数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——单片机控制的自动加料机控制系统

数理与信息工程学院

《单片机原理及应用》期末课程设计

题 目： 基于单片机的自动加料机控制系统

专 业： 计算机科学与技术（专升本） 班 级： 计算机07计专升本 姓 名： 姜 燕 青 学 号： 07191110 指导老师： 余 水 宝 成 绩：

( 2008.6 )

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数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——单片机控制的自动加料机控制系统

目 录

第1节 引 言 ......................................................................................................................................... 3

1.1 题目来源及课题意义 ............................................................................................................... 3 1.2 自动加料机控制系统的工作原理及技术要求 ....................................................................... 3 1.3 系统的主要技术参数： ........................................................................................................... 3 第2节 方案论证 ................................................................................................................................. 4

2.1 物位传感器的选择 ................................................................................................................... 4 2.2 存储器扩展电路的选择 ........................................................................................................... 4

2.2.1 24C01扩展： ............................................................................................................. 4 2.2.2 2864A芯片扩展： ..................................................................................................... 5 2.3 LED显示电路选择 .................................................................................................................. 6

2.3.1 LED静态显示方式 ..................................................................................................... 6 2.3.2 LED动态显示方式 ..................................................................................................... 7 2.4 键盘输入电路......................................................................................................................... 7

2.4.1 矩阵式键盘接口： .................................................................................................... 7 2.4.2 独立式按键接口： .................................................................................................... 7

第3节 自动加料机主电路 .................................................................................................................. 8

3.1 系统结构原理图......................................................................................................................... 8 3.2 主机电路核心器件介绍 ............................................................................................................. 8

3.2.1 AT89C51主要性能参数 ............................................................................................. 8 3.2.2 AT89C51 功能特性概述 ............................................................................................ 9 3.2.3 空闲节电模式 .......................................................................................................... 11 3. 2. 4 掉电模式 .................................................................................................................. 11 3.3 键盘及显示电路...................................................................................................................... 11

3.3.1 键盘接口 ................................................................................................................ 12 3.3.2 8255A芯片介绍 ..................................................................................................... 13 3.3.3 8255A引脚功能 ..................................................................................................... 13 3.4 外部存储器扩展电路 ............................................................................................................ 15 3.5 看门狗MAX813L电路 ............................................................................................................ 18 第4节 软件设计 ............................................................................................................................... 21 第5节 结 束 语 ............................................................................................................................... 25 参考文献 ................................................................................................................................................. 26

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数理与信息工程学院《单片机原理及应用》期末课程设计——单片机控制的自动加料机控制系统

基于单片机的自动加料机控制系统

数理与信息工程学院 07计算机专升本 姜燕青

指导教师：余水宝

第1节 引 言

1.1 题目来源及课题意义

在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动加料机控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。

1.2 自动加料机控制系统的工作原理及技术要求

本设计的由单片机控制的自动加料系统是与料斗式干燥机配套的加料系统。根据加料工艺要求，其工作原理是：先将真空管关闭，启动电机，用低真空气流将塑料树脂粒子送入真空管，电机停转，再将粒子排入料斗，如此循环。

在设计的控制系统中，可用一个电机控制两个加料生产线，由方向阀切换。两个生产线既可单独运行，也可同时运行。假如两者同时运行，当一生产线输送结束后，判断到另一个生产线排料已经结束，那么，电机不停转而方向阀换向，从而为另一个生产线送料。这样可以发挥控制系统和电机的效率，从而实现供料自动化。

控制系统的控制器有单片机89C51和扩展电路组成，单片机控制继电器，继电器控制交流接触器，又由接触器控制电机等执行机构的运动。本控制系统可以根据送料工艺的需要，设置两条生产线的输送、排料、满料、空料等参数值，也可装载系统前次工艺参数值。

1.3 系统的主要技术参数：

（1） 用一台电机控制两条生产线

（2） 要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间 （3） 时间误差：0.1秒 （4） 具有抗干扰能力

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第2节 方案论证

2.1 物位传感器的选择

物位是指贮存容器或工业生产设备里的液体、粉粒壮固体、气体之间的分界面位置，也可以是互不相溶的两种液体间由于密度不等而形成的界面位置。根据具体用途分为液位、料位、界位传感器或变送器。物位不仅是物料耗量或产量计量的参数，也是保证连续生产和设备安全的重要参数。特别是在现代工业中，生产规模大，速度高，且常有高温、高压、强腐蚀性或易燃易爆物料，对于物位的监视和自动控制更是至关重要。

2.2 存储器扩展电路的选择

AT89C51单片机是51系列单片机的一个成员，是8051单片机的简化版。内部自带2K字节可编程FLASH存储器的低电压、高性能COMS八位微处理器，与Intel MCS-51系列单片机的指令和输出管脚相兼容。由于将多功能八位CPU和闪速存储器结合在单个芯片中，因此，AT89C2051构成的单片机系统是具有结构最简单、造价最低廉、效率最高的微控制系统，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，减少了硬件开销，节省了成本，提高了系统的性价比。 2.2.1 24C01扩展：

串行总线上的各单片机或集成电路模块，通过一条数据线(SDA)和一条时钟线(SCL)，按照通信规约进行寻址和信息传输。每个集成电路模块都有唯—伪地址，既可以是主控机(能控制总线，并能完成一次传输过程的初始化和产生时钟信号及传输终止信号的器件)或被控机(被主控器寻址的器件)，可以是发送器(在总线1：发送信息的器件)或接收器(从总线上接收治息的器件) I2C总线上的器件，根据它的不同工作状态，可分为主控发送器、主控接收器、被控发送器、被控接收器。当多个主控器同时企图控制总线而不丢失信，这叫多主竞争。这时就要进行仲裁，仲裁就是针对这种情况进行裁决的过程。只允许其卞一个主控器继续占用总线，其它退出丰搀器状态。仲裁过程中还要保证总线的信息不丢失。多主竞争时必须对所有参与竞争的主控器的时钟信号进行同步处理。信息传输时，SCL为高电平期间，SDA上的信息必须保持稳定不变，只有SCL为低电平期间，SDA上的信息才允许变化。同时SDA上信息每一位部和SCL的时钟脉冲相对应。SCL没有时钟信号，SDA信息将停止传输处于等待状态。这因为线“与”逻辑，使SCL在低电平时钳住总线。实现线“与”逻辑功能各

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