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单片机流水线分类系统设计资料

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ID:856857 发表于 2020-12-8 15:51 | 只看该作者 回帖奖励 |正序浏览 |阅读模式
传感器设计时候使用的C52的单片机 基本设计思路和相关硬件如附件所呈现,
询问相关程序的源代码和原理图
如何实现操作实现实物成功。

1.1 流水线分类系统的背景

最初的流水线产品分类系统完全是基于人力的工作系统,这种原始的分类系统主要是通过人工的分类和物料的搬运去实现对货物的分类和提取。在这种物料的分类系统中浪费了较多的人、物力和财力对货物进行人工查找与人工搬运等,从而导致工作的效率太低。尤其是在工作环境比较恶劣情况下,使用人工分类物料会让物料分类的效率更低。上述的工作情况表明这种原始的工作模式明显不能满足现代化的物流配送对速度与准确性的较高要求,与此同时它也无法满足生产企业的工作要求。因此,人们通过设计并制造出自动控制的物料输送分类装置,让它代替之前的人工分类的工作方式,从而大大的提高了物料分类的效率。
由于科技的高速发展,各式各样的自动化设备被用于物料的分类系统中。计算机、控制技术以及信息技术已经成为信息的传递和处理的重要方式,尽管在大多数的流水线产品分类系统中,有一些作业环节仍然需要有人工的配合,但是工作的强度正在逐渐减小。由纯机械电子分类作业的自动分类系统由于设备越来越智能化并且更加的适应社会需要,在工业领域中有较多的采用。这种自动分类装置可以在高温、腐蚀以及有毒的气体等危险环境下代替人工劳作,从而保护他们的人身安全。
1.2 流水线分类分类系统的意义

单片机流水线分类系统采用单片机进行控制,能持续、快速地分类出不同种类的物体,其误差率很低而且工作量远远低于以往,从而不断地提高了产品的生产效率。并且机械全自动的物质分类系统能够灵活地与其它物流装置进行完美的组合,实现对物料输送流和物料信息流的分配与处理。它的开发属于标准的和模块的组装,具有护理、检测方便且系统布局灵活等特性,受位置原因的影响也较小。 在使用过程中,只需依照其物料的差异性质,将原系统相应的稍微改变便可简单、快捷的达到工作的需要。
目前工业上使用单片机控制是最普遍的自动化控制方式,由于它控制较为便捷且可以避免环境的干扰,所以企业普遍选用微控制器作为系统的控制中心。物料分类设备的单片机控制系统采用单片机技术、气压传动技术、定位控制技术、传感器技术以及电机传动方式等,从而实现了高效率的物料分类,不仅节省了企业不必要的劳动力,而且也促进了我国工业化的发展!
1.3 控制系统的要求
结合实际需求,本流水线分类系统主要实现以下功能:
控制电机转动实现传送带的驱动传动;
能够精准识别流水线货物大小,并按大小进行分类;
实现控制舵机左右摆动,实现对大、小产品的分拣;
实现对流水线产品的计数显示,及不同型号产品数量的统计;

采用液晶显示屏LCD1602进行显示。液晶显示屏具有显示功能强大,可以自己任意设置显示内容,而且比较美观,整体控制也比较容易。

方案比较:考虑到系统的显示功能和控制方式本设计采用了LCD1602液晶作为显示装置。

2.3 系统总体方案

本流水线产品分类系统通过光电传感器实现对产品的计数及产品的大小的分类,其中对计数传感器与分类传感器的感应距离通过调节完成,最后实现计数光电传感器能对大、小产品同时计数,分类光电传感器能够实现对大产品、小产品的不同感应,单片机通过综合判断两个传感器的感应情况驱动舵机进行产品分类,并将统计数据显示于液晶屏上。另外需有传送带驱动电机,带动传送带运动,系统框图如图所示。

电机驱动控制电路主要通过单片机控制电机驱动芯片L298N,然后再由电机驱动芯片分别电机工作带动传送带工作,保证其正常运转,然后其原理如图3.5所示。

图3.6 电机驱动原理图

3.4 红外检测电路设计3.4.1 红外检测模块

该红外避障传感器是基于红外对管模块的红外避障传感器。该传感器模块对环境光线适应能力强,其具有一对红外线发射与接收管,发射管发射出一定频率的红外线,当检测方向遇到障碍物(反射面)时,红外线反射回来被接收管接收,经过比较器电路处理之后,绿色指示灯会亮起,同时信号输出接口输出数字信号(一个低电平信号),可通过电位器旋钮调节检测距离,有效距离范围 2~30cm,工作电压为3.3V-5V。该传感器的探测距离可以通过电位器调节、具有干扰小、便于装配、使用方便等特点,可以广泛应用于机器人避障、避障小车、流水线计数及黑白线循迹等众多场合。

一、模块参数说明

(1)当模块检测到前方障碍物信号时,电路板上绿色指示灯点亮电平,同时OUT端口持续输出低电平信号,该模块检测距离2~30cm,检测角度35°,检测距离可以通过电位器进行调节,顺时针调电位器,检测距离增加;逆时针调电位器,检测距离减少。

(2)传感器主动红外线反射探测,因此目标的反射率和形状是探测距离的关键。其中黑色探测距离最小,白色最大,小面积物体距离小,大面积距离大。

(3)传感器模块输出端口OUT可直接与单片机IO口连接即可,也可以直接驱动一个5V继电器;连接方式:VCC-VCC;GND-GND;OUT-IO。

(4)可采用3-5V直流电源对模块进行供电。当电源接通时,红色电源指示灯点亮。

图3.7 红外避障模块实物图

3.4.2 红外检测原理图

为满足本流水线分类系统需求,本系统分别在工设置两个红检测模块,启动一个用于计数,一个用于分类,原理图如图3.8所示。

图3.8 红外检测原理图


3.5 电源模块

本系统供电除分为12V供电和5V供电,系统输入220V市电然后进行降压,整流,最后采用LM7805和LM7812稳压芯片进行稳压,产生12V和5V系统供电,稳压完成后采用多个电容进行滤波保证电源质量,另在电路上设计一个LED发光二极管进行电源指示,详细电路图如图3.9所示。

              图3.9  供电电路原理图

4. 软件设计4.1 程序设计

系统的程序设计(Programming)过程指的是后期整体程序的设计、编写、调试的方法和过程。它是目标明确的智力活动。在进行大多数的控制系统的设计时候,除了前期对整体系统硬件的设计外,大量必须的工作就是后期怎样根据每个系统的实际需要设计对应的符合要求的应用程序。因此,软件设计在微机控制系统设计中占重要地位。对于本系统,软件也占有重要的地位。

本系统软件设计由主程序、初始化程序、液晶显示程序、传感器检测程序、电机驱动程序、舵机驱动程序组成。

4.2 主机主程序

系统上电开始工作时首先执行初始化程序,初始化单片机、液晶显示及相关程序参数初始化。初始化完成后进入while循环主函数,先驱动电机动作带动传送带工作,然后开始光电检测判断,当分类光电为高电平时代表检测到大号产品,驱动舵机左转,当分类光电检测为低电平时代表检测到小号产品带动光电右转,检测完成后最后更新液晶显示,主机主程序流程图如图4.1所示。

图4.1 主机主程序流程图

4.3 LCD显示程序流程图

LCD1602液晶显示器在本系统主要用于显示当前产品计数数值等。首先程序开始后需要对LCD1602显示器初始化,将屏幕清空,确保显示正确。然后设置显示内容需要显示的位置,然后再写入需要写入的数据,如完成写入反馈给单片机,完成单个字节的显示写入,后续其他内容依照上述步骤依次写入显示。显示流程图如图4.2所示。

图4.2 LCD1602液晶显示器显示流程图


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沙发
ID:856857 发表于 2020-12-8 15:55 | 只看该作者
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