水果分選機(jī)構(gòu)果盤(pán)的設(shè)計(jì)

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1、目錄 目錄 I?… 摘要 II 1. 緒論 1 1.1 選題原因 1 1.2國(guó)內(nèi)外水果機(jī)械發(fā)展概況 1 1.3 國(guó)內(nèi)水果機(jī)械化未來(lái)發(fā)展方向 2 1.4國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的水果分選機(jī)主要類(lèi)型 2 2果杯的設(shè)計(jì) 3 2.1 整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 2.2 工作原理及優(yōu)缺點(diǎn) 3 2.3 打桿 3 2.4 感應(yīng)片 4 3 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器 5 3.1 步進(jìn)電機(jī) 5 3.1.1 工作原理 5 3.1.2步進(jìn)電機(jī)種類(lèi) 5 3.1.3 步進(jìn)電機(jī)技術(shù)術(shù)語(yǔ) 7 3.2.1 FYQM415A步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器介紹 7 4單片機(jī) 10 4.1 單片機(jī)結(jié)構(gòu) 10 4.2 單片機(jī)引腳功能

2、10 4.3 單片機(jī)復(fù)位電路 11 4.4 晶振電路 12 5整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.3 5.1 主電路設(shè)計(jì) 13 5.2 程序的設(shè)計(jì) 14 參考文獻(xiàn) 16 致謝 17 近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展和人民生活水平的提高，國(guó)內(nèi)外水果品種越來(lái)越多，人們對(duì) 水果品質(zhì)有了更高的要求。為了提高水果種類(lèi)分選的質(zhì)量和出品的種類(lèi),需要進(jìn)行對(duì)水果的分 選。本文分析了研究和發(fā)展國(guó)內(nèi)外的中國(guó)水果分選機(jī)，展望未來(lái)，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種新 的水果杯水果分選機(jī)構(gòu)類(lèi)型，該水果分選機(jī)果杯是由一個(gè)果杯，和僅盛放水果的果盤(pán)不同， 它由一個(gè)步進(jìn)電機(jī)以及一個(gè)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和果杯構(gòu)成。采用的是步進(jìn)電機(jī)提供動(dòng)力，由單片 機(jī)檢測(cè)信號(hào)并發(fā)

3、送給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)從而達(dá)到分選水果的目的。其機(jī) 構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易于維護(hù)，提高生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低生產(chǎn)成本，加快 果實(shí)機(jī)械化的步伐，為大型水果實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的前提 關(guān)鍵詞：果杯；步進(jìn)電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；單片機(jī) 文件夾 打桿 AutoCAD 團(tuán)龍 67 KB 果杯裝配閨 AutoCAI）圉形 144 KB 步講電機(jī)裝配 91 KE 感應(yīng)片 AutoCAD 圖瑾 7T KE 連桿 AutoCAD 國(guó)形 48 KB 撐桿 AutoCAD 65 KB AutoCAD 79 KB 支架 AutoCAD 旳KB 圖形 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

4、 1J07 KB 水果分選機(jī)構(gòu)果盤(pán)的 設(shè)計(jì) Mi crosoft Word 9... 水果分選機(jī)構(gòu)果盡的 設(shè)計(jì) ViiiRAR圧縮丈件 Abstract In rece nt years, with the developme nt of agricultural scie nee and tech no logya nd the improveme nt of people's livi ng sta ndard, more and more domestic and foreig n varieties of fruit, people have higher req

5、uirements on the quality of fruits. In order to improve the quality of fruit species species sorting andproduced, the need for separation of fruit. This paper an alyzed the research and developme nt at home and abroad Chinese fruit sorting machine, looking to the future, we designed a new type of f

6、ruit cup of fruit sorting mechanism,the fruit sorting machine fruit cup is composed of a fruit cup, differe nt and onlycontaining the fruit compote, it con sists of a step motor and a step motor drive and fruit cup. Using the stepping motor to provide power, sent by the SCMdetects the signal and to

7、the stepper motor driver to control the stepper motor,so as to achieve the purpose of sorting fruit. It has the advantages of simple structure, convenient operati on, easy maintenan ce, improve product ion efficie ncy, reduce labor inten sity, reduce product ion costs, speed up the pace of fruit mec

8、ha ni zati on, is the premise to realize moder ni zatio n of large fruit. Key words : fruit cup stepper motorstepper motor drives in gle-chip microcomputer 1.緒論 1.1選題原因 近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)和人民生活水平的日益進(jìn)步，越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)和國(guó)外的 水果品種，人們追求更高質(zhì)量的水果。為了提高水果種類(lèi)分選的質(zhì)量和出品的種類(lèi)，需要 進(jìn)行對(duì)水果的分選。目前的水果分選機(jī)大多結(jié)構(gòu)比較繁雜，大都以大型生產(chǎn)線為主，生產(chǎn)成本 較高，分選率

9、也比較低。因此有必要要生產(chǎn)成本低，操作方便，適用于中小型企業(yè)和水果種植 戶(hù)地使用的一種水果分選的裝置。 當(dāng)前，我國(guó)擁有先進(jìn)的水果分選機(jī)的公司很少，大企業(yè)的生產(chǎn)線也緊緊是尺寸和質(zhì) 量的分離，相對(duì)比較落后。所以，市場(chǎng)上銷(xiāo)售的水果大多是依賴(lài)機(jī)器組合人工的方法完成分 選的。人工分選的重要弊端是：工作量大，工作效率低，且本錢(qián)相對(duì)較大，水果分選難以實(shí)現(xiàn) 速度快，準(zhǔn)確，無(wú)傷害。截止前為止，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有不少專(zhuān)家學(xué)者及科研人員在此領(lǐng)域取得了 重大的進(jìn)展。根據(jù)不同水果的指標(biāo)，水果分選機(jī)可分為：尺寸分選機(jī)，品種分選機(jī)，重 量分選機(jī)，外觀質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量分選機(jī)。 水果分選不僅是水果投入流通領(lǐng)域的一個(gè)緊要所在，而且直

10、接關(guān)系到水果出產(chǎn)的效果。在 市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的當(dāng)下，他地出售，大眾農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易和農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易等均離不開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)化。 我國(guó)是水果生產(chǎn)國(guó)家，大多數(shù)是農(nóng)村集體和農(nóng)民個(gè)人，質(zhì)量差別很大，和采摘的作用過(guò)程，帶 來(lái)一定程度上的難度的水果分選。因此，研發(fā)水果采摘后的自動(dòng)處理設(shè)備，對(duì)水果機(jī)械化意義 深遠(yuǎn)。 1.2國(guó)內(nèi)外水果機(jī)械發(fā)展概況 我過(guò)是世界水果生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó)，但還不是水果加工強(qiáng)國(guó)。果實(shí)品質(zhì)難以充分滿(mǎn)足消費(fèi)者的 需求，水果市場(chǎng)也主要在是在國(guó)內(nèi)。我國(guó)已經(jīng)加入WTO水果銷(xiāo)售在全球市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。因此 中國(guó)務(wù)必盡快提高水果分選水平，拉短與外國(guó)的差異。最近這么多年以來(lái)，國(guó)內(nèi)果實(shí)分選技術(shù) 發(fā)展遲緩，是因?yàn)槲覈?guó)水果機(jī)械加

11、工技術(shù)水平不高導(dǎo)致的。二十世紀(jì)六十年代年代之前，我國(guó) 國(guó)內(nèi)幾乎很少食物機(jī)械產(chǎn)業(yè)，更別說(shuō)水果加工。水果主要以手工的形式出產(chǎn)，根本屬于古老的 操縱形式。僅在少許沿海的大城市具備少量機(jī)械化的水果加工企業(yè)，但是全部設(shè)備幾乎全都是 國(guó)外設(shè)備。在20世紀(jì)50-70年代，水果加工機(jī)械行業(yè)取得了很大的發(fā)展。全國(guó)各地修建了大 量的水果加工廠。但這樣還是沒(méi)有從根本上扭轉(zhuǎn)水果加工落伍的情況，這些加企業(yè)仍然屬于半 機(jī)械半手工的加工方式。到了二十世紀(jì)八十年代之后，水果工業(yè)進(jìn)步飛快，這是因?yàn)榘耸甏?后改革開(kāi)放。由于外資的引入，有許多外商獨(dú)資合資企業(yè)的外國(guó)水果加企業(yè)進(jìn)入中國(guó) 。這 些工廠在將先進(jìn)的水果生產(chǎn)技術(shù)引進(jìn)海內(nèi)的時(shí)

12、候，也將大量的水果機(jī)器引入海內(nèi)。經(jīng)過(guò)吸取國(guó) 外先進(jìn)的水果機(jī)械技能，使我國(guó)水果機(jī)械發(fā)展的程度的到了很大的進(jìn)步。到了 20世紀(jì)90年代 之后，又迎來(lái)了新一輪的技術(shù)改造項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)兩輪的偉大的技術(shù)水平改造，使得我國(guó)科學(xué)成果 產(chǎn)業(yè)得到提升，配套產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為一個(gè)重要的工業(yè)機(jī)械。 1.3國(guó)內(nèi)水果機(jī)械化未來(lái)發(fā)展方向 在第二十一世紀(jì)，我們的國(guó)家將達(dá)到水果生產(chǎn)和加工機(jī)械，以滿(mǎn)足水果生產(chǎn)規(guī)模， 需要產(chǎn)業(yè)化，多樣化的產(chǎn)品，水果和無(wú)公害果品質(zhì)量和其他要求。水果機(jī)器將集電、機(jī)、 液于一體化，并且向智能化、自動(dòng)化的飛躍，擺脫古老的手工操作方法，提升水果出產(chǎn)的效率, 減低人們的勞動(dòng)作強(qiáng)度，達(dá)到更經(jīng)濟(jì)、更有效益、更簡(jiǎn)單的

13、目的。 1.4國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的水果分選機(jī)主要類(lèi)型 現(xiàn)在分選機(jī)類(lèi)型的水果生產(chǎn)方式在我國(guó)的種類(lèi)繁多，大小不同 。按照水果檢測(cè)的各個(gè)方 面的不同，水果分選機(jī)大概可以分為大小分選機(jī)、重量分選機(jī)、外觀品質(zhì)分選機(jī)和內(nèi)部品質(zhì)分 選機(jī)。 2果杯的設(shè)計(jì) 2.1整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 果杯的組成結(jié)構(gòu)主要有托輪、支架、撐桿以及連桿組成，果杯的大小主要根據(jù)水果的大小 來(lái)確定，本文的設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是贛南臍橙的大小來(lái)設(shè)計(jì)果杯的大小尺寸的具體結(jié)構(gòu)圖如圖 2-1 圖2-1果杯結(jié)構(gòu)三維造型圖 2.2 工作原理及優(yōu)缺點(diǎn) 工作原理：水果從卸料口掉到果盤(pán)的托輪上， 由于托輪是圓形設(shè)計(jì)，水果滾動(dòng)至撐 桿上，傳動(dòng)鏈將果盤(pán)帶至信

14、號(hào)采集區(qū)，采集到符合要求的信號(hào)后便將信號(hào)傳送給步進(jìn) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)打桿轉(zhuǎn)動(dòng)一圈將撐桿挑起水果便自動(dòng)分 選出來(lái)。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造安裝容易、對(duì)物料減少了傷害、工作平穩(wěn)不存在不平穩(wěn)的現(xiàn) 象、提高了分選的效率、大大降低了工作強(qiáng)度。 缺點(diǎn)：受到水果大小的局限性。 2.3 打桿 打桿是將步進(jìn)電機(jī)輸出的動(dòng)力傳到果杯上帶動(dòng)果杯撐桿運(yùn)動(dòng)的一格部件， 底部設(shè)計(jì) 略寬于其他地方主要是為了防止打偏而沒(méi)有起到將水果卸下的分選結(jié)果，且底部中心 設(shè)計(jì)一個(gè)圓孔是為了減小空氣阻力，具體設(shè)計(jì)如圖 2-2。 圖2-2打桿三維造型圖 2.4 感應(yīng)片 當(dāng)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)打桿運(yùn)行將水果

15、分選出來(lái)后可能不會(huì)回到原來(lái)的位置，這個(gè)時(shí)候感 應(yīng)區(qū)沒(méi)有感應(yīng)到感應(yīng)片便會(huì)驅(qū)使電機(jī)運(yùn)行使感應(yīng)片回到感應(yīng)區(qū)，步進(jìn)電機(jī)便回到了工 作之前的位子，感應(yīng)片三維造型圖如圖 2-3所示 圖2-3感應(yīng)片三維造型圖 3步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器 3.1 步進(jìn)電機(jī) 步進(jìn)電機(jī)是把電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為角位移或者線位移的開(kāi)環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)原件。電 機(jī)的速度，位置，僅由脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū) 動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它將通過(guò)一個(gè)固定的角度方向驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，稱(chēng)為 步 進(jìn)角”它是由一固定點(diǎn)的操作步驟旋轉(zhuǎn)。步進(jìn)電機(jī)如圖 3-1. 圖3-1步進(jìn)電機(jī) 3.1.1 工作原理 轉(zhuǎn)子電

16、機(jī)通常是永久性的，當(dāng)電流流過(guò)定子繞組，定子繞組產(chǎn)生的向量場(chǎng)。 轉(zhuǎn)子的 轉(zhuǎn)動(dòng)角度的磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向和定子磁場(chǎng)方向。當(dāng)一個(gè)角度的矢量磁場(chǎng)繞組的定子。由 轉(zhuǎn)子角和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。只要一個(gè)電脈沖輸入，一個(gè)點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。脈沖的輸出的角位移與輸 入成正比，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。在序列改變電機(jī)的繞組 。因此可以用它來(lái)掌握秩序， 頻率和脈沖數(shù)，每相繞組的電機(jī)來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.1.2步進(jìn)電機(jī)種類(lèi) 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理可以分為三大類(lèi)： 永磁式步進(jìn)電機(jī)、反應(yīng)式步進(jìn)電 機(jī)和混合式步進(jìn)電。 (1) 反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 反應(yīng)式步進(jìn)齒型結(jié)構(gòu)的電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子，定子每極繞組，永磁體轉(zhuǎn)子。他的工作原 理

17、是給定子繞組通電之后，定子上的轉(zhuǎn)子永磁轉(zhuǎn)子的相互作用下的最小磁阻位置產(chǎn)生 轉(zhuǎn)矩，繼續(xù)給各相繞組通電，轉(zhuǎn)子會(huì)不停的旋轉(zhuǎn)。應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)圖如圖 3-2。 圖3-2反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) （2）永磁式步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)子永磁步進(jìn)電機(jī)采用永磁材料而成，其工作原理是定子繞組通電時(shí)會(huì)產(chǎn)生勵(lì)磁磁 場(chǎng)，轉(zhuǎn)子永磁體磁場(chǎng)和磁場(chǎng)由于扭矩的作用，轉(zhuǎn)子在該轉(zhuǎn)矩的作用下旋轉(zhuǎn)起來(lái)。 不 停地更換定子繞組通電的狀態(tài)，轉(zhuǎn)子便會(huì)不停的轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。永磁式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖 如圖3-3。 圖3-3永磁式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) （3）混合式步進(jìn)電機(jī) 混合式步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子的構(gòu)造要比反應(yīng)式的更加繁雜， 他的轉(zhuǎn)子有兩段鐵心構(gòu)成，在 兩段鐵心的中心裝嵌

18、的永磁體，所以轉(zhuǎn)子鐵心的一端為S極，另一端則為N極。混 合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)，它具有反應(yīng)式、永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)。因此混合式步進(jìn) 電機(jī)也可以被看作是一種反應(yīng)式，永磁式步進(jìn)電機(jī)共同構(gòu)成。混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 圖如3-4 圖3-4混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu) 3.1.3步進(jìn)電機(jī)技術(shù)術(shù)語(yǔ) (1) 相數(shù)：產(chǎn)生勵(lì)磁線圈的磁量 N。 (2) 拍數(shù)：脈沖數(shù)的變化或?qū)щ姂B(tài) N需要表達(dá)的磁周期的執(zhí)行。 (3) 步距角：對(duì)于一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過(guò)的角位移量用 9表示。9 =360 度/ (轉(zhuǎn)子齒數(shù)*運(yùn)行拍數(shù))。 (4) 定位轉(zhuǎn)矩：機(jī)件在不連接電源狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子鎖定所需要的力矩。 (5) 靜

19、轉(zhuǎn)矩：電機(jī)在額定靜電流狀態(tài)下，電機(jī)不轉(zhuǎn)，鎖定電機(jī)軸扭矩。這是電機(jī)尺 寸的標(biāo)準(zhǔn)衡量，與已無(wú)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電源 。 (6) 步距角精度：每一步角的實(shí)際值和步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)誤差的理論值。 用表達(dá)式來(lái)表 示：誤差/步距角*100% 3.2.1 FYQM415A步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器介紹 Fymq415a細(xì)分兩相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，使用 18-36v直流電源，小于 35 ~1.5A的直徑42毫米的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)電流。目前DSP Loop細(xì)分驅(qū)動(dòng)交流伺 服驅(qū)動(dòng)控制，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，低速運(yùn)行非常流暢，幾乎無(wú)振動(dòng)和噪聲。高轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩 顯著高于其他兩階段的驅(qū)動(dòng)，定位精度高。 如圖3-6

20、圖3-6 FYQM415A驅(qū)動(dòng)器 322.1驅(qū)動(dòng)器功能 微步細(xì)分?jǐn)?shù)：由sw4-sw6三個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)置驅(qū)動(dòng)器微步細(xì)分的數(shù)量數(shù)，共有 7 檔微步細(xì)分?jǐn)?shù)。用戶(hù)在設(shè)定細(xì)分時(shí)，應(yīng)停止驅(qū)動(dòng)操作。 輸出電流的設(shè)定：由sw1-sw3三個(gè)撥碼開(kāi)關(guān)來(lái)控制驅(qū)動(dòng)器輸出電流的大小， 它的輸 出電流一共有7檔。 信號(hào)接口： PUL是連接控制脈沖信號(hào)的端口； DIR是連接方向信號(hào)端的端口； OPTO 是連接公共端口（ Vcc）。 電機(jī)接口： A+和A-連接步進(jìn)電機(jī)A相繞組的正端和負(fù)端；B+和B-連接步進(jìn)電機(jī) B想繞組的正端和負(fù)端。當(dāng) A、B兩相繞組相互調(diào)換的時(shí)候，可以使電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)。 電源接口：直流電源，

21、電壓范圍的建議 24-36vdc，功率大于50W 指示燈：驅(qū)動(dòng)器上面裝有紅綠兩個(gè)指示燈。 綠色的燈是電源指示燈，當(dāng)驅(qū)動(dòng)器接上 電后綠色指示燈一直亮；紅色的燈是故障指示燈，當(dāng)出現(xiàn)電壓過(guò)大，過(guò)流電流過(guò)大等 問(wèn)題時(shí)，紅色的燈一直亮。當(dāng)故障被排除后，紅燈滅。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器存在問(wèn)題時(shí)，唯有從 頭接上電源和重新使能才能解除故障。 3.2.2.2參數(shù)設(shè)定 Fyqm415a驅(qū)動(dòng)器選用八位撥碼開(kāi)關(guān)設(shè)定動(dòng)態(tài)電流、細(xì)分精度。詳細(xì)描述見(jiàn)表 3-1、 3-2 工作電流設(shè)定：sw1-sw3 ;微步細(xì)分設(shè)定：sw4-sw6。 表3-1工作電流設(shè)定 輸出平均電流 SW1 SW2 SW3 0.21A off

22、 on on 0.42A on off on 0.63A off off on 0.84A on on off 1.05A off on off 1.26A on off off 1.50A off off off 表3-2微步細(xì)分設(shè)定 步數(shù)/r SW4 SW5 SW6 200 on on on 400 off on on 800 on off on 1600 off off on 3200 on on off 6400 off on off 12800 off off

23、 振蕩器和 I吋庁OSC 程呼存儲(chǔ)器 4KB ROM 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)霍 256B RAM 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 2個(gè)16位 4單片機(jī) 單片微型計(jì)算機(jī)通常 簡(jiǎn)稱(chēng)為單片機(jī)，它不是一個(gè)邏輯功能的芯片完成， 而是把一個(gè)計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上面去。單片機(jī)由控制器、運(yùn)算器、輸入輸出設(shè)備、存儲(chǔ)器構(gòu) 成，相當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)對(duì)比， 單片機(jī)缺乏了外圍設(shè)備等其他部件。 概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)。 它具有重量輕體積小，廉價(jià)，為應(yīng)用，開(kāi)發(fā)和學(xué)習(xí)提 供了便利條件。同時(shí)，了解計(jì)算機(jī)原理和結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是一個(gè)非常好的方式。 4.1單片機(jī)結(jié)構(gòu) 圖4-1為單片機(jī)的構(gòu)造框圖，從圖中能

24、夠看出在一個(gè)芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī) 的主要部件。 （1）8位中央處理器（CPU）（ 2）時(shí)鐘電路 （3）64KB擴(kuò)展總線控制電路（4） 4KB程序儲(chǔ)存器（5）128B數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（6）2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器（7）4個(gè)并行I/O 口（ 8）1個(gè)全雙工串行I/O 口（9）中斷系統(tǒng)，包括5個(gè)中斷電源，2個(gè)優(yōu)先級(jí)別 外部吋鐘 外部爭(zhēng)件計(jì)數(shù) 805] CPU 內(nèi)中斷 64 KB總線 擴(kuò)展控制器 并行"0 接口4個(gè) I/O 接口 1個(gè) 外中斷 V 控制 4.2 單片機(jī)引腳功能 /\ z\ V V VV * P0 Pl P2 P3串行輸入審行

25、輸出 圖4-1單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)款圖 STC89C52單片機(jī)引腳圖4-2 LI PIO PH P12 P13 P14 P15 F16 P17 INTI INTO li\D vcc POO PO1 驅(qū) p(n P(M P05 PD6 PO7 P20 P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27 RXD TXD ALI# PSEN 圖4-2引腳圖 1 XI X2 RLSL1 亙 WR 1~8 腳：通用 I/O 接口 p1.0~p1.7; 9腳：rst復(fù)位鍵 10 .11腳:RXD串口輸入TXD串口輸出

26、12~19:I/O p3 端口口(12,13 腳 INTO 中止 0 INT1 中止 1) 14,15 :計(jì)數(shù)脈沖T0 T1 16,17: WR寫(xiě)控制 RD讀控制輸出端 18,19:晶振諧振器20地線 21~28 p2接口高8位地址總線 29: psen片外rom選通端 單片機(jī)對(duì)片外rom操縱時(shí)29腳(pser)輸出低電平 30:ALE/PROG地址鎖存器 31:EA rom取指令控制器 高電平片內(nèi)取 低電平片外取 32~39:p0.7~p0.q此端口的順序和其它I/O端口存在區(qū)別， 和引腳號(hào)的排列順序相 反) 40:電源+5V 4.3 單片機(jī)復(fù)位電路 在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程

27、中，有時(shí)可能需要重置系統(tǒng)，為了避免系統(tǒng)經(jīng)常性的由于開(kāi)關(guān)閉 合的損壞，進(jìn)行了手動(dòng)復(fù)位電路的設(shè)計(jì)。如圖 4-3所示。對(duì)于這類(lèi)電路的設(shè)計(jì)，在整 RST端便會(huì)出現(xiàn)相當(dāng)時(shí)段的 個(gè)系統(tǒng)的工作過(guò)程當(dāng)中需求復(fù)位時(shí)，只要讓開(kāi)關(guān)關(guān)閉，在 高電平信號(hào)，從而使單片機(jī)達(dá)到復(fù)位的目的。 XTAL2 RST XTAL1 OU^DU □ 1XD1 □ 2*

28、"D6 O.7AD7 ATO9CC1 圖4-3復(fù)位電路 4.4晶振電路 單片機(jī)必需在時(shí)鐘的啟動(dòng)下才可以進(jìn)行正常的運(yùn)行，單片機(jī)里面都有一個(gè)時(shí)鐘振蕩 電路，只需要外接振源，便可以產(chǎn)生穩(wěn)定頻率的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)的里面的各個(gè) 單位，決定單片機(jī)的工作速度。如圖 4-4是內(nèi)部時(shí)鐘電路的電路圖。 >XTAL1 XTAL7 圖4-4 晶振電路 5整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本文的設(shè)計(jì)選用STC89C52單片機(jī)，F(xiàn)YQ415A步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及兩相混合式步進(jìn) 電機(jī)來(lái)帶動(dòng)水果分選機(jī)果盤(pán)的運(yùn)行來(lái)達(dá)到水果分選的目的。如圖 5-1水果分選果盤(pán)的 三維造型圖

29、。 圖5-1水果分選果盤(pán)三維造型圖 5.1主電路設(shè)計(jì) 主電路的功能是完成水果果杯運(yùn)行到某一位置時(shí)將水果分選出來(lái)，電路圖如圖 5-2 所示。顯示部分用P10接到LED顯示燈處以顯示電路的運(yùn)行情況。P14接脈沖信號(hào)端 以便將信號(hào)傳給步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。 XI、X2連接晶振電路，RESET連 接的是復(fù)位電路。P03端接PUL控制脈沖信號(hào)端以便控制脈沖信號(hào)，P04接DIR方向 信號(hào)端以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。P07接ENA使能端控制信號(hào)的輸入輸出。其電路接線 圖如圖5-2所示。 圖5-2主電路接線圖 5.2程序的設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)將水果分選出來(lái)的程序設(shè)計(jì)如下：

30、/////////////////// 步進(jìn)電機(jī)調(diào)試程序 ///////////////// #in clude #defi ne uchar un sig ned char #defi ne uint un sig ned int /******************************************************** 控制位定義 #defi ne xife n 200 sbit shi_ne ng=P0^7; // 使能控制位 sbit fang_xiang=P0A4〃旋轉(zhuǎn)方向控制位 sbit mai_cho ng=POP

31、 // 脈沖控制位 sbit butto n=P1A4; /******************************************************** 延時(shí)函數(shù) ********************************************************/ void delay(uint i)// 延時(shí)函數(shù) { uchar j,k; for(j=0;j

32、 fang_xiang=0;〃旋轉(zhuǎn)方向控制點(diǎn) mai_ch on g=0; // 脈沖控制點(diǎn) while(1) { while(button);//檢測(cè)按鍵按下 delay(2); while(button);// 去抖動(dòng) for(j=0;j<200*xife n;j++) { mai_chong=~mai_chong // 輸出時(shí)鐘脈沖 delay(5); //延時(shí)(括號(hào)內(nèi)數(shù)值與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度成反比) } } } 本程序采用細(xì)分的驅(qū)動(dòng)的工作模式，通過(guò)細(xì)分的工作模式設(shè)置改善電機(jī)運(yùn)行的的平 穩(wěn)性。 參考文獻(xiàn) [1] 主編：楊術(shù)明 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 華中科技大學(xué)出

33、版社，2013.2 [2] 主編：徐祖茂 機(jī)械制圖 上海交通大學(xué)等院?！稒C(jī)械制圖》編寫(xiě)組編 .-6版?-北京：高等教 育出版社，2010.7 [3] 多細(xì)分兩相式混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的研制 （D）工業(yè)大學(xué)2007版 [4] （日）坂本正文 著，步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用技術(shù) 科學(xué)出版社 2010版 [5] 主編：余桂英 郭紀(jì)林 AutoCAD2008基礎(chǔ)教程 -大連： 大連理工大學(xué)出版社，2008.8 ⑹ 邵立新 夏素明 孫江宏編著 Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文中文標(biāo)準(zhǔn)版教程 -北京：清華大 學(xué)出版社，2007.6 [7]主編：王伯平互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 第三版 機(jī)械

34、工業(yè)出版社.-3版.-北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，2008.12 （2011.6 重?。? 致謝 無(wú)聲無(wú)息，已經(jīng)進(jìn)入大學(xué)的最后階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)也在自己的努力下和老師的指導(dǎo)下 完成了。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成意味著我的大學(xué)生活即將告一段落，之后我即將進(jìn)入我人生 的另一個(gè)階段、開(kāi)始一段嶄新人生旅程。在此，我要衷心感謝所有在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間 給過(guò)我?guī)椭膸熼L(zhǎng)和各位同學(xué)。 首先我要感謝何秀文老師的大力幫助和支持。在整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，為我畢業(yè)設(shè) 計(jì)帶來(lái)了方便。同時(shí)在我畢業(yè)設(shè)計(jì)期間也給我提了很多指導(dǎo)性的意見(jiàn)，使我受益匪淺 另外，我還要對(duì)其余所有對(duì)本課題研究及論文撰寫(xiě)有過(guò)指導(dǎo)的同學(xué)表示感激。 最后，我要感謝我的母校一江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，在學(xué)校的光陰，這里給我留下了很多難 以忘懷的回憶。特別是在我即將踏上工作崗位的同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)過(guò)程不僅給 了我很多鍛煉的機(jī)會(huì)，而且加深了我對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的理解，拓寬了我的知識(shí)面，也 使我對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力有了很大的提高。 祝愿母校的將來(lái)更加輝煌更加美好。