【正文】 ED(Light Emitting Diode)顯示和采用液晶顯示器LCD(Liquid Crystal Diode)顯示。 輸入輸出設(shè)備的選擇輸入輸出設(shè)備是指系統(tǒng)與各種人機(jī)之間的對話設(shè)備。②可對箱子進(jìn)行稱重：當(dāng)箱子達(dá)到一定原先計(jì)算設(shè)定好的重量時(shí)就說明箱子已裝滿，箱子的重量是要裝入所有產(chǎn)品的總重量，這種方法用到的傳感器有壓力傳感器，采用這種方法的缺點(diǎn)就是會(huì)有一定誤差，而且壓力傳感器也不好安裝。(2)判斷箱子是否已裝滿產(chǎn)品。 用紅外線照射判斷：當(dāng)箱子到位時(shí)擋住了紅外線發(fā)射端時(shí)，紅外線的接收端接收不到光信號從而產(chǎn)生信號，得出箱子到位，但紅外線探測器由于是利用物體輻射接收信號，所以信號較弱不準(zhǔn)確，而且紅外線傳感器價(jià)格較貴、易受干擾、成本也高。 檢測原理及傳感器選擇先看一下本系統(tǒng)所需的檢測，判斷的對象：(1)判斷空箱是否到位。定義嚴(yán)格(相比之下，Q總線、Multibus、S100總線均有線未定義，可能造成不兼容現(xiàn)象)，面向I/O設(shè)計(jì)、可靠性高。選擇不同的模塊組成系統(tǒng)，系統(tǒng)的擴(kuò)展容易，硬件設(shè)計(jì)簡單?？偩€：由于采用標(biāo)準(zhǔn)總線有良好的兼容性。8155的擴(kuò)展的I/O口較少，所以采用有較多的I/O接口的8255A芯片而不采用8155芯片進(jìn)行接口擴(kuò)展。 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)類型及相應(yīng)芯片、總線的選擇單片機(jī)類型：對于單片機(jī)的型號，由于系統(tǒng)不是特別復(fù)雜的較大型系統(tǒng)，我們在這里采用應(yīng)用廣泛、性能較高的8位高性能MCS51系列的8031芯片。所以采用單片機(jī)控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。綜上所述，通過對各種控制方案的分析比較，再加上對本系統(tǒng)實(shí)際情況、功能要求的結(jié)合，我們可以看出，采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制的方案將容易實(shí)現(xiàn)。功耗低：由于單片機(jī)集成度高，相應(yīng)其功耗相對于同功能的其他設(shè)備功耗低了很多。使用方便：由于單片機(jī)內(nèi)部功能強(qiáng)，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，因此應(yīng)用系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)非常簡單，又因?yàn)槭袌錾咸峁┒喾N多樣的單片機(jī)開發(fā)工具，它們具有很強(qiáng)的軟硬件調(diào)試功能和輔助設(shè)計(jì)的手段?？刂乒δ軓?qiáng)：單片機(jī)像計(jì)算機(jī)一樣是面向控制，它的實(shí)時(shí)控制功能特別強(qiáng)`，CPU可以直接對I/O口進(jìn)行各種操作(輸入/輸出、位操作以及算術(shù)邏輯操作等)，運(yùn)算速度高，最高可達(dá)16MHZ。所以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性比一般的微機(jī)系統(tǒng)高得多。 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)順序控制單片機(jī)具有下面一些特性：體積?。河捎趩纹瑱C(jī)內(nèi)部集成了計(jì)算機(jī)的基本功能部件，能滿足很多領(lǐng)域?qū)τ布墓δ芤?，因此由單片機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積特別小。(6)采用半導(dǎo)體和大規(guī)模集成電路元件和微機(jī)技術(shù)，可靠性很高，不需要進(jìn)行特殊的維護(hù)和保養(yǎng)。(4)由于硬件全部標(biāo)準(zhǔn)化、控制程序可變，所以在規(guī)模上具有擴(kuò)充性和互換性，即有很好的柔性。(2)程序的指令較少，編寫和輸入、變更也比較容易。 可編程序順序控制器這種順控器將計(jì)算機(jī)通用靈活和繼電器邏輯控制簡單、操作方便、價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，被稱為Programmable Logic Controller (可編程控制器)，簡稱PLC.。計(jì)算機(jī)具有功能完備、靈活性強(qiáng)和通用性廣、可組織批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，但需要較多的外圍設(shè)備，價(jià)格昂貴，這大大限制了它在工業(yè)控制中的使用范圍，加上它的原理復(fù)雜，增加了利用和維護(hù)的難度，導(dǎo)致普及推廣進(jìn)程緩慢。這種方案雖然較容易實(shí)現(xiàn)，但由于功能較少，故還達(dá)不到本系統(tǒng)的要求。(5)不管邏輯控制多么復(fù)雜，電路的復(fù)雜性靠二極管去完成，所以比較經(jīng)濟(jì)。(3)程序的改變?nèi)菀?，只需改變帶二極管的插頭(硬件)的位置，具有很大的柔性，現(xiàn)場作業(yè)可以放心。二極管矩陣順序控制器具有下列優(yōu)點(diǎn)：(1)制造原理簡單，很容易掌握。 二極管矩陣式順序控制器這種順序控制器是利用二極管(或三極管)來改變控制順序，是由輸入、輸出和矩陣組成的一種組合邏輯電路。(3)針對不同用途，要專門設(shè)計(jì)和制造控制線路板，控制用途若有改變，必須重新設(shè)計(jì)制作，這不利于系統(tǒng)的柔性化，阻礙了技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展。RLC的缺點(diǎn)是：(1)自動(dòng)化程度的提高，RLC的線路愈來愈復(fù)雜，增加了設(shè)計(jì)、連接、調(diào)試的工作量，維修的難度再度增加。(5)采用時(shí)間繼電器時(shí)，能實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。(4)輸出電流很方便的通過電磁產(chǎn)生機(jī)械力。(2)成本低，制造生產(chǎn)機(jī)械的廠家均可自行制造。但這種方式已經(jīng)過于老式，體積龐大、精度不高、成本也貴，顯然已不適合于本系統(tǒng)，所以不予考慮。改變順序較容易，但是它控制不了執(zhí)行元件的位置，定位還要靠限位開關(guān)。2 自動(dòng)裝箱控制方案論證 控制方案列舉分析及確定在這個(gè)系統(tǒng)中，從上面對系統(tǒng)要求的分析中可以看出：生產(chǎn)過程中的機(jī)器按確定的先后順序連續(xù)不斷的進(jìn)行開(ON)和關(guān)(OFF)，所以為順序控制。當(dāng)傳送帶2上的產(chǎn)品和傳送帶1上的箱子足夠多時(shí)，這個(gè)過程可以繼續(xù)不斷進(jìn)行下去,這就是產(chǎn)品自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的流程。如果不夠，則帶動(dòng)下一個(gè)空箱到達(dá)指定位置，繼續(xù)上述過程。(7)當(dāng)產(chǎn)品數(shù)與給定值不等時(shí)，將繼續(xù)控制傳送帶2運(yùn)動(dòng)，以便繼續(xù)裝入產(chǎn)品，直到零件數(shù)與給定值相等，停止傳送帶2電機(jī)，不再轉(zhuǎn)入產(chǎn)品。(5)當(dāng)產(chǎn)品一個(gè)一個(gè)落下時(shí)，通過檢測器2的檢測，將產(chǎn)生一系列脈沖信號。(3)當(dāng)包裝箱到位時(shí)，關(guān)斷電機(jī)電源，使傳送帶1停止運(yùn)動(dòng)。(2)接通電源，使傳送帶1的驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。本系統(tǒng)采用軟件計(jì)數(shù)方法。當(dāng)某一產(chǎn)品被送到傳送帶的末端，會(huì)自動(dòng)落入包裝箱內(nèi)，并由檢測器2轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖。為使空箱恰好對準(zhǔn)產(chǎn)品傳送帶的末端，以便使產(chǎn)品剛好落入箱中，在空包裝箱傳送帶的中間裝一檢測控制器1，用以檢測包裝箱是否到位。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及功能要求從上面分析論述，由系統(tǒng)功能要求、方案選擇和設(shè)備配置，我們可以設(shè)計(jì)出一個(gè)自動(dòng)裝箱系統(tǒng)，：檢測器2檢測器1傳送帶1傳送帶2 產(chǎn)品自動(dòng)裝箱系統(tǒng)原理圖，該系統(tǒng)帶有兩個(gè)傳送帶，及包裝箱傳送帶和產(chǎn)品傳送帶。尤其是在食品、飲料、藥品、電子等行業(yè)，這點(diǎn)都是至關(guān)重要的。 具有革命意義的自動(dòng)化浪潮改變著自動(dòng)裝箱的方方面面。包裝過程的各個(gè)項(xiàng)目選擇以及各類工業(yè)自動(dòng)化機(jī)構(gòu)，可以在一個(gè)具體工作場所的空間范圍內(nèi)，使每一個(gè)設(shè)計(jì)方案完成一項(xiàng)任務(wù)。它可以是簡單的，例如，從一個(gè)位置移向另一位置的一種單軸結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)壓力聯(lián)動(dòng)裝置，也可以是復(fù)雜的。顯然，自動(dòng)裝置(機(jī)械手或機(jī)器人)的選擇取決于這一過程的需求及特性。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的集裝箱系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著消除包裝工序及印刷貼標(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。 自動(dòng)裝箱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義自動(dòng)化水平在制造工業(yè)中不斷提高，應(yīng)用范圍正在拓展。現(xiàn)場總線是開放式工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng),是連接設(shè)置在工業(yè)過程現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備的數(shù)字化、串行、雙向、多站通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。與繼電器相比,不僅體積小,而且無火花運(yùn)行,安全可靠,在現(xiàn)場的安裝調(diào)試都比較簡單,很少由于地線出現(xiàn)故障而燒壞控制器。邏輯順序控制從繼電器發(fā)展為采用數(shù)字化邏輯順序控制系統(tǒng),從而產(chǎn)生了可編程控制器(Programmable Logic Controller ),俗稱PLC。分散是指功能分散、負(fù)荷分散和危險(xiǎn)分散,危險(xiǎn)分散是DCS系統(tǒng)的主要特征之一。這種系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到過程控制系統(tǒng)中,利用單元組合儀表及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),用軟件組成各種功能模件,并用CRT顯示溫度、壓力、液位、流量、成分等等過程參數(shù),通訊網(wǎng)絡(luò)把二者連成一個(gè)系統(tǒng)。進(jìn)入二十一世紀(jì)，國際上一種“新型自動(dòng)化控制系統(tǒng)”的興起，進(jìn)一步使工業(yè)控制向著智能化方向發(fā)展。但今天的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的內(nèi)涵已經(jīng)遠(yuǎn)不止這些，其應(yīng)用范圍也已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工業(yè)過程控制。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)是工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備和信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)備的核心。在工業(yè)自動(dòng)化體系中，一個(gè)重要的角色就是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，即IPC。作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)主要解決生產(chǎn)效率的問題?？刂评碚?、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)的應(yīng)用，極大地推進(jìn)了工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。雖然自動(dòng)化系統(tǒng)本身并不直接創(chuàng)造效益，但它對企業(yè)生產(chǎn)過程有明顯的提升作用。主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。本設(shè)計(jì)介紹一種以8031單片機(jī)為核心的流水線產(chǎn)品計(jì)數(shù)及裝箱，可以對工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行精確計(jì)數(shù)和裝箱。 automatic control 。對微型機(jī)控制裝箱系統(tǒng)進(jìn)行全面的論述和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。為了讀鍵盤給定值及檢測和控制，專門擴(kuò)展一個(gè)8255A可編程接口及程序存儲(chǔ)器EPROM2732(4K*8 200ns可用紫外線擦除標(biāo)準(zhǔn)EPROM)。隨著微機(jī)控制的普及，特別是單片機(jī)的應(yīng)用，給該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了極大的方便。 基于單片機(jī)的自動(dòng)計(jì)數(shù)與裝箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的自動(dòng)計(jì)數(shù)與裝箱控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要在工業(yè)生產(chǎn)中，常常需要對產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)、裝箱。如果用人工不但麻煩，而且效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。本論文設(shè)計(jì)了一種以8031單片機(jī)為核心的流水線產(chǎn)品計(jì)數(shù)及裝箱控制系統(tǒng)，可以對工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行精確的計(jì)數(shù)和裝箱。擴(kuò)展的8255A的B口用于給定值或產(chǎn)品計(jì)數(shù)顯示。關(guān)鍵詞：裝箱；自動(dòng)控制；單片機(jī)BASED ON MICROCOMPUTER SINGLE CHIP OF AUTOMATIC COUNTING AND RESTRAINING BOXESABSTRACTDuring the modern industrial production process, the product needs to count and pack. If this work replaces by the manpower, the efficiency is low and the labor intensity is big. Along with the popularization using of microputer, specially the using of microputer single chip, it has brought enormous convenient for this system design. In this paper, it introduces the central of 8031 microputer single chip, Which count accurately and pack in the automatic production streamlines. In order to read keys and detect signals. this system expand programmable I/O memory 8255A and procedure memory 2732. Port B are used for provided value and displaying count of products. At the same time discussing the system of automatic packing and the system design. Key Words：boxes。 microputer singlechip目錄1 緒論 1 課題背景及目的 1 工業(yè)控制的研究現(xiàn)狀 1 自動(dòng)裝箱控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義 2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及功能要求 32 自動(dòng)裝箱控制方案論證 5 控制方案列舉分析及確定 5 機(jī)械式的順序控制 5 繼電器順序控制(RLC) 5 二極管矩陣式順序控制器 6 用計(jì)算機(jī)的順序控制 6 可編程序順序控制器 6 用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)順序控制 7 自動(dòng)裝箱系統(tǒng)配置方案 8 單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)類型及相應(yīng)芯片、總線的選擇 8 檢測原理及傳感器選擇 8 輸入輸出設(shè)備的選擇 9 電機(jī)類型及其控制方案的選擇 9 確定自動(dòng)裝箱控制系統(tǒng)總體方案 103 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 微機(jī)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 控制電路設(shè)計(jì) 14 信號檢測(數(shù)據(jù)采集)電路 14 電機(jī)控制電路的設(shè)計(jì) 15 顯示電路設(shè)計(jì) 16 報(bào)警系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 17 給定值電路設(shè)計(jì) 184 軟件設(shè)計(jì) 19 程序流程圖 19 主程序的設(shè)計(jì)及其流程圖 19 動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖 21 中斷子程序流程圖 21 報(bào)警子程序設(shè)計(jì) 22 系統(tǒng)內(nèi)存單元分配 225 結(jié)論 23參考文獻(xiàn) 24致謝 25附錄 26附錄A 27附錄B 28附件 1 開題報(bào)告附件 2 譯文及原文復(fù)印件1 緒論 課題背景及目的在工業(yè)生產(chǎn)過程中,經(jīng)常需要對流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)和包裝,傳統(tǒng)的人工方法不僅容易漏計(jì)、錯(cuò)計(jì)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率較低。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)是一種運(yùn)用控制理論、儀器儀表、計(jì)算機(jī)和其它信息技術(shù)，對工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，達(dá)到增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低消耗、確保安全等目的的綜合性技術(shù)。工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)作為20世紀(jì)現(xiàn)代制造領(lǐng)域中最重要的技術(shù)之一，主要解決生產(chǎn)效率的問題。工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用了工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)對工業(yè)生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)檢測、控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，以達(dá)到提高產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量、降低生產(chǎn)消耗、確保安全等目的。工業(yè)自動(dòng)化體系主要包括工業(yè)自動(dòng)化軟件、硬件和系統(tǒng)三大部分。自動(dòng)化系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)信息科學(xué)的緊密結(jié)合，給工業(yè)生產(chǎn)過程帶來了新的技術(shù)革新?；蛘呓挟a(chǎn)業(yè)PC。傳統(tǒng)意義上，將用于工業(yè)生產(chǎn)過程的測量、控制和管理的計(jì)算機(jī)統(tǒng)稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)和過程輸入、輸出通道兩部分。 工業(yè)控制的研究現(xiàn)狀當(dāng)今工業(yè)控制多以集散控制、PLC、現(xiàn)場總線為主體，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程控制和生產(chǎn)管理集于一體化。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，引進(jìn)了集散系統(tǒng)，習(xí)慣上稱之為集散系統(tǒng)或DCS。因此DCS的一個(gè)顯著特點(diǎn)是各工藝現(xiàn)場由現(xiàn)場控制站進(jìn)行分散控制,各個(gè)分散控制得