【正文】 平，單片機檢測到低電平之后就能判斷有文件送達(dá)碎紙機，并馬上開啟電機進(jìn)行碎紙。 DB1S650光電傳感器外觀 過載檢測電路過載檢測電路的作用是判斷一次送入的文件是否超過碎紙機負(fù)載能力，本碎紙機使用的厚度傳感器為根據(jù)機器人利用觸須自動規(guī)避障礙物的原理，自己動手制作的簡易實用傳感器，在文件入口兩側(cè)各放置一個金屬觸須，觸須外側(cè)布置單片機的地線，當(dāng)文件厚度超過兩個觸須之間的寬度時，觸須受到擠壓而接觸到單片機的地線，使得觸須電位被強制拉低，如果單片機同時檢測到兩根觸須均為低電平時，即可判斷送入的文件厚度超標(biāo)，即檢測到過載信號，此時單片機會阻止電機的轉(zhuǎn)動。主要器件為溫度傳感器DS18B20。溫度傳感器的種類眾多，在應(yīng)用與高精度、高可靠性的場合時 DALLAS公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器性能卓越。DS18B20 的主要特征：全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出；先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信；最高12 位分辨率，；12位分辨率時的最大工作周期為750毫秒；可選擇寄生工作方式；檢測溫度范圍為–55176。C ；內(nèi)置EEPROM ，限溫報警功能；64 位光刻 ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機掛接；多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。 碎紙刀具選擇電路 碎紙速度選擇電路碎紙機速度選擇電路由三極管、繼電器等器件組成，“快速”按鍵被按下時，單片機會輸出低電平到三極管9012的基極，三極管導(dǎo)通使得繼電器常閉觸頭打開，常開觸頭閉合，電機被切換至低阻回路，電流增大，從而使得電機轉(zhuǎn)速增加，碎紙機碎紙速度提高。 碎紙速度選擇電路 風(fēng)冷散熱電路第七代產(chǎn)品，引入水冷或者風(fēng)冷系統(tǒng)對電機進(jìn)行散熱，是的碎紙機持續(xù)碎紙時間達(dá)到40分鐘以上，大大延長工作時間，本設(shè)計采用風(fēng)冷散熱，當(dāng)溫度傳感器檢測到溫度比較高時，單片機會輸出高電平信號給三極管的基級，使得NPN三極管Q4導(dǎo)通，繼而啟動P4接口上的直流散熱風(fēng)扇，給電機散熱，已達(dá)到降溫目的。 安全報警電路 數(shù)碼管顯示電路本設(shè)計使用兩個七段LED數(shù)碼管來顯示當(dāng)前電機溫度值。這些段分別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。 數(shù)碼管管腳定義，如果要顯示一個“2”字，那么應(yīng)當(dāng)是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。小尺寸數(shù)碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數(shù)碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，電流不超過30mA。常用LED數(shù)碼管顯示的數(shù)字和字符是0、A、B、C、D、E、F。 數(shù)碼管顯示電路 按鍵控制電路碎紙機控制面板上設(shè)置有四個按鍵。按鍵S2（換刀鍵）為換刀控制鍵，當(dāng)需要改變碎紙機的碎紙效果，改變碎片形狀，則按下S2鍵即可。S4為復(fù)位鍵，按下S4能夠使單片機控制系統(tǒng)重新啟動，重新開始。編程軟件為Keil C51編譯器。C語言由早期的編程語言BCPL(Basic Combined Programming Language)發(fā)展演變而來。1972～1973年。歸納起來C語言具有如下特點:C語言具有結(jié)構(gòu)化控制語句。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦阌诰S護(hù)及調(diào)試。它即可以像匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址這些計算機基本工作單元進(jìn)行操作。C語言功能齊全、生成代碼質(zhì)量高。用C語言編寫的程序，編譯后一般只比有豐富經(jīng)驗的匯編編程人員所編寫的匯編程序效率低10%～20%。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部分組合在一起。如果使用C語言編程，那么Keil幾乎就是不二之選，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真調(diào)試工具也能夠事半功倍。通過Keil軟件的集成開發(fā)環(huán)境(uVision)對C語言源程序進(jìn)行編譯，對目標(biāo)模塊和庫模塊進(jìn)行鏈接以產(chǎn)生一個目標(biāo)文件，生成HEX文件，然后下載到單片機中。 Keil C51進(jìn)行程序調(diào)試的界面 碎紙機控制系統(tǒng)軟件組成碎紙機控制系統(tǒng)主要由系統(tǒng)主控制程序、溫度檢測程序、數(shù)碼管顯示程序等模塊組成。單片機不間斷的掃描按鍵和傳感器輸出信號，一旦檢測到信號輸入，則啟動碎紙機恢復(fù)待機狀態(tài)，需要進(jìn)行碎紙時，單片機可以迅速的啟動碎紙機在主電機進(jìn)行碎紙。void main(){ int gewei,shiwei。 P3=0。 // 關(guān)閉散熱系統(tǒng) BaoJing = 0。 // 關(guān)閉電機 SuDuOut = 0。 // 刀具切換輸出關(guān)閉 while(1) { read_temp()。 shiwei = tvalue%1000/100+0 。 //顯示十位數(shù) P1=table[gewei]。 // 開啟風(fēng)冷散熱 if(tvalue320) // 當(dāng)溫度高于32度時 { BaoJing = 1。 // 關(guān)閉報警器 } } else { SanRe = 0。 // 關(guān)閉報警器 }/**************************刀具切換判斷*****************************/ if(DaoJuIn == 0) //如果刀具切換按鍵按下 { DaoJuOut= ~ DaoJuOut。 }/**************************速度切換判斷*****************************/ if(SuDuIn == 0) //如果速度切換按鍵按下 { SuDuOut= ~ SuDuOut。 }/***********當(dāng)有合適的文件送入，并且溫度正常時，開啟電機碎紙*************/ if( ((GuangD1==0)||(GuangD2==0))amp。(tvalue360) ) //任意光電傳感器檢測到文件 { StopOut = 1。 // 關(guān)閉電機 } delay1ms(200)。支持多點組網(wǎng)功能，多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個，實現(xiàn)多點測溫，如果數(shù)量過多，會使供電電源電壓過低，從而造成信號傳輸?shù)牟环€(wěn)定。DS18B20的初始化步驟：（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。 　?。?） 延時750微秒（該時間的時間范圍可以從480到960微秒）。 　?。?） 延時等待（如果初始化成功則在15到60毫秒時間之內(nèi)產(chǎn)生一個由DS18B20所返回的低電平“0”。 　?。?） 若CPU讀到了數(shù)據(jù)線上的低電平“0”后，還要做延時，其延時的時間從發(fā)出的高電平算起（第（5）步的時間算起）最少要480微秒。void ds1820rst() /*ds1820復(fù)位*/{ unsigned char x=0。 //DQ復(fù)位 delay_18B20(4)。 //DQ拉低 delay_18B20(100)。 //拉高 delay_18B20(40)。 　　（2）延時2微秒。 　?。?）延時3微秒。 　?。?）延時5微秒。 　?。?）延時60微秒。 unsigned char dat = 0。i0。 //給脈沖信號 dat=1。 //給脈沖信號 if(DQ) dat|=0x80。 } return(dat)。前5個數(shù)字為符號位，當(dāng)前5位為1時，讀取的溫度為負(fù)數(shù)；當(dāng)前5位為0時，讀取的溫度為正數(shù)。read_temp()/*讀取溫度值并轉(zhuǎn)換*/{ uchar a,b。 ds1820wr(0xcc)。 //*啟動溫度轉(zhuǎn)換*/ ds1820rst()。 //*跳過讀序列號*/ ds1820wr(0xbe)。 b=ds1820rd()。 tvalue=8。 if(tvalue0x0fff) tflag=0。 tflag=1。 //溫度值擴大10倍，精確到1位小數(shù) return(tvalue)。然后根據(jù)測得的溫度值進(jìn)行顯示： gewei = tvalue%100/10。 P3=table[shiwei]。 // 顯示個位數(shù)第五章 碎紙機控制系統(tǒng)調(diào)試與實物制作 仿真調(diào)試碎紙機控制系統(tǒng)在硬件電路設(shè)計和軟件設(shè)計結(jié)束以后。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。其仿真效果和STC89C52等價，因此該仿真能夠順利進(jìn)行。 溫度檢測與數(shù)碼管顯示仿真圖 碎紙機隨溫度變化的工作狀態(tài)為便于在夏季進(jìn)行測試，在程序中，設(shè)定當(dāng)溫度超過30攝氏度時，即開啟散熱系統(tǒng)，溫度超過32攝氏度時，即開啟報警系統(tǒng)，當(dāng)溫度超過35攝氏度時，及啟動急停剎車。 溫度為25攝氏度時碎紙機工作狀況，此時散熱電機和報警指示燈都不亮，只有碎紙機主電機指示燈亮，表明在25攝氏度，碎紙機正常工作，并且無需散熱。，當(dāng)溫度值為33攝氏度時，散熱系統(tǒng)、報警電路以及主電機的指示燈都點亮，表明碎紙機溫度已經(jīng)很高，碎紙機勉強能夠運轉(zhuǎn)，但應(yīng)當(dāng)盡量停止工作。 溫度為31攝氏度時工作狀況 溫度為33攝氏度時碎紙機工作狀況 溫度為36攝氏度時碎紙機工作狀況 光電檢測信號與厚度檢測信號仿真碎紙機在沒有文件送入時，不會開啟電機，當(dāng)有文件送入但是厚度超標(biāo)時也不會開啟電機，只有當(dāng)送入厚度合適的文件時才會開啟電機，設(shè)定溫度為25攝氏度，進(jìn)行了一系列的仿真，兩個光電傳感器和兩個厚度傳感器有16種組合，但是限于篇幅，本文只選取三種組合進(jìn)行說明。當(dāng)光電傳感器1處于低電平，并且厚度傳感器處理高電平，即檢測到合適的文件時，碎紙機主電機正常工作。 沒有檢測到文件時碎紙機不工作 檢測到文件并且厚度沒有超標(biāo)時碎紙機正常工作 檢測到文件但是厚度超標(biāo)時碎紙機工作狀況 碎紙機控制系統(tǒng)仿真調(diào)試總電路圖 實物制作，為碎紙機控制系統(tǒng)實物外觀圖。第六章 結(jié) 論本次設(shè)計總體來說是比較成功的，預(yù)定目標(biāo)中的功能都一一實現(xiàn)，首先，實現(xiàn)了碎紙機碎紙速度和碎紙方式的可調(diào)節(jié)；第二，引入風(fēng)冷技術(shù)，增加通風(fēng)散熱系統(tǒng)，大幅度增加機器連續(xù)工作時間和快速恢復(fù)待機狀態(tài)，減少人員工作時間，提高工作效率；第三，實現(xiàn)過載保護(hù)、過熱保護(hù)和過壓保護(hù)并有聲音報警，保證使用的安全性和可靠性；第四，引入光電傳感器，能夠檢測到是否有文件送入，當(dāng)沒有文件送入時，電機不工作，即保持待機狀態(tài)，只有當(dāng)有文件送入時電機才工作，并且當(dāng)待機時間超過設(shè)定值時，機器能夠自動斷電，使得碎紙機能耗大幅降低。參考文獻(xiàn)[1] Recycling saves more than million trees in 2010[J],Health Management Technology，January 2011:7.[2] 王東鋒 王會良 董冠強,單片機C語言應(yīng)用100例[M],北京:電子工業(yè)出版社2009年7月，288～290.[3] 李君華 劉彥飛，碎紙機人性化設(shè)計探索與研究[J],藝術(shù)與設(shè)計2010:88～90. 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