**单片机设计介绍，基于单片机产品数量自动计量智能系统设计

文章目录

• 一 概要
• 二、功能设计
• • 设计思路
• 三、 软件设计
• • 原理图
• 五、 程序
• 六、 文章目录

一 概要

  基于单片机产品数量自动计量智能系统设计是一个融合了单片机技术、传感器技术和自动控制技术的综合性项目。该系统的核心目标是实现产品数量的准确计量、电机的智能控制以及包装机的自动化控制，从而提高生产效率，减少人工干预，并降低生产成本。

一、系统总体设计

系统以单片机为核心控制器，通过结合其他组件，如按键输入模块、瓶数检测模块、显示模块、电机驱动模块以及包装机控制模块等，实现产品数量的自动计量与智能控制。

二、硬件设计

单片机选型与电路设计：选用适合项目需求的单片机型号，并设计相应的外围电路，包括电源电路、复位电路、时钟电路等。
按键输入模块：设计包含多个按键的输入电路，用于实现电机的正转、反转、停止、加速、减速以及数据清除等功能。
瓶数检测模块：采用传感器来检测产品数量。当产品通过传感器时，传感器会发送信号给单片机，单片机据此计数并更新产品数量。
显示模块：选用合适的显示器件（如LCD显示屏），用于实时显示产品数量、电机状态以及其他相关信息。
电机驱动模块：设计电机驱动电路，用于接收单片机的控制信号，驱动电机执行相应的动作。
包装机控制模块：设计包装机控制电路，根据产品数量自动启动或停止包装机，实现自动化包装。
三、软件设计

软件设计主要包括系统初始化、按键扫描与处理、瓶数检测、电机控制、显示更新以及包装机控制等功能。系统上电后，首先进行初始化设置，然后进入正常工作状态。单片机不断扫描按键输入，根据按键指令执行相应的操作。同时，单片机实时检测传感器信号，更新产品数量，并控制电机和包装机的运行状态。

四、功能实现与优化

通过该设计，系统能够准确计量产品数量，稳定控制电机的运行状态，并通过显示模块实时显示相关信息。同时，包装机的控制也符合预期，能够在瓶子数量达到预设值时自动启动。

为了进一步优化系统性能，可以考虑采用更先进的传感器技术提高检测精度，优化电机控制算法以提高运行效率，以及增加故障诊断和报警功能以提高系统的可靠性。

综上所述，基于单片机产品数量自动计量智能系统设计能够实现产品数量的自动计量、电机的智能控制以及包装机的自动化控制，为工业生产提供高效、准确的解决方案。

二、功能设计

需使用MCS-51系列单片机，构建控制系统，实现系统的控制。所以采用AT89C52 单片机为核心，以6个弹跳按钮和光电传感器作为输入端，达到控制直流电机的正转、反转、停止、加速、减速、数据清除及瓶子数量采集功能，并且由LCD1602显示模块可以显示瓶子数量、箱子数量以及电机转速。在设计中，采用 PWM 技术对电机进行控制，并通过485通讯协议控制包装机的启停。

该直流电机控制系统的设计，在总体上大致可分为以下8个部分组成：AT89C52单片机最小系统，按键输入模块，瓶数检测模块，1602显示模块，电机驱动模块，包装机控制模块，包装机控制模块以及直流电机。

设计思路

设计思路
文献研究法：搜集整理相关单片机系统相关研究资料，认真阅读文献，为研究做准备；

调查研究法：通过调查、分析、具体试用等方法，发现单片机系统的现状、存在问题和解决办法；

比较分析法：比较不同系统的具体原理，以及同一类传感器性能的区别，分析系统的研究现状与发展前景；

软硬件设计法：通过软硬件设计实现具体硬件实物，最后测试各项功能是否满足要求。

三、 软件设计

本系统原理图设计采用Altium Designer19，具体如图。在本科单片机设计中，设计电路使用的软件一般是Altium Designer或proteus，由于Altium Designer功能强大，可以设计硬件电路的原理图、PCB图，且界面简单，易操作，上手快。Altium Designer19是一款专业的整的端到端电子印刷电路板设计环境，用于电子印刷电路板设计。它结合了原理图设计、PCB设计、多种管理及仿真技术，能够很好的满足本次设计需求。

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仿真实现
本设计利用protues8.7软件实现仿真设计，具体如图。

Protues也是在单片机仿真设计中常用的设计软件之一，通过设计出硬件电路图，及写入驱动程序，就能在不实现硬件的情况进行电路调试。另外，protues还能实现PCB的设计，在仿真中也可以与KEIL实现联调，便于程序的调试，且支持多种平台，使用简单便捷。
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原理图

五、 程序

本设计利用KEIL5软件实现程序设计，具体如图。作为本科期间学习的第一门编程语言，C语言是我们最熟悉的编程语言之一。当然，由于其功能强大，C语言是当前世界上使用最广泛、最受欢迎的编程语言。在单片机设计中，C语言已经逐步完全取代汇编语言，因为相比于汇编语言，C语言编译与运行、调试十分方便，且可移植性高，可读性好，便于烧录与写入硬件系统，因此C语言被广泛应用在单片机设计中。keil软件由于其兼容单片机的设计，能够实现快速调试，并生成烧录文件，被广泛应用于C语言的编写和单片机的设计。

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六、 文章目录

目 录

摘 要 I
Abstract II
引 言 1
1 控制系统设计 2
1.1 主控系统方案设计 2
1.2 传感器方案设计 3
1.3 系统工作原理 5
2 硬件设计 6
2.1 主电路 6
2.1.1 单片机的选择 6
2.2 驱动电路 8
2.2.1 比较器的介绍 8
2.3放大电路 8
2.4最小系统 11
3 软件设计 13
3.1编程语言的选择 13
4 系统调试 16
4.1 系统硬件调试 16
4.2 系统软件调试 16
结 论 17
参考文献 18
附录1 总体原理图设计 20
附录2 源程序清单 21
致 谢 25