開題報告自動控制供料系統設計.doc

淮 陰 工 學 院

畢業設計(論文)開題報告

學 生 姓 名： 學 號：

專 業： 電氣工程及其自動化

設計(論文)題目 自動控制供料系統設計

：

指 導 教 師: 葉小婷

2012 年 02 月 20 日

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

1．結合畢業設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫2000

字左右的文獻綜述

文 獻 綜 述

1.1設計背景和研究意義

在我國的鄉鎮企業、私營企業，由于受資金管理等方面的限制，一般送料絕大多數

采用人工手送料，且缺乏保護裝置，造成勞動強度大，效率低，事故發生大等特點。

隨著科技信息科技的迅猛，市場經濟的高速發展，國內、國際市場競爭日益激烈，

產品更新更快，尤其是隨著高新科技的日新月異產品的類型、工藝外形越來越復雜，精

度越來越高，再加上企業經營與發展必會面對勞工的短越、人工成本上要節省化、合理

化與自動化的發展趨向，傳統的手工送料已經不能滿足要求，這時自動送料機就應運而

生，在今天現代的科學領域中送料機就是用于專門粒料，粉料，片狀料等材料的自動化，

數控化，精確化的輸送系統，是無論是輕工業還是重工業都不可缺少的設備。

近年來，由于單片機控制技術、檢測技術及電子技術的飛速發展，作為輔助裝置的

送料系統自動化水平也需要越來越高。提高自動化的水平不僅可以提高效率、產品的質

量同時也能保證人工的身體安全。而單片機就是實現控制的重要關節，單片機是一種集

成在電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU

隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能，

可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路，集成

到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。綜上所述，在本著節約資本、降低成

本、提高生產效率，保證人員身體安全的科學人性化管理的方針下對送料進行自動化管

理。采用單片機為核心的自動控制技術來實現,這樣就可以在不購買新設備的基礎上對舊

設備進行自動化改良，這不僅提高了工作的效率，使整個過程又快又節約資本。

1.2 論文研究的指導思想

本題目要求設計基于單片機控制的送料機自動控制供料系統的結構組成。主要設計

以AT89S52實現生產過程控制的硬件與軟件的設計。以AT89S52為控制核心的控制系

統設計過程中主要包含輸入信號使用壓力傳感器采信號，對采集來的信號進行適當放大

畢 業 設 計（論 文）開 題 報 告

后對信號進行處理的模塊，單片機信號處理模塊有A/D信號轉換后送入單片機AT89S52

進行控制信號輸出模塊有用D/A轉換出電壓來控制電機的轉速，并用單片機控制LCD

顯示單片機輸入和輸出信息的顯示模塊。測量部分是利用稱重傳感器檢測壓力信號，得

到微弱的電信號而后經理電路，如濾波電路，差動放大電路處理后送A/D轉換器將模擬

量轉化為數字量輸出。控制器部分接受來自A/D轉換器輸出的數字信號，經過復雜的運

算，將數字信號轉換為物體的實際重量信號，并將其顯示在液晶屏上。同時對數據進行

處理后進行D/A轉換驅動電機控制其轉速。

1.3本論文主要工具的介紹

單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常

用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業控制領域。由于單片機在工

業控制領域的廣泛應用，為使更多的業內人士、學生、愛好者，產品開發人員掌握單片

機這門技術，于是產生單片機開發板，比較有名的例如電子人DZR-01A單片機開發板。

單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍

設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統更小，更容易集成進復雜的而對體積要

求嚴格的控制設備當中。

單片機主要有如下特點：（1）有優異的性能價格比；（2）集成度高、體積小、有很

高的可靠性；（3）控制功能強；（4）單片機的系統擴展、系統配置較典范、規范，非常

容易構成各種規模的應用系統。

單片機的應用領域：（1）單片機在智能儀器儀表中的應用；（2）單片機在工業測控

中的應用；（3）單片機在計算機網絡和通訊技術中的應用；（4）單片機在日常生活及家

電中的應用；（5）單片機在辦公自動化方面。目前單片機滲透到我們生活的各個領域，

幾乎很難找到哪個領域沒有單片機的蹤跡。因此，單片機的學習、開發與應用在當今社

會變的十分重要。隨著微電子技術的應用現代工業生產中機器生產供料基本由微電腦智

能控制。本系統主要由單片機來控制，測量物體重量部分由稱重傳感器及A/D轉換器組

成加上顯示單元，此外流水線部分由電機控制履帶具備了、功耗低、系統設計簡單、自

動化程度高等特點。

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論文提綱：

第1章 緒論

第2章 系統結構設計

第3章 硬件電路的分析與設計

第4章 軟件系統的分析與設計

第5章 整機調試與誤差分析

第6章 結論

參考文獻：

1毛謙敏主編．單片機原理及應用系統設計．北京：國防工業出版社，2005.8

2羅翼，張宏偉編著．PLC單片機應用系統開發典型實例．北京：中國電力出版社,2005

3蘇家健，曹柏榮，汪志鋒編著．單片機原理及應用技術．北京：高等教育出版社,2004.11

4李東生等編著．Protel99SE 電路設計技術入門與應用．北京：電子工業出版社，2002.2

5孫傳友等編著．測控系統原理與設計．北京：北京航空航天大學出版社，2002.9

6楊恢先等編著．單片機原理及應用．北京：國防工業出版社,2003 .3

7劉大茂編著．智能儀器（單片機應用系統設計）．北京：機械工業出版社，1998

8張毅剛，彭喜元，蔣守達，等編著．新編MCS-51單片機應用設計．哈爾濱：哈爾濱

工業大學出版社，2003

9王大為．實用電子電路大全[M]．北京：電子工業出版社，1992

10施仁編著．自動化儀表與過程控制．北京：電子工業出版社,1991

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2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）

硬件部分：

根據設計要求與設計思路，此電路由一塊AT89S52、信號放大、AD轉化、DA轉

化、電機驅動、12位LCD顯示器電路。

信號放大

AD轉化

AT89S52

單片機

DA轉化

LCD顯示

電機轉動

圖1 硬件電路設計圖

在本系統中用于稱量的主要器件是稱重傳感器,稱重傳感器在受到壓力或拉力時會

產生電信號,受到不同壓力或拉力是產生的電信號也隨著變化,而且力與電信號的關系

一般為線性關系。

由于稱重傳感器一般的輸出范圍為0—20mV,對A/D轉換或單片機的工作參數來說

不能使A/D轉換和單片機正常工作,所以需要對輸出的信號進行放大。由于傳感器輸出

的為模擬信號,所以需要對其進行A/D轉換為數字信號以便單片機接收。單片機根據稱

重傳感器輸出的電信號和速度傳感器輸出的速度信號計算出物體的重量。

在本系統中,硬件電路的構成主要有以下幾部分：AT89S52的最小系統構成、電源

電路、數據采集、人-機交換電路等。

軟件部分：

程序設計是一件復雜的工作，為了把復雜的工作條理化，就要有相應的步驟和方法。

其步驟可概括為以下三點：

(1)分析系統控制要求，確定算法，對復雜的問題進行具體的分析，找出合理的計

算方法及適當的數據結構，從而確定編寫程序的步驟。

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(2)根據算法畫流程圖，畫程序框圖可以把算法和解題步驟逐步具體化，以減少出錯

的可能性。

(3)編寫程序，根據程序框圖所表示的算法和步驟，選用適當的指令排列起來，構成

一個有機的整體，即程序。

程序數據的一種理想方法是結構化程序設計方法。結構化程序設計是對利用到的控

制結構類程序做適當的限制，特別是限制轉向語句(或指令)的使用，從而控制了程序的

復雜性，力求程序的上、下文順序與執行流程保持一致性，使程序易讀易理解，減少邏

輯錯誤和易于修改、調試。根據系統的控制任務，本系統的軟件設計主要由主程序、初

始化程序、顯示子程序、數據采集子程序和延時程序等組成。

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指導教師意見：

1．對“文獻綜述”的評語：

該生能根據任務書要求，查閱與課題相關的大量資料，介紹了目前自動控制供料系

統的發展情況，并對其做出具體分析，闡明了研究方向和解決辦法。總體來說，該生對

課題涉及內容做了比較深入的研究。綜述內容具體、條理清晰、格式規范。

2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：

課題研究思路清晰、方案可行，有一定的深度和廣度。該課題的難度在于自動控制

供料系統控制部分的設計，在系統設計初期應重點研究該部分，找到可行的方案。總體

來講，工作量適中，應該能完成設計任務。

指導教師：

2012 年 2 月 23 日

所在專業審查意見：

負責人：

2012 年 2 月 27 日