啤酒生产线自动计数装置设计大学毕设论文

毕业设计

学生姓名学号

院(系) 电子与电气工程系

专业电子信息工程

题目啤酒生产线自动计数装置设计指导教师

2007 年06 月

摘要：介绍了啤酒包装线上的智能计算器的工作原理,在对各种计数方法进行分析后提出了基于光电传感器的计数测量系统，并给出了智能计数器控制的硬件电路设计和程序流程图。详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。该计数系统安装维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。

关键词: 单片机;智能;计数器;光电传感器

Abstract :Introduced the beer packing on-line intelligence calculator's principle of work, in carries on the analysis after each method of attributes proposed based on photoelectric sensor's counting measurement system one, and has given the intelligent counter control hardware circuit design and the program flow diagram. The multianalysis system's composition and the principle of work, have given in the system various hardware module design method and the system software design method, has given the subprogram flow chart and the procedure detailed list. This number system installs the maintenance to be convenient, the work is stable, the movement is reliable, has the big promotion application value.

Key words : Monolithic integrated circuit ;intelligent ; counter; Photoelectric sensor

目录

1 引言 (4)

2 自动计数系统组成及工作原理 (4)

2.1计数测量原理 (4)

2.2计数测量系统结构组成 (4)

3 自动计数系统硬件电路的设计 (5)

3.1 生产线自动计数总框图 (5)

3.2传感器及信号调理的电路设计 (5)

3.2.1 光电传感器简介 (5)

3.2.2 光电转换及信号调理电路设计 (6)

3.3 单片机小系统的设计 (9)

3.3.1 单片机 (9)

3.3.2键盘显示模块计 (10)

3.3.3电源模块设计 (13)

4 系统软件设计 (14)

4.1 程序原理框图 (14)

4.2 程序设计与调试 (16)

5 实验及结果分析 (16)

结论 (18)

参考文献 (19)

致谢 (20)

1引 言

一般啤酒厂日产啤酒几十万瓶, 为及时掌握啤酒瓶子的破碎率、日产量等指标,需要在灌装生产线的多个环节上安装计数器, 每当酒瓶通过计数器时,就会被计数器的传感器检测到,酒瓶个数自动加1。用的传感器有电涡流式接近开关和光电开关。接近开关通过检测金属瓶盖计数。光电开关有光束发射端和接受端, 如发射端与接受端位于同一侧, 酒瓶通过时就会将发射的光束反射回来, 被接受端接受到, 开关状态改变, 计数电路检测到状态变化而计数; 如发射端与接受端相对, 酒瓶通过他们之间时, 光线被遮, 也会改变开关状态。本计数器采用后一种光电开关。

2 系统组成及工作原理

2.1计数测量原理

如图1 所示,四只管子位于同一平面内,发射管A 、B 分别对准接受管A 、B ,瓶颈的直径应大于发射管A 与接受管B 之间的距离。计数器内部设一标志, 酒瓶未进入发射管A 与接受管A 之间时, 两束光线均被接收, 管A 、B 均导通, 标志置0 , 当酒瓶继续运动遮挡住一束光线时,标志不变。当同时遮挡住两束光线时,标志置1。当酒瓶离开,两束光线未遮挡时,标志置0 ,这时计数器个数加1。由于酒瓶遮挡住一束光线时, 标志不变, 因此酒瓶进入传感区域发生抖动时,不会影响标志,从而保证准确计数。

图1:检测原理图

2.2计数测量系统结构组成

系统由信号预处理电路、单片机STC 89C51、系统化LED 显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大

发射管 A

接受管 B 接受管 A 发射管B 啤酒瓶的铁盖

的信号转换成可与单片机匹配的TTL 信号；通过对单片机的编程设置可使内部定时器T0对输入脉冲进行计数，这样就能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计计数显示部分采用价格低廉且使用方便的LED 模块，通过相关计算方法计算得到的计数数字通过I 2C 总线放到E 2PROM 存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。

3 系统硬件电路的设计

3.1生产线自动计数总框图

生产线上的计数框图如图2所示。

图2 系统原理框图

3.2 光电转换及信号调理电路设计

由于系统需要将光信号转换为电信号，因而需要使用光电传感器并设计相应的信号调理电路，以得到符合要求的脉冲信号，送给单片机STC89C51进行计数。

3.2.1 光电传感器简介

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。

由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系。

光电转换 信号调理 波形变换 波形整形

单片机 键盘模块 RS232

数字存储电路 LED 显 示