【馬鈴薯分選機的計數(shù)系統(tǒng)設計8000字（論文）】

摘要在自動化生產(chǎn)日漸普及的今天，篩選機械的自動化程度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對產(chǎn)品進行計數(shù)，分選，如果這些繁雜的工作讓人工去完成的話不但麻煩，而且效率低，勞動強度大，不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。本設計以AT89C51單片機為核心，設計了信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號輸出電路和鍵盤/顯示單元等單片機分級控制系統(tǒng)。工作時，系統(tǒng)通過選擇FJ21型壓敏式壓力傳感器采集馬鈴薯種薯重量產(chǎn)生的電壓信號，將該模擬信號經(jīng)型號為LM324的放大器放大、一階低通濾波電路濾波后，送入AD1674作為A/D轉(zhuǎn)換單元的A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進入AT89C51單片機；設計了分級系統(tǒng)的運算處理軟件，分選得出馬鈴薯種薯等級，向分選開關發(fā)出控制信號，實現(xiàn)了對馬鈴薯的動態(tài)稱重和實時分選。光電接收管的輸出電壓就發(fā)生一次變化，通過軟件控制和鍵盤設定計數(shù)值并用LED加以顯示，便可實現(xiàn)對物體的計數(shù)統(tǒng)計。關鍵詞：AT89C51；機械篩選；稱重AbstractToday，withthepopularizationofautomaticproduction，thedegreeofautomationofthescreeningmachinedirectlyaffectsthequalityandefficiencyoftheproduct.Inthemodernindustrialproductionoftenneedtocount，forproductseparation，ifthesecomplexworktomakeartificialcompletewordsnotonlytrouble，butalsolowefficiency，highlaborintensity，isnotsuitableformodernproductionneeds.ThedesignoftheAT89C51microcontrollerasthecore，thedesignofthesignalconditioningcircuit，A/Dconversioncircuit，signaloutputcircuitandkeyboard/displayunit，suchassingle-chipmicrocomputercontrolsystem.Whenworking，byselectingFJ21typepressuresensorpotatoseedweightofthevoltagesignal，theanalogsignalbytypeLM324amplifierandalow-passfiltercircuit，A/DconversionunitintoAD1674asA/Dconverter，digitalsignalconvertedintotheAT89C51microcontrollerdesign;theoperationsoftwareclassificationsystem，theseparationofpotatogradingtothesortingswitchsendsoutcontrolsignal，realizedthedynamicweighingandsortingofpotato.Theoutputvoltageofthephotoelectricreceivingtubeischanged，andthecountingoftheobjectcanberealizedbythesoftwarecontrolandthekeyboardsettingandtheLEDdisplay.Keywords:AT89C51;mechanicalscreening;weighing目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 11.1研究背景 11.2研究內(nèi)容 11.3系統(tǒng)的每部分的設計要求 1第2章系統(tǒng)的整體硬件設計 32.1單片機小系統(tǒng) 32.1.1時鐘 32.1.2復位電路 32.1.3電源模塊 42.2操作控制置模塊 52.2.1顯示部分的設計 52.2.2鍵盤電路設計 52.3承重單位模塊 62.3.1承重原理 62.3.2傳感器 72.4動力驅(qū)動模塊 72.4.1步進電機電路 72.4.2動力驅(qū)動原理 82.3.3變頻器 102.5信號調(diào)節(jié)電路設計 112.5.1放大電路的設計 112.5.2濾波電路的設計 112.6數(shù)據(jù)采集電路 12第3章分選機的計數(shù)軟件設計 143.1匯編C語言簡介 143.2系統(tǒng)工作原理 143.3運行流程圖 153.3.1程序流程圖 153.3.2中斷處理函數(shù) 163.3.3數(shù)碼顯示 17第4章系統(tǒng)仿真演示 184.1系統(tǒng)調(diào)試 184.2各模塊仿真演示 204.2.1六進制計數(shù)器 204.2.2十進制計數(shù)器 204.2.3顯示譯碼器 20第5章結論 22參考文獻 23第1章緒論1.1研究背景馬鈴薯是一種營養(yǎng)豐富、糧菜兼具的大宗農(nóng)產(chǎn)品，具有產(chǎn)量高、用途廣和經(jīng)濟價值高的優(yōu)點。馬鈴薯不僅營養(yǎng)價值高，而且還有較為廣泛的藥用價值，有和中養(yǎng)胃、健脾利濕、降糖降脂、美容養(yǎng)顏、寬腸通便等作用。分級是提高商品質(zhì)量和實現(xiàn)產(chǎn)品商品化的重要手段，并便于產(chǎn)品的包裝和運輸。產(chǎn)品收獲后將大小不一、感染病毒或受到機械損傷的產(chǎn)品按照不同銷售市場所要求的分級標準進行大小或品質(zhì)分級。目前，在我國馬鈴薯分級中仍然采用的是舊式純機械分級方式，甚至在有些地方馬鈴薯分級基本上仍由人工完成。因為在馬鈴薯種薯分級標準中，著色面積和缺陷面積的度量，僅憑人的視覺難以精確區(qū)分，而且使人長時間用眼，會造成疲勞及情緒的不穩(wěn)定，從而造成分級誤差的波動。純機械方式不但效率不高，而且在分級過程中對馬鈴薯造成擦傷與損壞，不利于馬鈴薯的儲存、銷售與深加工。鑒于人工分級和純機械分級的種種不利，我們借鑒果品生產(chǎn)中的稱重式分級。為提高分選精度，國內(nèi)外開始研制電子稱重式分選機。對馬鈴薯的分選有很好的作用。1.2研究內(nèi)容1、分析馬鈴薯分級機工藝流程，熟悉馬鈴薯分級機的控制要求。2、明確系統(tǒng)控制要求。從馬鈴薯分級機的功能角度分析，馬鈴薯分級機利用體積以及質(zhì)量的不同貨品分開，從而達到分揀的目的。3、確定控制系統(tǒng)。AT89C51單片機憑借高通用性，高抗干擾能力，功能強大，可靠性高等特點，被廣泛應用于生產(chǎn)工藝過程，提高了分揀的效益。4、對馬鈴薯分級機硬件設備的選型。單片機系統(tǒng)對傳感器輸出信號進行采樣、放大、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換、運算和處理，并控制機械執(zhí)行機構進行分選以及計數(shù)。5、完成AT89C51單片機的配置圖、安裝圖及程序編寫。實現(xiàn)對變頻電機進行控制，從而達到分揀功能。具有更高精度和更高的控制靈活度，在實際中有更廣的應用前景。1.3系統(tǒng)的每部分的設計要求馬鈴薯準備貨物在電動裝置的帶動下，進入單片機系統(tǒng)分揀區(qū)域。由FJ21型壓敏式壓力傳感器采集馬鈴薯種薯重量分開。再由光電傳感器的信號的監(jiān)控，光電接收管的輸出電壓就發(fā)生一次變化，通過軟件控制和鍵盤設定計數(shù)值并用LED加以顯示，便可實現(xiàn)對物體的計數(shù)統(tǒng)計。動力驅(qū)動模塊動力驅(qū)動模塊單片機主控器AT89C51稱重式分選電路計數(shù)電路（光電傳感器）待分揀貨物操作控制置模塊LED、鍵盤各模塊軟件設計系統(tǒng)硬件的焊接以及測試系統(tǒng)的仿真實驗圖1-1總模塊流程圖稱重式分選電路。稱重式馬鈴薯分選機是根據(jù)馬鈴薯的不同重量來進行馬鈴薯分選的。在馬鈴薯分選過程中，壓力傳感器是信號輸入通道的第一道環(huán)節(jié)。計數(shù)電路。采用光電傳感器，將紅外激光發(fā)射管與接收管相相對安放，每當物體通過一次，紅外光就被阻擋，光電接收管的輸出電壓就發(fā)生一次變化，輸入至AT89C51單片機的P1口，通過軟件控制和鍵盤設定計數(shù)值并用LED加以顯示，便可實現(xiàn)對物體的計數(shù)統(tǒng)計。A/D及其接口電路。TLC0838以SIP總線與單片機接口，把物體分離出來得連續(xù)模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號，信號采集單元選用串行多路模數(shù)轉(zhuǎn)換器TLC0838來實現(xiàn)。驅(qū)動電路。因為步進電機具有快速起停，精確步進以及能直接接收數(shù)字量的特點，根據(jù)本系統(tǒng)的需求選用了四相混合式步進電動機。第2章系統(tǒng)的整體硬件設計2.1單片機小系統(tǒng)2.1.1時鐘時鐘結構的設計一般由晶振來構成，晶振是晶體振蕩器的簡稱，其主要的作用就是能夠為系統(tǒng)電路提供基本的時鐘信號。如圖2-1所示為本系統(tǒng)設計中的時鐘電路結構，圖中器件Y1為時鐘結構中的晶振器件，本次系統(tǒng)設計中系統(tǒng)時鐘所采用的晶振為50MHz的有源晶振，該有源晶振主要采用3.3V的直流電源作為系統(tǒng)時鐘電路的供電電源。經(jīng)實際電路測試，該時鐘電路可以穩(wěn)定輸出50MHz的時鐘頻率，在示波器中實際測試觀察可以看到頻率中的紋波很小幾乎可以忽略不計，該時鐘電路是AT89C51最小系統(tǒng)中常用的系統(tǒng)時鐘電路，因此該設計電路非?？尚?，穩(wěn)定性也很好。圖2-1系統(tǒng)時鐘結構2.1.2復位電路AT89C51的復位引腳（Reset）連接高電平超過兩個機器周期，即可產(chǎn)生復位的動作。以12MHz的始終脈沖為例，每個時鐘脈沖為1/12μs，2個機器周期為2μs。在運行中，外界干擾等因素可使AT89C51的程序陷入死循環(huán)狀態(tài)或跑飛。為擺脫困境，可將AT89C51復位，以重新啟動。因此，可在AT89C51復位引腳上連接一個可讓該引腳上產(chǎn)生一個2μs以上的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復位的工作，如圖2-2所示。其中電容兩端并接的按鈕開關的作用是手動強制復位。圖2-2復位電路隨時間的增加，電容上面的電壓值慢慢增大，而RST引腳上的電壓值逐漸降低，當RST引腳的電壓值降低至低電平時，AT89C51恢復到正常狀態(tài)，稱為上電復位。2.1.3電源模塊采用3節(jié)5號電池進行供電，由J10接入，其中前后兩組電容用來去耦濾波，使其供給芯片的電源更加干凈平滑。為了獲得標準的3.3伏電壓，在電路上加入SPY0029三端穩(wěn)壓器和兩個二極管，是為了防止誤將電源接反造成不必要損失而設置的。在操作過程中千萬不要將電源接反，因為反向電壓超過一定值，二極管將會被損壞，達不到保護的目的。圖2-3電源模塊2.2操作控制置模塊2.2.1顯示部分的設計以八段共陽管為例，它有8個發(fā)光二極管(比七段多一個發(fā)光二極管，用來顯示sP，即點)，每個發(fā)光二極管的陽極連在一起，如圖2-4所示。這樣，一個LED數(shù)碼管就有I根位選線和8根段選線，要想顯示一個數(shù)值，就要分別對它們的高低電平來加以控制。為方便起見，這里共陽八段LED數(shù)碼顯示管。圖2-4共陽數(shù)碼管原理圖LED8段數(shù)碼管的設置為每個方位上的一對2為顯示器。四個方位上總共用8個LED接在單片機的IO口上。顯示的計數(shù)在數(shù)字上是一樣的，所以兩邊連接的IO口是對稱的。如圖6所示，其中A，B分別是P0，P1的網(wǎng)絡標號。圖2-5數(shù)碼管連接圖2.2.2鍵盤電路設計本設計采用單片機控制器處理，按鍵是采用行列式鍵盤。鍵盤是最常見的人機接口設備，微機控制器通過鍵盤可以輸入各種操作指令和數(shù)據(jù)，單片機控制器捕捉關鍵信息，與單片機控制器進行相應的處理。與單片機控制器的PO口相連，八個鍵盤分別控制步進電機的運行情況，其中P0.0控制電機的開啟和停止，P0.2控制電機的轉(zhuǎn)向，P0.4控制電機加速，每按一次，按鍵控制電路采用八個按鍵開關，速度增加一個等級，直到最高的速度等級。P0.6控制電機減速，若速度為最低等級，則速度保持不變，否則每按鍵一次，速度減少一個等級。本設計中，我們采用4*4鍵盤進行對電路的設定。4*4鍵盤的結構如圖2-6所示：圖2-6鍵盤示意圖2.3承重單位模塊2.3.1承重原理稱重式馬鈴薯分選機是根據(jù)馬鈴薯的不同重量來進行馬鈴薯分選的。馬鈴薯重量信號先由壓力傳感器測量，然后送入單片機測控電路進行數(shù)據(jù)處理，最終實現(xiàn)分選控制。所以，壓力傳感器是決定整個測試系統(tǒng)性能的關鍵環(huán)節(jié)之一。馬鈴薯放在秤盤上，壓力施給傳感器，該傳感器發(fā)生形變，從而使阻抗和激勵電壓發(fā)生變化，輸出一個變化的模擬信號，該信號經(jīng)放大電路放大輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換成便于處理的數(shù)字信號通過天平自帶的RS232串口輸出到工控機，AT89C51觸發(fā)工控機采樣，并對采樣結果進行分析處理，得出玻璃塊重量值及分組信號，工控機將分組信號傳送給AT89C51。AT89C51控制分組機構的電磁閥動作，進行分組。分選機的信號流程圖如圖2-7所示。圖2-7分選機工作流程圖2.3.2傳感器傳感器是能感受規(guī)定被測量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置。這里我們選擇型號為FJ21型的傳感器。圖2-8電橋電路2.4動力驅(qū)動模塊2.4.1步進電機電路ULN2003是一個大電流驅(qū)動器能耐高壓，為達林頓管陣列電路，由七個硅NPN達林頓管組成可輸出500mA電流，同時起到電路隔離作用，各輸出端與COM間有起保護作用的反相二極管。1腳輸入，16腳輸出，你的負載接在VCC與16腳之間，不用9腳?？梢灾苯油ㄟ^電源來調(diào)節(jié)輸出電壓；可以直接用單片機的IO口提供信號；而且電路簡單，使用比較方便。圖2-9步進電機的驅(qū)動電路2.4.2動力驅(qū)動原理驅(qū)動系統(tǒng)由控制器、功率變換器及電機三個主要部分組成。本系統(tǒng)選用的兩相混合式步進電機有8根引線，這種電機既可以串聯(lián)連接又可以并聯(lián)連接LiYingying，F(xiàn)anWeihong，LiuYunhui，CaiXuanping.Teleoperationofrobotviathemobilecommunicationnetworks.IEEEInternationalConferenceonRoboticsandBiomimetics(ROBIO).2005LiYingying，F(xiàn)anWeihong，LiuYunhui，CaiXuanping.Teleoperationofrobotviathemobilecommunicationnetworks.IEEEInternationalConferenceonRoboticsandBiomimetics(ROBIO).2005圖2-10步進電機結構圖考慮A3977驅(qū)動集成電路可靠性強，本系統(tǒng)的步進電機驅(qū)動電路選用A3977集成驅(qū)動器。在應用電路中，可以實現(xiàn)的最簡單的步進方式只需要“STEP0”步進和“DIR”方向兩條控制線。圖2-11A3977引腳結構圖圖2-11是A3977驅(qū)動電路的接口連接圖。圖2-12A3977驅(qū)動電路圖2.3.3變頻器變頻技術是應交流電機無級調(diào)速的需要而誕生的。MICROMASTER420是用于控制三相交流電動機速度的變頻器系列。表2-1F700變頻器主要參數(shù)設置表設置參數(shù)參數(shù)功能設置參數(shù)參數(shù)功能PR.42=49輸出頻率上限檢測信號PR.131=70PID上限設置PR.50=30輸出頻率下限檢測信號PR.132=50PID下限設置PR.128=20設置PID調(diào)節(jié)為負反饋作用PR.133=60PID控制目標值設置PR.129PID比例常數(shù)PR.190=14到達水壓上限輸出信號PR.130PID積分時間PR.191=15到達水壓下限輸出信號PR.134PID微分時間使PR.192=5到達頻率下限輸出信號PR.178=14得PID調(diào)節(jié)有效PR.194=4到達頻率上限輸出信號本系列有多種型號，從單相電源電壓，額定功率120W到三相電源電應，額定功率11KW可供用戶選用。要對系統(tǒng)所用的變頻器進行選型，首先得確定變頻器的容量，方法是依據(jù)所配電動機的額定功率和額定電流來確定變頻器容量?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)部采用CAN總線通訊方式，通過改變PWM占空比實現(xiàn)電機調(diào)速。由于電力電子器件只工作在開關狀態(tài)，所以主電路損耗小，但電路結構復雜。這樣就可以通過軟件編程來實現(xiàn)電機的前進，后退，加速，減速，停止等基本功能。2.5信號調(diào)節(jié)電路設計2.5.1放大電路的設計在對傳感器輸出信號進行預處理的過程中，往往要把微弱的信號進行放大。本系統(tǒng)中使用的壓敏式壓力傳感器的輸出信號僅為幾十毫伏的電壓，必須在系統(tǒng)中加放大器對電壓信號放大。考慮到FJ21型傳感器其輸出只有1.0—4.0mv，顯然這樣的輸出電壓太小單片機系統(tǒng)無法進行處理，因此需要在傳感器之后加一個放大環(huán)節(jié)，對傳感器的輸出信號進行1000倍的放大，達到單片機所允許的電壓（0—5V）后，才能使單片機進行判斷和處理。放大電路圖2-13如下：圖2-13比例放大電路其中：輸入信號為壓力傳感器送出的電壓信號，輸出信號送往A/D轉(zhuǎn)換器后輸入單片機進行處理。其放大的電壓增益是電阻R1和R2的比值。即：Av=Vo/Vi=-R1/R2.=100kΩ/100Ω=1000.其中R1，R2為小型繞線電位器，型號為WX1，放大器型號為LM324。2.5.2濾波電路的設計最簡單的低通濾波器由電阻和電容元件構成，如圖2-14（a），實際上這是一個最簡單的RC低通濾波電路，一般稱為無源低通濾波器。該濾波器的缺點是電壓放大倍數(shù)低，同時帶負載能力差，若在輸出端并聯(lián)一個負載電阻，除了使電壓放大倍數(shù)降低以外，還將影響通帶截止頻率的值。利用集成運放與RC低通電路一起，可以組成有源濾波器，以提高通帶電壓放大倍數(shù)和帶負載能力。根據(jù)系統(tǒng)的需要，采用一階低通濾波電路，如圖2-14(b)所示。3-4（a）3-4(b)圖2-14濾波放大電路2.6數(shù)據(jù)采集電路本設計中的A/D使用的是通用8位芯片ADC0809，芯片的幾個重要管腳功能如下：ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效王于，林良明，顏國正.基于包容結構的工程機器人混合式控制結構[J].機器人.2002(02)。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進行鎖存，通過DSP進行A/D轉(zhuǎn)換參與運算。調(diào)整電機轉(zhuǎn)速是根據(jù)所選算法，逐漸逼近抓取物體，既要結合計數(shù)和分揀信號。采用計算機作為控制器核心的自動控制系統(tǒng)是由計算機通過A/D數(shù)據(jù)采集卡采樣反饋變量，并計算誤差和控制量，以電壓信號的形式送給A/D卡，實現(xiàn)位置反饋。王于，林良明，顏國正.基于包容結構的工程機器人混合式控制結構[J].機器人.2002(02)系統(tǒng)中位移傳感器用于分揀機傳送的實際位移，過快周期計數(shù)器檢測到主程序運行了200個快周期之后，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，START應保持低電平。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機AT89C51輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。由于本設計中數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片使用的是ADC0809，其工作的時鐘信號為500KHz，因其內(nèi)部沒有時鐘電路，時鐘信號由外部單片機AT89C51的ALE端口提供。系統(tǒng)單片機AT89C51與ADC0809接口電路如圖2-15所示。圖2-15單片機AT89C51與ADC0809接口電路當單片機AT89C51的ALE端口不訪問外部存儲器時，單片機AT89C51的ALE端以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，故晶振設定12MKz，再經(jīng)過二分頻電路，單片機AT89C51即可向ADC0809輸出500KHz的時鐘信號馬宏鵬，翁春華，張蕾，趙新，劉景泰，盧桂章.機器人遙操作中的網(wǎng)絡傳輸延遲分析[J].計算機工程與應用.2002(05)。馬宏鵬，翁春華，張蕾，趙新，劉景泰，盧桂章.機器人遙操作中的網(wǎng)絡傳輸延遲分析[J].計算機工程與應用.2002(05)第3章分選機的計數(shù)軟件設計3.1匯編C語言簡介匯編C語言是AT89C51程序設計語言的重要形式，也是當今AT89C51開發(fā)人員進行程序開發(fā)最常用的語言形式。匯編語言是一種用來替代機器語言進行程序設計的語言。匯編語言的特點是每一條指令都給出了助記符。并進行目標程序、檢查修改程序中的錯誤，對程序運行結果進行分析，直到正確為止。3.2系統(tǒng)工作原理1、當按下控制裝置的自動控制按鈕后，傳送帶B先啟動運行，拖動空箱前移至指定位置，達到指定位置后，由SQ2發(fā)出信號，使傳送帶B制動停止。2、傳送帶B停車后，傳送帶A啟動運行，產(chǎn)品逐一落入箱內(nèi)，由傳感器檢測產(chǎn)品數(shù)量達12個時，傳送帶A制動停止，傳送帶B啟動運行。3、上述過程循環(huán)地進行，直到按下停止按鈕，傳送帶A和傳送帶B同時停止，其工作流程圖如圖3-1所示。4、當按下手動選擇按鈕后，系統(tǒng)停止上述的自動控制運行，而可以手動進行控制傳送帶A和傳送帶B的運行，以便于調(diào)試和維修。圖3-1生產(chǎn)線自動裝箱工作流程圖5、此流程由計數(shù)器、傳感器、紅外線感應器組成。當物件經(jīng)過紅外線時把紅外線切斷，形成斷電，然后經(jīng)過傳感器傳到計數(shù)器，每斷電一次計數(shù)器計數(shù)一次。圖3-2系統(tǒng)裝置工作過程3.3運行流程圖3.3.1程序流程圖根據(jù)設計內(nèi)容，可做出主程序流程圖如圖3-3所示。圖3-3主程序流程圖3.3.2中斷處理函數(shù)本設計主要用到了AT89C51的中斷系統(tǒng)。當AT89C51掃描到有按鍵按下時，便會將鍵值存儲起來，并在IRQ引腳輸出高電平發(fā)出中斷，通知AT89C51進行相關處理。（如圖3-4所示）。圖3-4中斷處理中的相關操作3.3.3數(shù)碼顯示將采集到的頻率轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)后，還不能直接將這些數(shù)送給數(shù)碼顯示，因為七段LED數(shù)碼管內(nèi)部由7個條形發(fā)光二極管和一個小圓點發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的亮暗組合成字符。圖3-5十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為顯示代碼流程圖第4章系統(tǒng)仿真演示4.1系統(tǒng)調(diào)試（1）經(jīng)過對程序的運行，并用軟件編譯后，用仿真軟件進行仿真，按下“開始”按鈕之前，可以看到數(shù)碼管上數(shù)字子顯示為零如圖4-1所示。圖4-1開始狀態(tài)圖由圖22可以清楚的看到，計數(shù)器的初始狀態(tài)，三位數(shù)碼管都顯示為零。進行位選的端口也都處于低電位，計數(shù)器也未工作。AT89C51復位端為低電平。（2）當按下“開始”時開始計數(shù)，系統(tǒng)開始計數(shù)，其狀態(tài)如圖4-2所示。圖4-2開始計數(shù)圖由圖-42可以看到，開始計數(shù)后，數(shù)碼管數(shù)字在變化，圖中為十分之一秒位的數(shù)碼管顯示情況。（3）當按下“停止”時計數(shù)器停止計數(shù)，數(shù)碼管顯示的數(shù)字不再變化，如圖4-3所示。圖4-3停止狀態(tài)圖由圖4-3可以看到按下“停止”按鈕后各個數(shù)碼管的數(shù)字不再變化喇叭也停止工作。（4）當按下“清零”時計數(shù)器無論是在計數(shù)還是在停止狀態(tài)都一律清零各數(shù)碼管全為零，回到初始狀態(tài)。4.2各模塊仿真演示4.2.1六進制計數(shù)器六進制計數(shù)器VHDL語言描述詳見附件。將VHDL文本文件在Quartus上編譯仿真，仿真結果如圖4-4所示。六進制計數(shù)器symbol，clk為時鐘信號、clr為清零端、start為使能信號（start為1時計數(shù)器正常計數(shù)，否則計數(shù)器不工作）、daout[3..0]BCD碼輸出端口、cout為進位輸出端口。圖4-4六進制計數(shù)器仿真波形4.2.2十進制計數(shù)器將VHDL文本文件在Quartus上編譯仿真，仿真結果如圖4-5所示，，端口功能描述參照六進制計數(shù)器。圖4-5十進制計數(shù)器仿真波形4.2.3顯示譯碼器將此VHDL文本文件在Quartus上編譯仿真，仿真結果如圖4-6所示。由于輸入端信號為BCD碼，而且一位BCD碼只能表示十進制數(shù)的0—9，因此當輸入為1010—1111時，無對應的譯碼輸出，即輸出為零，這也是編程決定的。圖4-6顯示譯碼器第5章結論光電分選機的研究與設計是一項具有重要實際意義的課題，其控制系統(tǒng)的設計是整機設計中的核心部分。本設計以AT89C51單片機為核心，設計了信號調(diào)理電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、信號輸出電路和鍵盤/顯示單元等單片機分級控制系統(tǒng)。在工作時，系統(tǒng)通過選擇FJ21型壓敏式壓力傳感器采集馬鈴薯種薯重量產(chǎn)生的電壓信號，將該模擬信號經(jīng)型號為LM324的放大器放大、一階低通濾波電路濾波后，送入AD1674作為A/D轉(zhuǎn)換單元的A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號進入AT89C51單片機；設計了分級系