印染全自動(dòng)配漿控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目全自動(dòng)配漿裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院自動(dòng)化及其電氣工程學(xué)院專 業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí) 電氣111學(xué) 號(hào) 1110320019 學(xué)生姓名 譚家?guī)浿笇?dǎo)教師 徐然完成日期 2015年5月23日 浙 江 科 技 學(xué) 院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (2015屆)題目印染全自動(dòng)配漿控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)院自動(dòng)化及其電氣工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)電氣111學(xué)號(hào) 1110320019學(xué)生姓名譚家?guī)浿笇?dǎo)教師徐然完成日期2015年5月23日摘 要在印染企業(yè)的工序流程中，配漿是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。配漿是印染工序流程中一項(xiàng)需要不斷重復(fù)的工作，目前常用的人工配漿不但勞動(dòng)強(qiáng)度大

2、，而且誤差大。此設(shè)計(jì)旨在研究全自動(dòng)配漿機(jī)的數(shù)字化控制、自動(dòng)化操作，以取代手工操作，提高生產(chǎn)效率，提高印染的生產(chǎn)質(zhì)量。主要是設(shè)計(jì)用于印染車間的全自動(dòng)配漿裝置的控制系統(tǒng)軟硬件。該系統(tǒng)硬件部分由“51”系列單片機(jī)及C51編程語(yǔ)言，設(shè)計(jì)電泵控制電路、按鍵控制電路、液晶顯示電路、AD轉(zhuǎn)換電路組成，軟件部分包括重量采樣程序、重量控制程序、按鍵掃描和液晶顯示控制程序。結(jié)果表明該設(shè)計(jì)方案可行。設(shè)計(jì)成果在促進(jìn)印染事業(yè)的較快發(fā)展具有重要意義。嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容能夠充分體現(xiàn)出電氣行業(yè)的嚴(yán)密性和工業(yè)設(shè)計(jì)中電氣專業(yè)的特色。關(guān)鍵詞：配漿控制；重量采樣；重量控制；AD轉(zhuǎn)換；液晶顯示；Ab

3、stractIn the process of printing and dyeing enterprises in the process, the laboratory is a key link, it is related to product quality and enterprise's competitiveness. Blending is a repeat of the work process of the laborator

4、y, artificial pulp not only high labor intensity, and big error. This design aims at the study of digital control, automatic mixing machine of automatic operation, to replace the manual operation, improve production efficiency,imp

5、rove the quality of printing and dyeing production. It mainly includes the design ofhardware and software for the control system of the automatic mixing device of printing and dyeing workshop. The "51 core" series microc

6、ontroller and C51 programming language,the design of electric pump control circuit, control circuit, LCD displaycircuit,ADconversion circuit design, weight sampling program, weight control program, key scanningand liquid crystal display con

7、trol program. The specific requirements of PCB by line components, sampling 1 signal (4 20mA), the weight of the maximum weight of less than 5kg. 4, control of electric pump and paste injection, weight control

8、precision is less than or equal to 5g, the key scanning use special chip, display with Chinese font lcd. The results show that the design is feasible. The design results is the important meaning to promote the rapid development of prin

9、ting and dyeing industry. The design is strictly in accordance with the relevant national standards and industry standards, specifications, design contentcan fully reflect electrical design rigor and the characteristics of the electrical eq

10、uipment industry.Keywords:Mixing control; Automatic control; Single chip microcomputer; The AD conversion；Liquid crystal display control；目 錄摘要IAbstractII目錄.III第一章 緒論11.1 課題研究背景及意義.11.2 自動(dòng)配漿技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀.11.3 課題的研究任務(wù).2第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)框圖32.2 系統(tǒng)工作流程42.3軟件方案設(shè)計(jì)4第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)63.1 AT89C51單片機(jī)73.2 重量采樣83.2.1 電子稱1

11、03.2.2A/D轉(zhuǎn)換123.2.3 ADC0809工作原理123.3重量控制13 電泵控制133.3.2 電磁閥控制143.4 按鍵設(shè)置16第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).174.1 系統(tǒng)軟件框圖154.1.1 LCD液晶顯示系統(tǒng)第五章 課題的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性分析.456.1 經(jīng)濟(jì)性分析.45 6.2 環(huán)保性分析.45 6.3 安全性分析.45第七章 結(jié)論46致 謝47參考文獻(xiàn).48附錄1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖49附錄1 系統(tǒng)原理總圖.50第一章 緒論1.1課題研究背景及意義在印染企業(yè)工序流程中，配漿是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。配漿是印染車間的工序流程中一項(xiàng)需不斷重復(fù)的工作，人工配漿不

12、但勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且誤差大。此設(shè)計(jì)旨在研究全自動(dòng)配漿機(jī)的數(shù)字化控制、自動(dòng)化操作，以取代手工操作，提高生產(chǎn)效率，提高印染的生產(chǎn)質(zhì)量。雖然在我國(guó)一些企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用了相關(guān)的自動(dòng)化系統(tǒng)，但是基本上都是從國(guó)外引進(jìn)的，需要去購(gòu)買外國(guó)的技術(shù)、設(shè)備和原料，增加了產(chǎn)品成本。為了解決這一問(wèn)題，我們根據(jù)生產(chǎn)企業(yè)的要求，研發(fā)了自動(dòng)配漿控制系統(tǒng)。根據(jù)用戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，并開發(fā)了界面友好的控制系統(tǒng)，適合我國(guó)大多數(shù)印染企業(yè)的需求。這套自動(dòng)配漿系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效降低配漿工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，提高企業(yè)的快速反應(yīng)能力，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有廣闊的市場(chǎng)前景。1.2自動(dòng)配漿技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀在先進(jìn)的工業(yè)化國(guó)家，計(jì)

13、算機(jī)配漿系統(tǒng)已是印染行業(yè)的基本生產(chǎn)工具，而在我國(guó)，這方面的技術(shù)才剛剛起步。中國(guó)的紡織印染企業(yè)要參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，就必須采用先進(jìn)的設(shè)備和方法。隨著全球紡織品服裝配額制的取消，印染行業(yè)的全球競(jìng)爭(zhēng)將更加激烈，印染企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟必須提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，對(duì)市場(chǎng)變化快速響應(yīng)。就印染行業(yè)中的化驗(yàn)室配色而言，由化驗(yàn)室工作流程可以看出配漿過(guò)程在完成一次配漿任務(wù)中是需要不斷重復(fù)的。而在傳統(tǒng)配漿工藝中配液過(guò)程的取漿、配漿過(guò)程都是由工作人員手工操作。這種手工操作不但勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且人為誤差大、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響企業(yè)的生產(chǎn)效率，削弱企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。為了解決這一問(wèn)題，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外企業(yè)開始了對(duì)實(shí)驗(yàn)室

14、自動(dòng)配漿系統(tǒng)的研究。隨著科學(xué)技術(shù)的提高和設(shè)備的更新, 原來(lái)的配漿箱方式配漿已逐步被管道配漿方式替代。在管道配漿方式中, 采用三種配漿方式包括流量給定控制方式、比率自動(dòng)控制方式和絕干量配比自動(dòng)控制方式。配比自動(dòng)控制方式按參與配漿的絕干纖維量來(lái)計(jì)算和控制各種漿的配比, 具有配漿效果好、漿種配比穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。我們通過(guò)對(duì)當(dāng)前印染行業(yè)現(xiàn)狀的廣泛了解以及未來(lái)發(fā)展方向的深入研究, 設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了采用全自動(dòng)控制方式的配漿自動(dòng)控制系統(tǒng), 它的特點(diǎn)是系統(tǒng)控制精度高, 即使在來(lái)漿濃度不穩(wěn)定的情況下也能做到成漿配比穩(wěn)定, 配比直接通過(guò)軟件設(shè)定, 操作十分方便, 而且系統(tǒng)采用軟件組態(tài)的方式, 軟件兼容性和擴(kuò)展性得到極大提高

15、。1.3 課題的研究任務(wù)根據(jù)當(dāng)前的現(xiàn)狀，我們擬使用采用“51內(nèi)核”系列單片機(jī)設(shè)計(jì)用于印染車間的全自動(dòng)配漿裝置的控制系統(tǒng)軟硬件。并采用模塊化、層次化的思想開發(fā)控制軟件和系統(tǒng)管理軟件，進(jìn)而通過(guò)統(tǒng)一的應(yīng)用程序接口，使得系統(tǒng)軟件具有良好的可移植性、可擴(kuò)展性和互操作性。第二章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)框圖該設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖如下所示：全自動(dòng)配漿裝置控制系統(tǒng) 液晶顯示模塊重量傳感器（秤）電磁閥 AD轉(zhuǎn)換 單片機(jī)電泵控制 按鍵控制配漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：圖2.1.1 配漿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖該系統(tǒng)組成：四個(gè)原漿桶、一個(gè)成漿桶、一個(gè)秤（重量傳感器）、電泵四個(gè)、四個(gè)電磁閥、管道若干。2.2系統(tǒng)工作流程配漿系統(tǒng)整個(gè)工作流程如下：有四

16、個(gè)存放有不同單色原料的原漿桶。每個(gè)水桶都裝有一個(gè)通往另外大水桶（合成液）的管子，一個(gè)電泵，一個(gè)電磁閥門。根據(jù)設(shè)定，使用單片機(jī)控制電泵按照用戶的標(biāo)準(zhǔn)抽取一定量的原料進(jìn)入大水桶中，具體量的控制由用戶在液晶屏中選擇的方案控制，電磁閥門決定管道輸入的閉合，最后得到需要合成的原料。整個(gè)控制描述：1 按一下啟動(dòng)按鍵，系統(tǒng)開始工作。2 用按鍵部分輸入1，液晶顯示1號(hào)方案啟動(dòng)，系統(tǒng)采用1號(hào)方案工作。3 電泵控制電路通過(guò)單片機(jī)控制電泵轉(zhuǎn)動(dòng)。4 重量傳感器傳過(guò)來(lái)的值逐漸接近用戶預(yù)訂值時(shí)，可以提前在程序中設(shè)定好，電泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)。5 液晶顯示1號(hào)色漿注入完成。6 2號(hào)，3號(hào)，4號(hào)采取和1號(hào)相同的控制策略。2.3軟件方案

17、設(shè)計(jì)1. 單片機(jī)部分，單片機(jī)采用AT89C51芯片。2. 液晶顯示，液晶可以用LD12864芯片。3. AD轉(zhuǎn)化部分，采用ADC0809，它的作用就是把重量傳感器傳上來(lái)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，然后單片機(jī)直接讀取。4. 重量傳感器（秤），用來(lái)采樣配漿桶中漿液的重量，在原理圖中象征性的用一個(gè)模擬信號(hào)代替。第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 AT89C51單片機(jī)本次中設(shè)計(jì)采用的AT89C51單片機(jī)如下圖所示： 圖3.1.1 AT89C51單片機(jī)原理圖單片機(jī)是該配漿系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，本次設(shè)計(jì)選用AT89C51單片機(jī)。本研究課題選用的單片機(jī)以5V供電，但是實(shí)際的電壓范圍可以再3.3-5.5V之間波動(dòng)，大大的

18、提高了單片機(jī)對(duì)電壓的適應(yīng)能力。單片機(jī)的擁有多大8K字節(jié)的用戶程序空間，擁有RAM512字節(jié)。實(shí)際最高工作頻率可達(dá)48MHz，正常最高位40MHz。擁有32個(gè)通用I/O口，系統(tǒng)復(fù)位后，P0口是漏極開路輸出，而P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉。PO在作為普通I/O口使用時(shí)需要加上拉電阻，但是作為總線擴(kuò)展使用時(shí)不許接上拉電阻即可正常工作。STC89C52單片機(jī)具有在線可編程（ISP）和在應(yīng)用可編程（IAP），在應(yīng)用中可以省去專用的編程器。單片機(jī)的UART(通用異步串行口)可以用定時(shí)器通過(guò)軟件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART。單片機(jī)自帶的EEPROM的大小為1k，可以讓用戶在掉電情況下也可以保持?jǐn)?shù)據(jù)。

19、16位的定時(shí)器(計(jì)數(shù)器)擁有3個(gè)，外部中斷擁有4路，可以設(shè)置為下降沿出發(fā)方式和低電平觸發(fā)方式兩種。單片機(jī)的看門狗功能可以有效的防止程序跑飛。單片機(jī)中的中央處理器CPU和通用微處理器基本相同，由運(yùn)算器和控制器組成，另外增設(shè)了“面向控制”的處理功能，如位處理、查表、多種跳轉(zhuǎn)、乘除法運(yùn)算、狀態(tài)檢測(cè)、中斷處理等增強(qiáng)了實(shí)時(shí)性。通過(guò)它來(lái)控制電磁繼電器決定漿液流通管道電磁閥門的開閉，按鍵鍵盤的輸入，電泵電機(jī)工作等一系列工作流程。3.2重量采樣 重量采樣是搜集配漿桶中重量信號(hào)的步驟，當(dāng)桶中配漿桶中的的量不斷的變化時(shí)，采樣到的電壓通過(guò)AD轉(zhuǎn)換把模擬量變?yōu)閿?shù)字量，為單片機(jī)讀取。3.2.1 電子秤該配漿系統(tǒng)使用的電

20、子秤如下所以： 圖3.2.1 重量傳感器（稱）配漿系統(tǒng)中使用的電子稱也就是重量傳感器，是利用物體的重力作用來(lái)確定物體質(zhì)量的測(cè)量?jī)x器，也能用來(lái)確定與物體質(zhì)量相關(guān)的其他量的大小，參數(shù)，或是特性。電子稱一般由以下三部分組成。承重、傳力復(fù)位系統(tǒng)，稱重傳感器，測(cè)量顯示和數(shù)據(jù)輸出的的載荷測(cè)量裝置。當(dāng)被稱物體放置在秤體的秤臺(tái)上時(shí)，其重量便通過(guò)秤體傳遞到稱重傳感器，傳感器隨之產(chǎn)生力電效應(yīng)，將物體的重量轉(zhuǎn)換成與被稱物體重量成一定函數(shù)關(guān)系(一般成正比關(guān)系)的電信號(hào)(電壓或電流等)。此信號(hào)由放大電路進(jìn)行放大、經(jīng)濾波后再由模/數(shù)（A/D）器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)字信號(hào)再送到微處器的CPU處理，CPU不斷掃描鍵盤和各種功能開關(guān)，

21、根據(jù)鍵盤輸入內(nèi)容和各種功能開關(guān)的狀態(tài)進(jìn)行必要的判斷、分析、由儀表的軟件來(lái)控制各種運(yùn)算。運(yùn)算結(jié)果送到內(nèi)存貯器，需要顯示時(shí)，CPU發(fā)出指令，從內(nèi)存貯器中讀出送到顯示器顯示，或送打印機(jī)打印。一般地信號(hào)的放大、濾波、A/D轉(zhuǎn)換以及信號(hào)各種運(yùn)算處理都在儀表中完成。3.2.2 A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換部分是配漿整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這一部分處理不好，會(huì)使得整個(gè)設(shè)計(jì)毫無(wú)意義。目前，世界上有多種類型的ADC，有傳統(tǒng)的并行、逐次逼近型、積分型ADC，也有近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的-型和流水線型ADC，多種類型的ADC各有其優(yōu)缺點(diǎn)并能滿足不同的具體應(yīng)用要求。模擬量輸入通道的任務(wù)是將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。能夠完成這一任務(wù)的器件稱之

22、為模數(shù)轉(zhuǎn)換器，簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器。本次設(shè)計(jì)的中A/D轉(zhuǎn)換器的任務(wù)是將電子秤輸出的的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換位數(shù)字量為單片機(jī)讀取。該配漿系統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換電路的核心元件是ADC0809芯片，它可以和單片機(jī)直接接口。 ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個(gè)模擬通道，允許8路模擬量分時(shí)輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。3.2.3 ADC0809工作原理 AD轉(zhuǎn)換芯片ADC0809在系統(tǒng)中的作用是采樣配漿桶下重量傳感器傳出來(lái)的電壓信號(hào)反饋給單

23、片機(jī)。A/D轉(zhuǎn)換器是模擬信號(hào)源與單片機(jī)聯(lián)系的橋梁，它的任務(wù)是將連續(xù)變化的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以便單片機(jī)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、控制和顯示。目前用軟件的方法雖然可以實(shí)現(xiàn)高精度的A/D轉(zhuǎn)換，但占用CPU時(shí)間長(zhǎng)，限制了應(yīng)用。8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809作為典型的A/D轉(zhuǎn)換芯片，具有轉(zhuǎn)換速度快、價(jià)格低廉及與微型計(jì)算機(jī)接口簡(jiǎn)便等一系列優(yōu)點(diǎn)。ADC0809在配漿系統(tǒng)中的原理圖如下： 圖3.2.3 ADC0809原理圖(1)模擬信號(hào)輸入IN0IN7（26-28、1-5腳)：IN0-IN7為八路模擬電壓輸入線，加在模擬開關(guān)上，通過(guò)A、B、C三個(gè)地址譯碼來(lái)選通。(2)地址輸入和控制線：地址輸入和控制線共4條，其中

24、A、B和C為地址輸入線（23-25腳），用于選擇IN0-IN7上哪一路模擬電壓送給比較器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。D0-D7(17、14、15、18-20腳）為數(shù)字量輸出線，D7為最高位，D0為最低位。OE為“輸出允許”線，高電平有效。ADC0809接到此信號(hào)時(shí)，其三態(tài)輸出端與CPU數(shù)據(jù)總線接通，后者可將數(shù)據(jù)取走。(3)電源線及其它共5條：CLOCK（10腳）為時(shí)鐘輸入線，用于為ADC0809提供逐次比較所需，一般為640kHz時(shí)鐘脈沖。 在該系統(tǒng)中，只需采樣一路信號(hào)秤傳出來(lái)的電壓信號(hào)，只需要一個(gè)輸入端IN1，START(6腳)為“啟動(dòng)脈沖”輸入線，上升沿清零，下降沿啟動(dòng)ADC0809工作，最小脈沖寬度

25、與ALE信號(hào)相同。EOC(7腳)為轉(zhuǎn)換結(jié)束輸出線，該線高電平表示A/D轉(zhuǎn)換已結(jié)束，數(shù)字量已鎖入“三態(tài)輸出鎖存器”，用來(lái)作為中斷請(qǐng)求信號(hào)。3.3重量控制在配漿系統(tǒng)中，重量控制是系統(tǒng)的核心。它的精度決定了系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的可行性與經(jīng)濟(jì)性。在系統(tǒng)原理構(gòu)造中，重量控制分為電泵控制電路與電磁閥控制。3.3.1電泵控制 電泵的控制，實(shí)質(zhì)上是電機(jī)的控制，系統(tǒng)所采用的是220V的交流電機(jī)，該過(guò)程的設(shè)計(jì)方案是：?jiǎn)纹瑱C(jī)給繼電器一個(gè)控制信號(hào)，把繼電器當(dāng)做一個(gè)開關(guān)使用，然后接交流接觸器控制電機(jī)工作。電路接線如圖3.3.1所示： 圖3.3.1 交流電機(jī)控制接線圖電泵控制系統(tǒng)原理圖如下：3.3.2 電磁閥控制 電磁閥工作

26、原理是一種直動(dòng)和先導(dǎo)式相結(jié)合的原理，當(dāng)入口與出口沒有壓差時(shí)，通電后，電磁力直接把先導(dǎo)小閥和主閥關(guān)閉件依次向上提起，閥門打開。當(dāng)入口與出口達(dá)到啟動(dòng)壓差時(shí)，通電后，電磁力先導(dǎo)小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時(shí)，先導(dǎo)閥利用彈簧力或介質(zhì)壓力推動(dòng)關(guān)閉件，向下移動(dòng)，使閥門關(guān)閉。配漿系統(tǒng)電磁閥門控制如下：電磁閥安裝在水桶進(jìn)出管口上，單片機(jī)能準(zhǔn)確控制電磁閥開關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)供電、程序初始化之后，傳感器進(jìn)入工作狀態(tài)。開始運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)電泵運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳感器所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)寄存器移位寄存后，一位一位依次輸入單片機(jī)的 I/O 端口進(jìn)行分析處理。單片機(jī)接收信號(hào)后，根據(jù)信號(hào)的跳變，即當(dāng)單片機(jī)接收到

27、傳感器收到的信號(hào)達(dá)到用戶預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，做出相應(yīng)動(dòng)作，開閉閥門。單片機(jī)控制電磁閥門的電路原理圖如下圖所示： 圖3.3.2 單片機(jī)控制電磁閥原理圖3.4 按鍵設(shè)置單片機(jī)組成的系統(tǒng)中，按鍵是系統(tǒng)工作中常用的輸入方式。在本次課題的設(shè)計(jì)中，按鍵與單片機(jī)使用一對(duì)一的直接連接方式。如下所示：?jiǎn)纹瑱C(jī)輸入端的常態(tài)為高電位，當(dāng)按鍵按下時(shí)為低電位。配漿系統(tǒng)中所需要的按鍵有9個(gè)，采用3×3式矩陣式鍵盤，原理圖如下所示：圖3×3式矩陣式鍵盤原理圖按鍵S1控制單片機(jī)電源。按鍵S2S5設(shè)置為電泵控制按鍵，當(dāng)需要人工控制電泵停止工作時(shí)，按下按鍵，切斷電泵電源輸入，電泵停止控制。按鍵S6

28、S9設(shè)置為電磁閥控制按鍵，當(dāng)需要人工控制電磁閥關(guān)閉時(shí)，按下按鍵，切斷電源輸入，電壓為0，電磁閥關(guān)閉。第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)軟件框圖 開始 系統(tǒng)初始化 進(jìn)入LCD液晶選擇界面 用戶選擇系統(tǒng)工作方案液晶4.1.1 LCD12864簡(jiǎn)介：可以顯示8×4 行16×16 點(diǎn)陣的漢字。也可完成圖形顯示。低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。由該模塊構(gòu)成的液晶顯示方案與同類型的圖形點(diǎn)陣液晶顯示模塊相比，不論硬件電路結(jié)構(gòu)或顯示程序都要簡(jiǎn)潔得多，且該模塊的價(jià)格也略低于相同點(diǎn)陣的圖形液晶模塊。4.1.1LCD12864規(guī)格：基本特性:低電源電壓（VDD:+3.0-+5.5V）顯示分辨率:12

29、8×64點(diǎn)內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)16×16 點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選)內(nèi)置 128 個(gè)16×8點(diǎn)陣字符2MHZ 時(shí)鐘頻率顯示方式：STN、半透、正顯驅(qū)動(dòng)方式：1/32DUTY，1/5BIAS視角方向：6 點(diǎn)背光方式：側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED 的1/51/10通訊方式：串行、并口可選內(nèi)置DC-DC 轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)工作溫度: 0 - +55 ,存儲(chǔ)溫度: -20 - +60LCD12864的框圖說(shuō)明如下：12864主要由行驅(qū)動(dòng)器/列驅(qū)動(dòng)器及128×64全點(diǎn)陣液晶顯示器組成。、第五章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 電泵控制

30、程序 由單片機(jī)控制電泵電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，按鍵按下啟動(dòng)，電泵開始工作，當(dāng)重量傳感器傳過(guò)來(lái)的值慢慢變小，表明，重量在慢慢減少。當(dāng)重量小于某個(gè)值時(shí)（依據(jù)程序中的設(shè)定），電泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)功能是電機(jī)正轉(zhuǎn)，逆轉(zhuǎn)，停止。程序如下：#include<AT89X52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit Key_UP=P32; /正轉(zhuǎn)按鍵sbit Key_DOWN=P33; /反轉(zhuǎn)按鍵sbit Key_STOP=P34; /停止按鍵sbit ZZ=P10; /控制端，用單片機(jī)的P1.0口sbit FZ=P11; /控制端，用單片機(jī)

31、的P1.1口sbit FMQ=P36;uchar KeyV;uchar TempKeyV;void delaynms(uint aa) uchar bb; while(aa-) for(bb=0;bb<115;bb+) /1ms基準(zhǔn)延時(shí)程序 ; void delay500us(void) int j; for(j=0;j<57;j+) ; void beep(void) uchar t; for(t=0;t<100;t+) delay500us(); FMQ=!FMQ; /產(chǎn)生脈沖 FMQ=1; delaynms(300);void main(void) ZZ=1; FZ=1

32、; /使直流電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn) while(1) if(!Key_UP) KeyV=1; if(!Key_DOWN) KeyV=2; if(!Key_STOP) KeyV=3; if(KeyV!=0) delaynms(10); if(!Key_UP) TempKeyV=1; if(!Key_DOWN) TempKeyV=2; if(!Key_STOP) TempKeyV=3; if(KeyV=TempKeyV) if(KeyV=1) beep(); ZZ=1; FZ=0; if(KeyV=2) beep(); ZZ=0; FZ=1; if(KeyV=3) beep(); ZZ=1; FZ=1; K

33、eyV=0; TempKeyV=0; 5.2 液晶顯示程序 電源接通，啟動(dòng)按鍵按下。電泵開始工作后，液晶初始化，傳感器采樣到的重量顯示到液晶屏中，隨著傳感器顯示的值不斷減小，當(dāng)達(dá)到用戶設(shè)定的閥值后，電泵停止工作，閥門關(guān)閉。/*Copyright (c)* Dongdong Studio * *-File Info-* File name: LCD12864* Last modified Date: 2012-6-18* Last Version: 1.0* Descriptions: LCD12864*-* Created by: dongdong* Created date: 2012-6-

34、18* Version: 1.0* Descriptions: The original version*-* Modified by:* Modified date:* Version:* Descriptions:*-*/module LCD12864(input sys_rst_n, /系統(tǒng)復(fù)位輸入output reg LCD_DI , /LCD的寄存器選擇輸出信號(hào)output LCD_RW , /LCD的讀、寫操作選擇輸出信號(hào)output LCD_EN , /LCD使能信號(hào)output reg 7:0 LCD_DATA , /LCD的數(shù)據(jù)總線（不進(jìn)行讀操作，故為輸出）output LC

35、D_CS1 , / PSB, 1 is 8 bit data modeoutput reg LCD_RST ); / Prameter defineparameter IDLE = 9'b00000000; /初始狀態(tài)，下一個(gè)狀態(tài)為CLEARparameter SETFUNCTION = 9'b00000001; /功能設(shè)置：8位數(shù)據(jù)接口parameter SETFUNCTION2 = 9'b00000010; parameter SWITCHMODE = 9'b00000100; /顯示開關(guān)控制：開顯示，光標(biāo)和閃爍關(guān)閉parameter CLEAR = 9&#

36、39;b00001000; /清屏parameter SETMODE = 9'b00010000; /輸入方式設(shè)置：數(shù)據(jù)讀寫操作后，地址自動(dòng)加一/畫面不動(dòng)parameter SETDDRAM = 9'b00100000; /設(shè)置DDRAM的地址：第一行起始為0x80/第二行為0x90parameter WRITERAM = 9'b01000000; /數(shù)據(jù)寫入DDRAM相應(yīng)的地址parameter STOP = 9'b10000000; /LCD操作完畢，釋放其控制/ REGsreg 21:0 wait_cnt ; reg sys_clk_lcd ; /LCD時(shí)

37、鐘信號(hào)reg 23:0 cnt ;reg 8:0 state ; /State Machine codereg flag ; /標(biāo)志位，LCD操作完畢為0reg 4:0 char_cnt ; reg 7:0 data_disp ;/ =/ * MAIN CODE */ =assign LCD_CS1 = 1; / PSB, 1 is 8 bit data mode/ wait for 40ms when power onalways (posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin if(!sys_rst_n) wait_cnt <= 24'

38、;b0; else if( wait_cnt <= 24'hff_ffff) wait_cnt <= wait_cnt + 24'b1; else ;end/ LCD RST VLD when 40ms has passed after power onalways (posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin if(!sys_rst_n) LCD_RST <= 1'b0; else if( wait_cnt = 24'hff_ffff) LCD_RST <= 1'b1; else LC

39、D_RST <= 1'b0;end/ sys_clk頻率為50MHz, 產(chǎn)生LCD時(shí)鐘信號(hào), 10Hzalways (posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin if (!sys_rst_n) cnt <= 24'b0; else if( cnt = 2499999 ) cnt <= 24'b0; else cnt <= cnt + 24'b1;endalways (posedge sys_clk or negedge sys_rst_n) begin if (!sys_rst_n) sys_c

40、lk_lcd <= 0 ; else if(cnt = 2499999) sys_clk_lcd <= sys_clk_lcd ; else ;endassign LCD_RW = 1'b0; /沒有讀操作，R/W信號(hào)始終為低電平assign LCD_EN = ( flag = 1) ? sys_clk_lcd : 1'b0; /E信號(hào)出現(xiàn)高電平以及下降沿的時(shí)刻與LCD時(shí)鐘相同/只有在寫數(shù)據(jù)操作時(shí)，RS信號(hào)才為高電平，其余為低電平always (posedge sys_clk_lcd or negedge sys_rst_n) begin if(!sys_rst_n

41、) LCD_DI <= 1'b0; else if ( state = WRITERAM ) LCD_DI <= 1'b1; else LCD_DI <= 1'b0;end/ State Machinealways (posedge sys_clk_lcd or negedge sys_rst_n) begin if(!sys_rst_n) begin state <= IDLE; LCD_DATA <= 8'bzzzzzzzz; char_cnt <= 5'b0; flag <= 1'b1; end e

42、lse begin case(state) IDLE: begin state <= SETFUNCTION; LCD_DATA <= 8'bzzzzzzzz; end SETFUNCTION: begin state <= SETFUNCTION2; LCD_DATA <= 8'h30; / 8-bit 控制界面，基本指令集動(dòng)作 end SETFUNCTION2: begin state <= SWITCHMODE; LCD_DATA <= 8'h30; / 清屏 end SWITCHMODE: begin state <=

43、CLEAR; LCD_DATA <= 8'h0c; / 顯示開關(guān)：開顯示，光標(biāo)和閃爍關(guān)閉 end CLEAR: begin state <= SETMODE; LCD_DATA <= 8'h01; end SETMODE: begin state <= SETDDRAM; LCD_DATA <= 8'h06; / 輸入方式設(shè)置: 數(shù)據(jù)讀寫后，地址自動(dòng)加1，畫面不動(dòng) end SETDDRAM: begin state <= WRITERAM; if(char_cnt = 0) /如果顯示的是第一個(gè)字符，則設(shè)置第一行的首字符地址 begi

44、n LCD_DATA <= 8'h80; /Line1 end else /第二次設(shè)置時(shí)，是設(shè)置第二行的首字符地址 begin LCD_DATA <= 8'h90; /Line2 end end WRITERAM: begin if(char_cnt <= 11) begin char_cnt <= char_cnt + 1'b1; LCD_DATA <= data_disp; if( char_cnt = 11 ) state <= SETDDRAM; else state <= WRITERAM; end else if(

45、char_cnt >= 12 && char_cnt <= 27) begin LCD_DATA <= data_disp; if(char_cnt = 27) begin state <= STOP; char_cnt <= 5'b0; flag <= 1'b0; end else begin state <= WRITERAM; char_cnt <= char_cnt + 1'b1; end end end STOP: state <= STOP; default: state <= IDLE; endcase endend/輸出的字符always (char_cnt) begin case (char_cnt) 6'd0: data_disp = "H" / 第 6'd1: data_disp = "e" / 一 6'd2: