畢業(yè)設(shè)計--智能注油系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

1、<p>　題 目：智能注油系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　學(xué) 院：物理與電氣信息工程學(xué)院</p><p>　專 業(yè)：電氣工程及其自動化</p><p>　班 級：2010級3班</p><p>　姓 名：</p><p>　學(xué) 號：</p><p>

2、;　指導(dǎo)教師：</p><p>　　智能注油系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　【摘要】為滿足在生產(chǎn)線上對PVC手套自動注油，設(shè)計開發(fā)了一種自動注油系統(tǒng)。在系統(tǒng)設(shè)計中，采用了模塊化的設(shè)計方法，分布設(shè)計了各個模塊的功能，主要分為：控制模塊，PVC手套感應(yīng)模塊，油位感應(yīng)模塊，驅(qū)動模塊，報警模塊及定時控制模塊?？刂颇K采用STC89C51單片機為控制中樞，采集和輸出信號；PVC手套檢測模塊，采用

3、紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM）對物體進行檢測，然后傳送信號給單片機；油位感應(yīng)模塊，采用液位傳感器，對液位進行實時監(jiān)測，當液位低于警戒線時，發(fā)出信號傳送給單片機；驅(qū)動模塊采用繼電器對電磁鐵通電；報警模塊，當油位低于警戒線時，蜂鳴器報警，單片機停止工作。定時模塊：采用DS1302時鐘芯片，可以控制注油器工作、停息周期，并由LCD1602液晶屏顯示。軟件方面采用Keil uVision進行C語言編程、調(diào)試，用protues軟件進行

4、模擬仿真.</p><p>　　【關(guān)鍵詞】STC89C51單片機 液位傳感器 紅外線對射管 自動注油</p><p>　　Intelligent oiling system design and implementation</p><p>　　【Abstract】In order to meet the production line for PVC glove

5、s automatic oiler , designed and developed an automatic oiling system . In system design , using a modular design approach , the distribution function of each module is designed mainly divided into: control module , PVC

6、gloves sensor module, oil level sensor module, driver module, alarm module and timing control module. The control module uses STC89C51 microcontroller for the control center, acquisition and output signals ; PVC gloves d

7、</p><p>　　【Key words】STC89C51 SCM level sensor infrared beam pipe automatic oiler</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 設(shè)計

8、的背景和意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.3 課題的主要任務(wù)和目標1</p><p>　　2 智能注油系統(tǒng)設(shè)計方案2</p><p>　　2.1 注油器的結(jié)構(gòu)和工作原理2</p><p>　　2.2 設(shè)計方案概述2</p><p>　

9、　2.3 控制器的選擇4</p><p>　　2.4 手套檢測模塊的選擇5</p><p>　　2.5 定時、顯示模塊的選擇5</p><p>　　2.5.1定時模塊5</p><p>　　2.5.2顯示模塊5</p><p><b>　　2.6驅(qū)動模塊6</b></p>

10、<p>　　2.7液位檢測模塊6</p><p>　　2.8總體方案確定6</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計7</p><p>　　3.1 控制模塊電路設(shè)計7</p><p>　　3.1.1 單片機晶振的選擇7</p><p>　　3.1.2單片機復(fù)位電路7</p>&l

11、t;p>　　3.2定時模塊電路設(shè)計7</p><p>　　3.3 顯示模塊電路設(shè)計8</p><p>　　3.4 驅(qū)動模塊電路設(shè)計10</p><p>　　3.5 手套檢測模塊電路設(shè)計11</p><p>　　3.6 液位檢測模塊電路設(shè)計11</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)12</p

12、><p>　　4.1 主程序的設(shè)計13</p><p>　　4.2 時鐘程序的設(shè)計13</p><p>　　4.3 顯示程序的設(shè)計14</p><p>　　4.4 手套檢測程序設(shè)計14</p><p>　　4.5 液位檢測程序設(shè)計15</p><p><b>　　結(jié)論16<

13、;/b></p><p><b>　　參考文獻16</b></p><p>　　附錄1硬件原理圖：19</p><p>　　附錄2部分源程序：22</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計的背景及意義</p>&

14、lt;p>　　伴隨著科學(xué)技術(shù)日益的更新及發(fā)展，無論是在化工、冶金、汽車等重工業(yè)，還是印刷、紡織等輕工業(yè)，都離不開機械設(shè)備。為了延長機械設(shè)備的壽命，就需要定期做好維護工作，其中很重要的一點就是涂抹潤滑油。然而有些注油空間狹窄而又需要頻繁注油，或者屬于危險區(qū)域，不宜人工操作，這就促使了對智能注油系統(tǒng)的研究與發(fā)明。</p><p>　　智能注油系統(tǒng)的發(fā)明與應(yīng)用，不僅減少了投資成本，提高了工作效率，而且避免了危險區(qū)

15、域的人為作業(yè)，減少了人身傷害，對輕、重工業(yè)的發(fā)展起到了極大的推進作用。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　經(jīng)過幾十年的發(fā)展，注油器的種類已有很多種，如高壓注油器，林肯注油器，自動注油器，腳踏注油器，電動注油器等等，種類不同，所涉及的領(lǐng)域、功能也不盡相同。</p><p>　　在國外，美國為注油系統(tǒng)發(fā)展最先進的國家，其中Pulsar

16、lube智能潤滑系統(tǒng)作為多點數(shù)碼加脂器，當設(shè)備檢測到壓力達到28bar時，注油器進行工作。所要注射的油脂被預(yù)先設(shè)置好數(shù)量和時間頻率，然后被高壓驅(qū)動傳輸。代替人工，安全可靠，循環(huán)使用，經(jīng)濟環(huán)保。</p><p>　　當前國內(nèi)的技術(shù)與國外還是有些差距，來自臺灣的易力潤所設(shè)計的操作技術(shù)與解決辦法是最先進、也是最簡易可靠的。整個系統(tǒng)完全獨立，其潤滑周期可以自由設(shè)定，被精確的控制在每個月份，完全自動給設(shè)備上油，是國內(nèi)各研究

17、機構(gòu)及企業(yè)學(xué)習(xí)、追求的榜樣。</p><p>　　1.3 課題的主要任務(wù)和目標</p><p>　　課題要求設(shè)計一套PVC手套生產(chǎn)線，對手套進行自動注油的系統(tǒng)，實現(xiàn)對整條手套生產(chǎn)線自動潤滑的目的。課題中，選取89C51單片機作為中樞控制器，選取紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM）對PVC手套進行檢測，當檢測到物體時輸出信號給單片機，單片機驅(qū)動繼電器對電磁鐵通電；選取油位傳感器對液位進

18、行檢測，當檢測到液位在警戒線以下時，輸出信號給單片機，控制蜂鳴器報警，并停止注油；選取DS1302時鐘芯片、1602液晶模塊分別用作定時功能和顯示功能，這樣可以控制注油系統(tǒng)的工作和休息周期，防止機器過度工作，以避免產(chǎn)生不必要的損耗。</p><p>　　2 智能注油系統(tǒng)設(shè)計方案</p><p>　　2.1 注油器的結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　注油器由若干個注

19、油泵、油箱及傳動部分組成。</p><p><b>　　1．注油泵</b></p><p>　　注油器的主體為注油泵。注油泵通過螺絲母與箱體成為一體，利用杠桿原理推動注油泵工作。當注油泵開始工作時，凸輪偏心距變小，柱塞往下移動，這樣柱塞套內(nèi)就形成真空狀態(tài)。此時由于產(chǎn)生了氣壓差，潤滑油就會被吸入吸油管，在經(jīng)過泵體進入滴管中，這時視油罩內(nèi)也是真空狀態(tài)，利用此真空狀態(tài)，油從

20、滴油管中吸出，然后又從視油罩重新進入泵體。當偏心距變大時，柱塞向上運動，此時潤滑油通過注油閥，將油滴滴在各個潤滑點。</p><p>　　根據(jù)柱塞直徑和柱塞行程的不同有：中壓(16MPa)、高壓(32MPa)、超高壓(40、63、100MPa)三大類注油泵。注油泵與相應(yīng)的油箱及傳動部份可組合成中壓、高壓、超高壓三大類注油器。</p><p><b>　　2．油箱</b>

21、;</p><p>　　油箱作為存儲潤滑油的主要部件，是每臺注油器必不可少的。油箱內(nèi)的凸輪帶動注油泵工作，凸輪軸的規(guī)格參數(shù)不盡相同，主要由凸輪的數(shù)目決定。</p><p><b>　　3．傳動部份</b></p><p>　　傳動部份主要分為兩大類：I、由主機帶動；II、單獨傳動。</p><p>　　I、由主機帶動的注

22、油器有三種標準型式：</p><p>　　(1)ZL型：聯(lián)軸器型，由主機通過超越離合聯(lián)軸器傳動工作</p><p>　　(2)ZB型：擺桿型，由主機帶動擺桿傳動工作</p><p>　　(3)ZJ型：鍵聯(lián)接型，凸輪軸頭部帶有平鍵，由主機直接傳動工作</p><p>　　II、單獨傳動的注油器有ZD型：</p><p>

23、　　由電動機通過下方減速器的二級傳動帶動凸輪軸轉(zhuǎn)動。若雙聯(lián)注油器，則兩油箱凸輪軸之間有聯(lián)軸節(jié)，帶動兩凸輪軸同步轉(zhuǎn)動，從而使兩油箱上方的注油泵每兩同步運行，而油箱側(cè)面的搖手只備在需要手動時使用。</p><p><b>　　2.2設(shè)計方案概述</b></p><p>　　課題要求設(shè)計一套PVC手套生產(chǎn)線上對手模進行自動注油的系統(tǒng)，實現(xiàn)對整條手套生產(chǎn)線自動潤滑的目的。&l

24、t;/p><p>　　利用光電傳感器，根據(jù)設(shè)定的時間，對自動生產(chǎn)線上的PVC手模是否到達位置進行自動檢測，到達位置后，給一個信號，驅(qū)動繼電器對電磁鐵通電，電磁鐵推動油閥進行注油。當油箱油位達到最低限度時，驅(qū)動蜂鳴器進行報警同時切斷注油電路。對油位能夠進行指示。如圖2-1為總體方案結(jié)構(gòu)框圖：</p><p>　　圖2-1 設(shè)計方案流程圖</p><p>　　圖2-2為智能

25、注油系統(tǒng)的流程圖：</p><p>　　圖2-2 智能注油系統(tǒng)的流程圖</p><p>　　2.3 控制器的選擇</p><p>　　方案一：采用傳統(tǒng)的STC89C51RC單片機作為控制中樞。這種單片機具有較強的算術(shù)運算能力，而且程序編寫靈活，自由度大。STC系列單片機為國內(nèi)自主創(chuàng)新研發(fā)，成本低，更加經(jīng)濟，再加上功耗低、體積小等特點，在各個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。</

26、p><p>　　方案二：STC10F04單片機，帶有非易失性Flash程序存儲器。它是一種高性能的微處理芯片，運算處理速度要比C51更快，但是功耗較C51要高一些，成本也要比51單片機更高。</p><p>　　STC89C51主要性能：</p><p>　　1.增強型的89C51單片機，六個和十二個機器周期可以自行選擇，傳統(tǒng)C51單片機被其完全兼容。</p>

27、;<p>　　2.工作電壓：3.4V-5.5V（5V 單片機)/2.0V-3.8V（3V 單片機）</p><p>　　3.工作頻率范圍：0-35 MHz</p><p>　　4.工作溫度范圍：0-75℃/-40 - +85℃</p><p>　　5.EEPROM 功能</p><p>　　6.硬件看門狗(WDT)；</p

28、><p>　　7.有2個16 位定時器/計數(shù)器</p><p>　　8.用戶應(yīng)用程序空間12K/10K/8K/6K/4K/2K字節(jié)</p><p>　　10.時鐘源：外部高精度晶體/ 時鐘，內(nèi)部R/C 振蕩器。</p><p>　　11.STC89C516AD具有ADC功能。</p><p>　　2.4手套檢測模塊的選擇&

29、lt;/p><p>　　方案一：采用工業(yè)級的光電傳感器。 這種傳感器普遍用于自動流水線，自動開關(guān)門（如電梯）等工業(yè)場所。這種傳感器使用方便，輸出量為開關(guān)量，無需外加其它硬件電路，而且型號較多，適用于很多場所。缺點是價格較貴。</p><p>　　方案二：采用微型紅外對射管</p><p>　　紅外線的特點是傳輸距離遠，能量比較集中。當對射管之間沒有物體遮擋時，發(fā)射管發(fā)射

30、紅外到接收管上，接收管此時信號發(fā)出。當有物體遮擋時，接收管無動作。</p><p>　　綜上所述，選取方案二，使用紅外線對射管。</p><p>　　2.5定時、顯示模塊的選擇</p><p><b>　　2.5.1定時模塊</b></p><p>　　方案一：采用專用時鐘芯片。</p><p>

31、　　現(xiàn)在市面上的時鐘芯片有很多，各個時鐘芯片的應(yīng)用也比較成，如DS1302、DS1307等。它們的優(yōu)勢是可以獨立使用，直接與單片機的外圍相連接，并且有自己的時鐘晶振，具有較高的精確度。當單片機在運行程序，意外發(fā)生死機或斷電的狀況時，對時鐘電路的影響較小。缺點是在一定程度上占用了單片機的IO口，也消耗了單片機的運行時間。</p><p>　　方案二：采用單片機內(nèi)置時鐘振蕩及定時器構(gòu)件時鐘平臺。</p>

32、<p>　　這種案直接利用了單片機的內(nèi)置定時器，時鐘功能通過對定時器的控制來實現(xiàn)。這種方案無需外圍硬件電路，定時功能得到充分的利用，但是主要缺點是當單片機斷電或者死機時，需要人工重新設(shè)定才能恢復(fù)正常使用，較為繁瑣。</p><p>　　綜上所訴，因為單片機的IO口足夠，且系統(tǒng)對于時間的精度要求較高，故選用方案一。</p><p><b>　　2.5.2顯示模塊<

33、/b></p><p>　　方案一：采用LCD1602顯示。</p><p>　　LCD1602是字符型液晶，對于字母和數(shù)字的顯示較為方便，適合較為簡單的系統(tǒng)顯示。LCD1602液晶顯示器有點頗多，可以簡單明了的顯示系統(tǒng)時間，成本低，體積小，功耗低。其越來越多的被應(yīng)用到低功耗的系統(tǒng)當中。</p><p>　　方案二：采用12864液晶顯示。</p>

34、<p>　　LCD12864液晶顯示信息量大，這類液晶的優(yōu)點是能夠顯示漢字，不僅僅限于字母數(shù)字的顯示。但對于較簡單的系統(tǒng)顯示，其成本較高，利用率相對較低。相當來說程序和電路都復(fù)雜些。而且12864是串口通信，而1602為并口傳輸，相對12864更快一些。</p><p>　　方案三：采用數(shù)碼管顯示</p><p>　　數(shù)碼管顯示內(nèi)容單一，只能顯示數(shù)字或者字母，亮度顯示較高，成

35、本低。但是會占用單片機很多的IO口，還需要外接驅(qū)動電路，如CD4511等。</p><p>　　綜上所訴，因本設(shè)計對時鐘顯示較高，且不需要漢子顯示，故采用方案一。</p><p><b>　　2.6驅(qū)動模塊</b></p><p>　　選取UNL2003驅(qū)動5V繼電器對電磁鐵通電，由繼電器控制注油器工作。UNL2003為高電平驅(qū)動，需要加上拉電

36、阻2K，一個UNL2003芯片可以驅(qū)動多個繼電器，即同時控制多路注油器。</p><p><b>　　2.7液位檢測模塊</b></p><p>　　方案一：浮球液位開關(guān)</p><p>　　浮球液位開關(guān)作為一種檢測液位的器件，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，不僅不需要外接電源，更不需要外設(shè)硬件電路，而且還具有使用壽命長、體積小、質(zhì)量好等優(yōu)點。浮球液位開關(guān)對

37、于液體的性質(zhì)、溫度、壓力都沒有苛刻要求，只要材質(zhì)選取正確即可。在水處理工業(yè)，食品加工業(yè)造船工業(yè)等都得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　方案二：紅外式液位開關(guān)</p><p>　　紅外式液位開關(guān)相比浮球開關(guān)體積更小，所用空間也更小，不僅安裝流程簡單，而且可以放置成各種方向，上、下、斜上、斜下均可；紅外液位開關(guān)精度在±0.5mm之內(nèi)，而現(xiàn)有浮球開關(guān)精度為±3.0mm，相

38、比之下，紅外液位開關(guān)更加精確可靠。而機械結(jié)構(gòu)方面，紅外開關(guān)為一個固定整體，無開關(guān)摩擦，避免了浮球開關(guān)造成的卡死現(xiàn)象。</p><p>　　綜上所述，雖然紅外式液位開關(guān)相比浮子式液位開關(guān)優(yōu)點很多，但是由于本課題所測液位為油位，對紅外式液位開關(guān)影響比較大，故還是選用浮子式液位開關(guān)。</p><p>　　2.8 總體方案確定</p><p>　　根據(jù)對智能注油系統(tǒng)各個傳感

39、器方案的選擇，采用STC89C51單片機為中樞控制器，主要實現(xiàn)對紅外傳感器、液位傳感器檢測信號的接收、運算處理，并通過編程實現(xiàn)定時、顯示、報警功能。紅外傳感器、液位傳感器傳輸信號給單片機：當單片機接收到紅外傳感器信號時，控制繼電器動作，驅(qū)動油泵注油；當單片機接收到液位傳感器信號時，繼電器關(guān)閉，停止注油，并且控制蜂鳴器報警。另外采用時鐘芯片DS1302通過單片機編程，設(shè)定所需工作周期，并由LCD1602液晶顯示器顯示出工作時間，在非工作周

40、期內(nèi)，注油器停止注油。</p><p>　　3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計</p><p>　　3.1 控制模塊電路設(shè)計</p><p>　　3.1.1單片機晶振的選擇</p><p><b>　　晶振的選擇：</b></p><p>　　當選取6MHz的晶振時，其工作的機器周期是2us。</p&g

41、t;<p>　　當選取12MHz的晶振時，其工作的機器周期是1us, 執(zhí)行速度為6MHz時的兩倍。</p><p>　　為了提高整個系統(tǒng)的性能選擇了12MHz的晶振。</p><p>　　3.1.2單片機復(fù)位電路</p><p>　　單片機復(fù)位電路分為自動復(fù)位和人工復(fù)位，為了安全可靠，選取了手動復(fù)位與人工復(fù)位相結(jié)合的方案，其電路圖如圖3-1-1所示：&

42、lt;/p><p>　　圖3-1-1 單片機復(fù)位電路圖</p><p>　　3.2定時模塊電路設(shè)計</p><p>　　定時模塊采用DS1302作為時鐘電路，DS1302的性能特性：</p><p><b>　　1、工作原理</b></p><p>　　DS1302 是美國DALLAS公司推出的一種時

43、鐘芯片，它可以精確到每年、每月、每日，甚至是每分每秒，工作電壓為2.5V～5.5V。采用三線接口與CPU進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個31×8的用于臨時性存放數(shù)據(jù)的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升級產(chǎn)品，與DS1202兼容，但增加了主電源/后備電源雙電源引腳，同時提供了對后備電源進行涓細電流充電的能力。</p><p><b

44、>　　2、結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　在DS1302的八個引腳中,其中VCC2為主電源引腳，VCC1為后備電源引腳。后備電源設(shè)計的目的是當主電源意外關(guān)閉時，可以維持時鐘繼續(xù)運行。供電方式的自動選擇如下：當VCC2電壓大于VCC1時，由VCC2供電；當VCC1電壓大于VCC2時，由VCC1供電。X1和X2為振蕩電路引腳，需要外接晶振32K赫茲左右。RST引腳為復(fù)位引腳，此引腳實現(xiàn)兩種功能，一

45、是允許將數(shù)據(jù)輸入寄存器，二是終止數(shù)據(jù)傳送。當RST引腳為高電平時，芯片被復(fù)位，數(shù)據(jù)初始化。當RST引腳為低電平時，I/O引腳轉(zhuǎn)化為高阻態(tài)，數(shù)據(jù)傳送終止。SCLK引腳為時鐘輸入端。</p><p>　　DS1302的引腳電路圖如圖3-2-1所示：</p><p>　　圖3-2-1 DS1302的引腳電路圖</p><p>　　時鐘電路軟件仿真電路圖如圖3-2-2所示：

46、</p><p>　　圖3-2-2 時鐘電路軟件仿真電路圖</p><p>　　3.3顯示模塊電路設(shè)計</p><p>　　顯示模塊使用LCD1602液晶顯示器，能夠同時顯示32個字符（即16列2行）。</p><p>　　1、LCD1602簡介：</p><p>　　1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用

47、來顯示字母、數(shù)字、符號等的點陣型液晶模塊。它由若干個5X7或者5X11等點陣字符位組成，每個點陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因為如此所以它不能很好地顯示圖形。</p><p><b>　　2、管腳功能：</b></p><p>　　1602采用標準的16腳接口，其中：</p>&l

48、t;p>　　第1腳：GND為電源地。</p><p>　　第2腳：VCC接5V電源正極。</p><p>　　第3腳：VL對比度調(diào)整引腳。</p><p>　　第4腳：RS為寄存器選擇，高電平、低電平分別代表選擇數(shù)據(jù)寄存器和指令寄存器。</p><p>　　第5腳：RW為讀寫信號引腳，高電平1時代表讀，低電平0時代表寫。</p&g

49、t;<p>　　第6腳：EN端為使能端,高電平1時讀取信息，跳變?yōu)榈碗娖綍r執(zhí)行指令。</p><p>　　第7～14腳：D0～D7各引腳分別為8位雙向數(shù)據(jù)端。</p><p>　　15腳背光正極，16腳背光負極。</p><p>　　LCD1602引腳圖如圖3-3-1所示：</p><p>　　圖3-3-1 LCD1602引腳圖

50、</p><p><b>　　特性：</b></p><p>　　1、3.3V或5V工作電壓，對比度可調(diào)</p><p><b>　　2、內(nèi)含復(fù)位電路</b></p><p>　　3、提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標閃爍、顯示移位等多種功能</p><p>　　4、

51、有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM</p><p>　　5、內(nèi)建有192個5X7點陣的字型的字符發(fā)生器CGROM</p><p>　　6、8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM</p><p>　　顯示電路軟件仿真電路圖如圖3-3-2所示：</p><p>　　圖3-3-2 顯示電路軟件仿真電路圖</p><p&

52、gt;　　3.4驅(qū)動模塊電路設(shè)計</p><p>　　選取UNL2003驅(qū)動5V繼電器，由繼電器控制指示燈的亮滅。UNL2003為高電平驅(qū)動，需要加上拉電阻2K，一個UNL2003芯片可以驅(qū)動多個繼電器，即同時控制多路注油器。驅(qū)動電路軟件仿真電路圖如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 驅(qū)動電路軟件仿真電路圖</p><p>　　3.5手套檢測模塊電路設(shè)計&

53、lt;/p><p>　　手套檢測模塊采用紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM）,技術(shù)參數(shù)如下：</p><p>　　1.感應(yīng)距離：25cm</p><p>　　2.感應(yīng)方式：對射型（非透明物）</p><p>　　3.工作電壓：DC 3.0 VDC - 5.5V DC</p><p>　　4.工作電流：10MA&l

54、t;/p><p>　　5.輸出方式：0V或5VNPN/PNP常開</p><p>　　6.輸出電流：100mA(可以直接驅(qū)動繼電器)</p><p>　　7.發(fā)射角度：直線（紅外光）</p><p>　　8.接收角度：<10度</p><p>　　9.響應(yīng)時間：2ms</p><p>　　10

55、.工作溫度：-25度 60度</p><p>　　11.工作環(huán)境：室內(nèi)(不防水)</p><p>　　12.外形尺寸：長2cm寬1cm高0.9cm</p><p>　　13.線長：15cm</p><p>　　紅外線對射管接線圖如圖3-3-1所示：</p><p>　　圖3-3-1 紅外線對射管接線圖</p&g

56、t;<p>　　3.6液位檢測模塊電路設(shè)計</p><p>　　選取浮球開關(guān)作為液位檢測模塊，浮球開關(guān)的組成部分有磁簧開關(guān)和浮球，部分磁性材料內(nèi)置于浮球中，封閉的塑料管內(nèi)設(shè)有磁簧開關(guān)。將浮球套在塑料管外，并用卡子限制住浮球的浮動范圍，浮球開關(guān)固定在所需測量液位的容器內(nèi)，當液位低于一定位置時，浮球會隨著液位的下降而下降，當浮球下降到一定位置時，就會觸動塑料管內(nèi)的磁簧開關(guān)，從而產(chǎn)生與之對應(yīng)的開關(guān)動作（一

57、般當浮球浮于上端時，開關(guān)關(guān)斷，當降低到下端，開關(guān)閉合）。</p><p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p><b>　　觸點容量：70W</b></p><p>　　開關(guān)電壓：DC 0~110V</p><p><b>　　開關(guān)電流：0.5A</b></p&

58、gt;<p><b>　　絕緣電阻：>10Ω</b></p><p>　　觸點電抗：＜100m </p><p>　　工作溫度：-10~60℃</p><p>　　工作壓力：＜0.6MPA</p><p><b>　　開關(guān)材料：PP</b></p><p>

59、;　　浮球液位開關(guān)實物圖如圖3-4-1、結(jié)構(gòu)圖如圖3-4-2所示：</p><p>　　圖3-4-1 浮球液位開關(guān)實物 圖3-4-2 浮球液位開關(guān)實物</p><p>　　4 系統(tǒng)軟件設(shè)計與實現(xiàn)</p><p>　　在進行智能注油系統(tǒng)設(shè)計時，除了大量的硬件設(shè)計，傳感器的選擇外，還有好多工作，就是要根據(jù)每個硬件電路編寫與之相對應(yīng)的

60、軟件程序。將各個部分通過程序的編寫組合到一起。因此系統(tǒng)軟件的設(shè)計在整個系統(tǒng)中也占有頗為重要的部分。</p><p>　　在單片機運行過程中大體可分為兩個類型：過程控制和數(shù)據(jù)處理。其中數(shù)據(jù)的處理包括數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標度變換等。過程控制程序主要是使單片機按一定的方法進行計算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。</p><p>　　對于本系統(tǒng)工作過程中，各傳感器及定時電路均開始工作，每當有手套經(jīng)過

61、時，紅外傳感器會發(fā)出信號給單片機，單片機控制繼電器驅(qū)動注油器注油。定時電路可以任意設(shè)定注油器工作周期、休息周期。另外當浮球液位開關(guān)檢測到油位過低時，發(fā)出信號給單片機，單片機控制繼電器停止工作，同時蜂鳴器報警，提醒工作人員，添加油料。</p><p>　　智能注油系統(tǒng)軟件的設(shè)計包括主程序、時鐘定時程序、顯示程序、手套檢測程序和液位檢測程序等，還需要對程序不斷的調(diào)試修改，及軟件仿真。</p><p

62、>　　4.1 主程序的設(shè)計</p><p>　　智能注油系統(tǒng)的軟件設(shè)計首先是各種初始化，然后使單片機采用查詢方式，查詢P2.4引腳是否接收到了紅外傳輸信號。接收到信號說明單片機已經(jīng)檢測到PVC手套，此時注油器就開始注油一次。當單片機查詢到P3.2引腳有中斷信號時，說明油位已經(jīng)過低，此時單片機控制注油器停止工作，同時蜂鳴器報警，提醒工作人員添加油料。單片機引腳P1.0、P1.1、P1.2分別接時鐘芯片引腳SC

63、LK、I/O、RES以完成時鐘電路；單片機引腳P0.0~P0.7接LCD1602的D0~D7引腳以完成顯示電路。</p><p>　　主程序流程圖如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 主程序流程圖</p><p>　　4.2 時鐘程序設(shè)計</p><p>　　單片機引腳P1.0、P1.1、P1.2分別接時鐘芯片引腳SCLK、I/O、

64、RES以完成時鐘電路。時鐘芯片與單片機進行通信時，首先單片機向時鐘芯片發(fā)送命令指令，此時最高位D7必須為高電平1，假如最高位為低電平，則禁止單片機寫入，即為寫保護狀態(tài)。當D6位為低電平時，采用時鐘數(shù)據(jù)，當D6位為高電平時采用RAM數(shù)據(jù)；D5~D1為輸入或者輸出的特定寄存器。</p><p>　　4.3 顯示程序設(shè)計</p><p>　　系統(tǒng)選用LCD1602為顯示器 ，單片機引腳P0.0~

65、P0.7接LCD1602的D0~D7引腳以完成顯示電路。</p><p>　　顯示電路程序見附錄。</p><p>　　4.4 手套檢測程序設(shè)計</p><p>　　手套檢測所用傳感器為紅外線對射管（HD-DS25CM-3MM），發(fā)射管有兩條引線，分別接正負極，接收管三條引線，分別為正負極兩條，及信號線一條。手套檢測程序流程圖如圖4-4所示：</p>

66、<p>　　如圖4-4 手套檢測程序流程圖</p><p><b>　　手套檢測程序如下：</b></p><p>　　if(WZ==0){if(state11==1)le=1;</p><p>　　delay1ms(500);</p><p><b>　　le=0;</b></p

67、><p>　　while(WZ==0);</p><p>　　displaymainpart();</p><p>　　display_Time();}</p><p>　　4.5液位檢測程序設(shè)計 </p><p>　　液位檢測傳感器選用為浮球液位開關(guān)，其輸出為開關(guān)量，而不是信號量，故在輸出端與單片機引腳之間，串聯(lián)一5K

68、電阻，以防止電路過大，燒壞單片機。液位檢測流程圖如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 液位檢測流程圖</p><p><b>　　液位檢測程序如下：</b></p><p>　　while(~W){ nw=1;</p><p>　　delay1ms(5);</p><p>　　displ

69、aymainpart(); </p><p>　　delay1ms(50);</p><p><b>　　LB=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　設(shè)計實物經(jīng)過調(diào)試，工作正常

70、。系統(tǒng)通電后，首先設(shè)計出工作和停息時間。在工作時間內(nèi)，當紅外對射管檢測到手套經(jīng)過時，繼電器工作，指示燈發(fā)亮一次；當在停息時間內(nèi)，不管有無手套經(jīng)過，繼電器均停止工作，指示燈一直熄滅。當油位過低時，蜂鳴器報警，繼電器停止工作，指示燈熄滅?？傮w來說達到了所需要求。</p><p>　　但由于時間問題，和個人能力有限，智能注油系統(tǒng)還有很多方面有待提高，具體有一下幾點：</p><p>　　沒有具體

71、介紹紅外對射管所涉及的原理，這在系統(tǒng)應(yīng)用中也比較重要，有利于更加深刻的了解注油系統(tǒng)的工作原理。</p><p>　　對于時鐘部分的定時功能，只能單純的設(shè)定工作時間周期，和停息周期，周而復(fù)始，而不能規(guī)定具體工作日期。</p><p>　　硬件布線可進一步優(yōu)化，使得硬件系統(tǒng)外觀更加簡約；程序方便可進一步簡化，提高單片機運行速度。</p><p>　　在制作只能注油系統(tǒng)時

72、，需要考慮到很多因素，諸多細節(jié)。在每一個環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)意料之外的事情，有時候一個引腳的意外短路，就需要花上半天的時間來檢測每一個焊點，每一根導(dǎo)線。幾句程序的錯誤，就可能要花幾天的時間去調(diào)試。通過對注油系統(tǒng)硬件和軟件方面的制作，不僅積累了很多經(jīng)驗，鞏固了專業(yè)課知識，做到了知行合一，而且鍛煉了自己的動手能力，為以后工作打下了堅實的基礎(chǔ)。本文還有很多不足之處，懇請專家和老師的批評和指正。</p><p><b&g

73、t;　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 李朝青.單片機原理及接口技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.</p><p>　　[2] 余永權(quán)，汪明慧.單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[3] 何希才.傳感器及其應(yīng)用電路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.</p>

74、<p>　　[4] 仉大志. 談ALPHA電子注油器及其管理.《世界海運》2013年第4期</p><p>　　[5] 宮宇龍，周瑞濤，呂松. 基于HYDSIM的電控氣缸注油器設(shè)計與仿真.《起重運輸機械》 2012年第9期</p><p>　　[6] 陳智君，吳丹雯. 電控注油器控制系統(tǒng)研發(fā).《中國航?！?012年第2期</p><p>　　

75、[7] 童詩白，華成英．模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M]．北京：高等教育出版社，2001.</p><p>　　[8] 戴佳等.51單片機C語言應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003. </p><p>　　[9] 楊澤榮.基于MCS-51單片機的液晶1602顯示設(shè)計.《科學(xué)與財富》 2013年 第12期</p><p>　　[10] 王凱，馬明濤.基于單片機的主

76、動對射式紅外報警系統(tǒng).《商情》 2011年 第15期</p><p>　　[11] 胡學(xué)海主編. 單片機原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.電子工業(yè)出版社，2008. </p><p>　　[12] 張洪潤，藍清華．單片機應(yīng)用技術(shù)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1997.</p><p>　　[13] 范久臣．實時時鐘芯片在單片機系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．沈陽教育學(xué)院學(xué)報，2005.&

77、lt;/p><p>　　[14] 周正華.51單片機POV趣味制作詳解[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2011.</p><p>　　[15]侯伯亨,劉凱,顧新.VHDL硬件描述語言與數(shù)字邏輯電路設(shè)計[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2009.</p><p>　　附錄1硬件仿真圖及實物圖</p><p><b>　　附錄2部

78、分源程序：</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　unsigned char code digit[]={"0123456789"}; //數(shù)字代碼</p><p>　　u

79、nsigned char mode</p><p>　　TH,TL,TN,TD,length,tempswitch1,tempswitch2,state11=1,amode,alarmmode1, nw=0,alarmmode2,minutes,hours,minutess,hourss,flagall;</p><p>　　unsigned char</p><p&g

80、t;　　minuteb=0,hourb=0,secondb=0,minutea=0,seconda=0,seconds,secondss,houra=0,minute1,second1,hour1,led=0,temp;</p><p>　　sbit le=P2^6;</p><p>　　sbit W=P3^2;</p><p>　　sbit SCLK=P1^1;

81、//DS1302時鐘輸入</p><p>　　sbit DATE=P1^0;//DS1302數(shù)據(jù)輸入</p><p>　　sbit REST=P1^2;//DS1302復(fù)位端口</p><p>　　sbit SET=P1^4;//DS1302設(shè)置模式選擇位</p><p>　　sbit ADD=P1^5;//增加<

82、;/p><p>　　sbit RED=P1^6;//減小</p><p>　　sbit CANL=P1^7;</p><p>　　sbit WZ=P2^4;</p><p>　　sbit LB=P2^3;</p><p>　　void delay1ms(int i)//1毫秒延時</p><p>

83、<b>　　{</b></p><p><b>　　int j,k;</b></p><p>　　while(i--)</p><p>　　for(j=76;j>1;j--);</p><p>　　for(k=29;k>1;k--);</p><p>&

84、lt;b>　　}</b></p><p>　　void delaynus(unsigned char n) //延時若干微秒</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i;</p><p>　　for(i=0;i<n;i++);</p>

85、<p><b>　　}</b></p><p>　　/*******DS1302模塊*************/</p><p>　　void Write1302(unsigned char date)//向1302寫數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　un

86、signed char i;</p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DATE=date&

87、0x01;</p><p><b>　　SCLK=1;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p><b>　　date>>=1;

88、</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void WriteSet1302(unsigned char cmd,unsigned char date) //根據(jù)相應(yīng)的命令輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)</p><p><b>

89、;　　{</b></p><p><b>　　REST=0;</b></p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p><b>　　REST=1;</b></p><p>　　Write1302(cmd);</p><p>

90、　　delaynus(5);</p><p>　　Write1302(date);</p><p><b>　　SCLK=1;</b></p><p><b>　　REST=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　uns

91、igned char Read1302(void)//讀取1302數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,date;</p><p>　　delaynus(2);</p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p&g

92、t;<b>　　{</b></p><p><b>　　date>>=1;</b></p><p>　　if(DATE==1)</p><p>　　date|=0x80;</p><p><b>　　SCLK=1;</b></p><p>　

93、　delaynus(2);</p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p>　　delaynus(2);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　return date; </p><p><b>　　}</b>&

94、lt;/p><p>　　unsigned char ReadSet1302(unsigned char cmd)//根據(jù)命令讀取1302相應(yīng)的值</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char date;</p><p><b>　　REST=0;</b><

95、;/p><p><b>　　SCLK=0;</b></p><p><b>　　REST=1;</b></p><p>　　Write1302(cmd);</p><p>　　delaynus(2);</p><p>　　date=Read1302();</p>&

96、lt;p><b>　　SCLK=1;</b></p><p><b>　　REST=0;</b></p><p>　　return date;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void IntDS1302(void) //DS1302初始化&l

97、t;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char flag;</p><p>　　flag= ReadSet1302(0x81);</p><p>　　if(flag&0x80){ //判斷時鐘芯片是否關(guān)閉</p><p>　　WriteS

98、et1302(0x8E,0x00); //根據(jù)寫狀態(tài)寄存器命令字，寫入不保護指令 </p><p>　　WriteSet1302(0x80,((0/10)<<4|(0%10))); //根據(jù)寫秒寄存器命令字，寫入秒的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x82,((0/10)<<4|(0%10))); //根

99、據(jù)寫分寄存器命令字，寫入分的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x84,((0/10)<<4|(0%10))); //根據(jù)寫小時寄存器命令字，寫入小時的初始值</p><p>　　WriteSet1302(0x8a,((0/10)<<4|(0%10))); </p><p>　　WriteSet1302(0x90,0xa5

100、); //打開充電功能 選擇2K電阻充電方式</p><p>　　WriteSet1302(0x8E,0x80); //根據(jù)寫狀態(tài)寄存器命令字，寫入保護指令</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/

101、***************液晶顯示模塊*****************/</p><p>　　sbit RS=P2^0;</p><p>　　sbit RW=P2^1;</p><p>　　sbit E=P2^2;</p><p>　　sbit BF=P0^7;</p><p><b>　　/*液晶忙檢

102、測*/</b></p><p>　　bit BusyTest(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　bit result;</p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　　RW=1;</

103、b></p><p><b>　　E=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p&g

104、t;　　result=BF;</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=0;</b></p>

105、<p>　　return result;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*寫指令*/</b></p><p>　　void Write_com(unsigned char command)</p><p><b>　　{</b&g

106、t;</p><p>　　while(BusyTest()!=0);</p><p><b>　　RS=0;</b></p><p><b>　　RW=0;</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　_n

107、op_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>　　P0=command;</p><p><b>　　_nop_();</b></p><p>

108、;<b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();<

109、/b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*寫地址*/</b></p><p>　　voi

110、d Write_Address(unsigned char address)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　Write_com(address|0x80);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p><b>　　} </b></p>

111、<p><b>　　/*寫數(shù)據(jù)*/</b></p><p>　　void Write_Date(unsigned char date)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　RS=1;</b></p><p><b>　　RW=

112、0;</b></p><p><b>　　E=0;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p>

113、<p><b>　　P0=date;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　

114、E=1;</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　_nop_();</b></p><p><b>　　E=0;</b></p>

115、<p>　　delay1ms(1);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　/*初始化*/</b></p><p>　　void Lcd_Int(void)</p><p><b>　　{</b></p><p&g

116、t;　　Write_com(0x38);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_com(0x38);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_com(0x06);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p

117、>　　Write_com(0x0c);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_com(0x01);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void displaymainpart(void)//顯示液晶主要部分（不變化部分）</p>&

118、lt;p><b>　　{</b></p><p>　　Write_Address(0x02);</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_Date(':');</p><p>　　delay1ms(1);</p><p>　　Write_A

119、ddress(0x42);</p><p>　　Write_Date(':');</p><p>　　Write_Address(0x45);</p><p>　　Write_Date(':');</p><p>　　Write_Address(0x05);</p><p>　　Writ

120、e_Date(':');</p><p>　　Write_Address(0x09);</p><p>　　Write_Date('s');</p><p>　　Write_Date('t');</p><p>　　Write_Date('a');</p><

121、p>　　Write_Date('t');</p><p>　　Write_Date('e');</p><p>　　Write_Date(':');</p><p>　　if(nw==0){Write_Address(0x49);</p><p>　　Write_Date('n&

122、#39;);</p><p>　　Write_Date('o');</p><p>　　Write_Date('r');</p><p>　　Write_Date('m');</p><p>　　Write_Date('a');</p><p>　　Wri

123、te_Date('l');</p><p><b>　　}</b></p><p>　　else{Write_Address(0x49);</p><p>　　Write_Date('w');</p><p>　　Write_Date('r');</p>&

124、lt;p>　　Write_Date('o');</p><p>　　Write_Date('n');</p><p>　　Write_Date('g');</p><p>　　Write_Date('!');</p><p><b>　　}</b>&l

125、t;/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display_second(unsigned char second) //在液晶上顯示秒</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j;</p><p>

126、;　　i=second/10;</p><p>　　j=second%10;</p><p>　　Write_Address(0x46);</p><p>　　Write_Date(digit[i]);</p><p>　　Write_Date(digit[j]);</p><p>　　delay1ms(1);<

127、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　void display_minute(unsigned char minute) //在液晶上顯示分</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j;</p><p>　　

128、i=minute/10;</p><p>　　j=minute%10;</p><p>　　Write_Address(0x43);</p><p>　　Write_Date(digit[i]);</p><p>　　Write_Date(digit[j]);</p><p>　　delay1ms(1);</p&

129、gt;<p><b>　　}</b></p><p>　　void display_hour(unsigned char hour) //在液晶上顯示時</p><p><b>　　{</b></p><p>　　unsigned char i,j;</p><p>　　i=hour