU 對(duì)按鍵的一次閉合僅做一次處理，對(duì)抖動(dòng)信號(hào)必須進(jìn)行消抖處理。 數(shù)碼管的接口電路的設(shè)計(jì) 一、鍵盤輸入電路 鍵盤是由若干個(gè)按鍵組成的開關(guān)組 ,當(dāng)沒有一個(gè)鍵按下時(shí)，所有行線輸出為 1；當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，該鍵所在的行線和列線短接，行線的輸出由列線的輸入電平?jīng)Q定， 74LS164 可提供鍵盤的列掃描信號(hào)。led 數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場合。 led 數(shù)碼管常用段數(shù)一般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3 位 “+1”型。 數(shù)碼管 按段數(shù)可分為 七段數(shù)碼管 和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個(gè) 發(fā)光二極管 單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè) “8”可分為 1位、 2位、 3位、 4位、 5位、 6位、 7位等數(shù)碼管； 按發(fā)光二極管單元連接方式可分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。由此得到閉合鍵的行值和列值，然后可采用計(jì)算法或查表法將閉合鍵的行值和列值轉(zhuǎn)換成所定義的鍵值 (5)為了保證鍵每閉合一次 CPU 僅作一次處理，必須卻除鍵釋放時(shí)的抖動(dòng)。當(dāng)檢測(cè)到有鍵按下后，延時(shí)一段時(shí)間再做下一步的檢測(cè)判斷。 4根行線和 4根列線形成 16個(gè)相交點(diǎn)。若某列為低，則該列線與置為低電平的行線交叉處的按鍵就是閉合的按鍵。若所有列線均為高電平，則 鍵盤 中無鍵按下。 矩陣式鍵盤的按鍵識(shí)別方法 確定矩陣式 鍵盤 上 何鍵 被按下介紹一種 “行掃描法 ”。 矩陣 式結(jié)構(gòu)的 鍵盤 顯然比直接法要復(fù)雜一些，識(shí)別也要復(fù)雜一些，上圖中，列線通過電阻接正電源，并將行線所接的 單片機(jī) 的 I/O 口作為輸出端，而列線所接的 I/O 口則作為輸入。 矩陣鍵盤的結(jié)構(gòu)及其工作原理 在 鍵盤 中按鍵數(shù)量較多時(shí)，為了減少 I/O 口的占用，通常將按鍵排列成矩陣 形式，如圖 1所示。 STC89C52 引腳圖如下 圖所示 ： 圖 167。另外 STC89C52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2 種軟件可選擇節(jié)電模式。 STC89C52 是 STC 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，是具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲(chǔ)器。 該系列單片機(jī)的始祖是 Intel 的 8031 單片機(jī)，后來隨著 Flash rom 技術(shù)的發(fā)展， 8031 單片機(jī)取得了長足的進(jìn)展，成為應(yīng)用最廣泛的 8 位單片機(jī)之一，其代表型號(hào)是 ATMEL公司 的 AT89 系列，它廣泛應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)之中。 (5) 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)。 6 第 2 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 如前所述，系統(tǒng) 的硬件部分設(shè)計(jì)主要包括 ： (1) 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 配料系統(tǒng)硬件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)部分的設(shè)計(jì)分為以下幾部分： 單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 4*4 矩陣鍵盤的設(shè)計(jì)，數(shù)碼管顯示接口的擴(kuò)展， A\D 轉(zhuǎn)換 PCF8591 轉(zhuǎn)換芯片電路的設(shè)計(jì)，報(bào) 警電路的設(shè)計(jì)。 由于配料控制器具有檢測(cè)功能 ,所以它還能輸出物料的瞬時(shí)流量和總累計(jì)量等。 工作原理是 :由操作人員或上位機(jī)根據(jù)實(shí)際配料 需要，向 配料控制器發(fā)流量控制命令 ,配料控制器就會(huì)將檢測(cè)到的流量與給定流量進(jìn)行比較。 配料控制器大都以標(biāo)準(zhǔn) 51單片機(jī)為核心 ,通過擴(kuò)展較多的外圍功能部件 ,來滿足生產(chǎn)需要 。而且本設(shè)計(jì)電路簡單，成本低，抗工頻干擾強(qiáng)，具有很好的推廣價(jià)值。 隨著工業(yè)自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化的進(jìn)展，自動(dòng)在線稱重、快速在線稱重和配料系統(tǒng)有了很大發(fā)展。先進(jìn)的設(shè)備是建設(shè)公司進(jìn)行招投標(biāo)參與競爭不可缺少的資本。 在國際 上，特別是在大型建筑工程建設(shè)中，要高質(zhì)量高水平地完成建設(shè)任務(wù)，能否迅速進(jìn)行混凝土配制是建設(shè)的關(guān)鍵。現(xiàn)在許多建筑工程和筑路，建橋、房屋建筑、工廠大規(guī)模的建設(shè)等都要求，承建建設(shè)任務(wù)的建筑公司必須使用皮帶配料秤單片 機(jī)控制器來控制物料的自動(dòng)配比，利用皮帶配料秤單片機(jī)控制器進(jìn)行配料，只需一人或幾人就可以在現(xiàn)場或遠(yuǎn)離物料配料場控制配料的完成，不僅節(jié)省了人力物力，也減少了環(huán)境污染，大大提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè)降低了生產(chǎn)成本。 protel 99SE 繪制電氣原理圖 .................