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標題: 單片機流水線分類系統設計資料 [打印本頁]

作者: chuanganqi 時間: 2020-12-8 15:51
標題: 單片機流水線分類系統設計資料
傳感器設計時候使用的C52的單片機基本設計思路和相關硬件如附件所呈現，
詢問相關程序的源代碼和原理圖
如何實現操作實現實物成功。

1.1 流水線分類系統的背景

最初的流水線產品分類系統完全是基于人力的工作系統，這種原始的分類系統主要是通過人工的分類和物料的搬運去實現對貨物的分類和提取。在這種物料的分類系統中浪費了較多的人、物力和財力對貨物進行人工查找與人工搬運等，從而導致工作的效率太低。尤其是在工作環境比較惡劣情況下，使用人工分類物料會讓物料分類的效率更低。上述的工作情況表明這種原始的工作模式明顯不能滿足現代化的物流配送對速度與準確性的較高要求，與此同時它也無法滿足生產企業的工作要求。因此，人們通過設計并制造出自動控制的物料輸送分類裝置，讓它代替之前的人工分類的工作方式，從而大大的提高了物料分類的效率。
由于科技的高速發展，各式各樣的自動化設備被用于物料的分類系統中。計算機、控制技術以及信息技術已經成為信息的傳遞和處理的重要方式，盡管在大多數的流水線產品分類系統中，有一些作業環節仍然需要有人工的配合，但是工作的強度正在逐漸減小。由純機械電子分類作業的自動分類系統由于設備越來越智能化并且更加的適應社會需要，在工業領域中有較多的采用。這種自動分類裝置可以在高溫、腐蝕以及有毒的氣體等危險環境下代替人工勞作，從而保護他們的人身安全。
1.2 流水線分類分類系統的意義

單片機流水線分類系統采用單片機進行控制，能持續、快速地分類出不同種類的物體，其誤差率很低而且工作量遠遠低于以往，從而不斷地提高了產品的生產效率。并且機械全自動的物質分類系統能夠靈活地與其它物流裝置進行完美的組合，實現對物料輸送流和物料信息流的分配與處理。它的開發屬于標準的和模塊的組裝，具有護理、檢測方便且系統布局靈活等特性，受位置原因的影響也較小。在使用過程中，只需依照其物料的差異性質，將原系統相應的稍微改變便可簡單、快捷的達到工作的需要。
目前工業上使用單片機控制是最普遍的自動化控制方式，由于它控制較為便捷且可以避免環境的干擾，所以企業普遍選用微控制器作為系統的控制中心。物料分類設備的單片機控制系統采用單片機技術、氣壓傳動技術、定位控制技術、傳感器技術以及電機傳動方式等，從而實現了高效率的物料分類，不僅節省了企業不必要的勞動力，而且也促進了我國工業化的發展！
1.3 控制系統的要求
結合實際需求，本流水線分類系統主要實現以下功能:
控制電機轉動實現傳送帶的驅動傳動；
能夠精準識別流水線貨物大小，并按大小進行分類；
實現控制舵機左右擺動，實現對大、小產品的分揀；
實現對流水線產品的計數顯示，及不同型號產品數量的統計；

采用液晶顯示屏LCD1602進行顯示。液晶顯示屏具有顯示功能強大，可以自己任意設置顯示內容，而且比較美觀，整體控制也比較容易。

方案比較：考慮到系統的顯示功能和控制方式本設計采用了LCD1602液晶作為顯示裝置。

2.3 系統總體方案

本流水線產品分類系統通過光電傳感器實現對產品的計數及產品的大小的分類，其中對計數傳感器與分類傳感器的感應距離通過調節完成，最后實現計數光電傳感器能對大、小產品同時計數，分類光電傳感器能夠實現對大產品、小產品的不同感應，單片機通過綜合判斷兩個傳感器的感應情況驅動舵機進行產品分類，并將統計數據顯示于液晶屏上。另外需有傳送帶驅動電機，帶動傳送帶運動，系統框圖如圖所示。

電機驅動控制電路主要通過單片機控制電機驅動芯片L298N，然后再由電機驅動芯片分別電機工作帶動傳送帶工作，保證其正常運轉，然后其原理如圖3.5所示。

圖3.6 電機驅動原理圖

3.4 紅外檢測電路設計3.4.1 紅外檢測模塊

該紅外避障傳感器是基于紅外對管模塊的紅外避障傳感器。該傳感器模塊對環境光線適應能力強，其具有一對紅外線發射與接收管，發射管發射出一定頻率的紅外線，當檢測方向遇到障礙物（反射面）時，紅外線反射回來被接收管接收，經過比較器電路處理之后，綠色指示燈會亮起，同時信號輸出接口輸出數字信號（一個低電平信號），可通過電位器旋鈕調節檢測距離，有效距離范圍 2～30cm，工作電壓為3.3V-5V。該傳感器的探測距離可以通過電位器調節、具有干擾小、便于裝配、使用方便等特點，可以廣泛應用于機器人避障、避障小車、流水線計數及黑白線循跡等眾多場合。

一、模塊參數說明

（1）當模塊檢測到前方障礙物信號時，電路板上綠色指示燈點亮電平，同時OUT端口持續輸出低電平信號,該模塊檢測距離2～30cm，檢測角度35°，檢測距離可以通過電位器進行調節，順時針調電位器，檢測距離增加；逆時針調電位器，檢測距離減少。

（2）傳感器主動紅外線反射探測,因此目標的反射率和形狀是探測距離的關鍵。其中黑色探測距離最小，白色最大，小面積物體距離小，大面積距離大。

（3）傳感器模塊輸出端口OUT可直接與單片機IO口連接即可，也可以直接驅動一個5V繼電器；連接方式：VCC-VCC；GND-GND；OUT-IO。

（4）可采用3-5V直流電源對模塊進行供電。當電源接通時，紅色電源指示燈點亮。

圖3.7 紅外避障模塊實物圖

3.4.2 紅外檢測原理圖

為滿足本流水線分類系統需求，本系統分別在工設置兩個紅檢測模塊，啟動一個用于計數，一個用于分類，原理圖如圖3.8所示。

圖3.8 紅外檢測原理圖

3.5 電源模塊

本系統供電除分為12V供電和5V供電，系統輸入220V市電然后進行降壓，整流，最后采用LM7805和LM7812穩壓芯片進行穩壓，產生12V和5V系統供電，穩壓完成后采用多個電容進行濾波保證電源質量，另在電路上設計一個LED發光二極管進行電源指示，詳細電路圖如圖3.9所示。

圖3.9 供電電路原理圖

4. 軟件設計4.1 程序設計

系統的程序設計(Programming)過程指的是后期整體程序的設計、編寫、調試的方法和過程。它是目標明確的智力活動。在進行大多數的控制系統的設計時候，除了前期對整體系統硬件的設計外，大量必須的工作就是后期怎樣根據每個系統的實際需要設計對應的符合要求的應用程序。因此，軟件設計在微機控制系統設計中占重要地位。對于本系統，軟件也占有重要的地位。

本系統軟件設計由主程序、初始化程序、液晶顯示程序、傳感器檢測程序、電機驅動程序、舵機驅動程序組成。

4.2 主機主程序

系統上電開始工作時首先執行初始化程序，初始化單片機、液晶顯示及相關程序參數初始化。初始化完成后進入while循環主函數，先驅動電機動作帶動傳送帶工作，然后開始光電檢測判斷，當分類光電為高電平時代表檢測到大號產品，驅動舵機左轉，當分類光電檢測為低電平時代表檢測到小號產品帶動光電右轉，檢測完成后最后更新液晶顯示，主機主程序流程圖如圖4.1所示。

圖4.1 主機主程序流程圖

4.3 LCD顯示程序流程圖

LCD1602液晶顯示器在本系統主要用于顯示當前產品計數數值等。首先程序開始后需要對LCD1602顯示器初始化，將屏幕清空，確保顯示正確。然后設置顯示內容需要顯示的位置，然后再寫入需要寫入的數據，如完成寫入反饋給單片機，完成單個字節的顯示寫入，后續其他內容依照上述步驟依次寫入顯示。顯示流程圖如圖4.2所示。

圖4.2 LCD1602液晶顯示器顯示流程圖

以上的Word格式文檔51黑下載地址：

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作者: chuanganqi 時間: 2020-12-8 15:55
詢問一下思路和相關原理設計

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