单片机控制的智能型自动名茶炒制机设计[毕业论文+CAD图纸]

单片机毕业课题：单片机控制的智能型自动名茶炒制机设计含毕业论文、任务书、文献综述、英文翻译、CAD图纸

单片机控制的智能型自动名茶炒制机设计[毕业论文+CAD图纸]

摘要

本文根据传统炒茶工艺中存在的不足和缺点，将单片机控制技术应用于炒茶工艺中，实现单片机控制的智能化炒茶。该系统解决了传统炒茶工艺中耗时长、对人员炒茶技术要求高、无法大规模生产等缺点。
本机械将单片机的体积小、功耗低、价格低、品种规格系列化、硬件具有广泛的通用性、有专门的开发系统等优点结合起来，对制茶机的炒制方法跟对炒锅温度的控制结合在一起，实现了自动化生产。
本文根据热电偶测温再经过放大器放大后把模拟量经A/D转换器转换成数字信号传送给单片机，数字量经单片机内部存储数据的比较再经过光电隔离再控制可控硅进行对温度的控制。本设计以8031单片机为主体的控制系统构成一个能进行较复杂的数据处理和复杂控制功能的智能控制器，使其既可与微机配合构成控制系统，又可作为一个独立的单片机控制系统，具有较高的灵活性和可靠性。单片机根据输入的各种命令，进行智能算法得到控制值，输出脉冲触发信号，通过过零触发电路驱动双向可控硅，从而加热电炉。

关键字:温度控制,热电偶传感器，A/D转换器，单片机

Abstract

This article according to the traditional tea to fry the insufficiencyand the shortcoming which in the system craft exists, applies themonolithic integrated circuit control technology to the tea fries inthe system craft, realizes intellectualized tea trillion system whichthe monolithic integrated circuit controls. This system solved thetraditional tea to fry long in the system craft consumed when to thepersonnel tea fries the system specification to be high, to be unableshortcoming and so on large scale production.

This machinery the monolithic integrated circuit volume small, thepower loss low, the price is low, the variety specification seriation,the hardware has the widespread versatility, has merit and so onspecial development system unifies, fries the system method to thesystem tea machine with to the wok temperature control to unify intogether, has realized the automated production.
This article according to the thermo-element to measure warm enlargesagain after the amplifier, the simulation quantity transforms thedigital signal after the A/D switch to transmit gives the monolithicintegrated circuit, the digital quantity after the monolithicintegrated circuit interior stored datum comparison, again passesthrough the photoelectricity isolation, thus controls thesilicon-controlled rectifier to carry on the temperature the control.This design constitutes take 8,031 monolithic integrated circuits asthe main body control system to be able to carry on the more complexdata processing and the plurality of controls function intelligentcontroller, causes its both to be possible with the microcomputercoordination constitution control system, and may take an independentmonolithic integrated circuit control system, has a higher flexibilityand the reliability. The monolithic integrated circuit basis inputseach kind of order, carries on the intelligent algorithm to obtain thecontrol value, the output pulse trigger pip, has triggered theelectric circuit through zero to actuate the bidirectionalsilicon-controlled rectifier, thus heats up the electric stove.

Essential character: Temperature control, thermocouple sensor, A/Dswitch, monolithic integrated circuit

目 录

摘 要 1
ABSTRACT 2
第1章 绪论 3
第2章 方案论证比较设计 7
2.1 单片机概述 7
2.1.1 硬件 7
2.1.2 软件 7
2.2 步进电机的工作原理 8
2.3 步进电机工作方式的选择 9
2.3.1 控制步进电机换向顺序 10
2.3.2 控制步进电机的转向 10
2.3.3 控制步进电机的速度 10
2.4 单片机控制步进电机的设计思路 10
2.5 设计的要求 10
第3章 控制系统的硬件电路设计 12
3.1 SPCE061A的介绍 12
3.1.1 性能 12
3.1.2 结构 13
3.1.3芯片的引脚排列和说明 13
3.1.4 SPCE061A单片机硬件结构 14
3.1.5 μ’NspTM的核心结构 16
3.1.6寄存器组 17
3.2步进电机的选择 18
3.3 步进电机的驱动电路设计 18
3.3.1多个功率放大器件驱动电机 18
3.3.2 L298N芯片驱动电机 18
3.4数码管显示电路的设计 20
3.4.1串行接法 20
3.4.2并行接法 20
3.5 4X4键盘电路的设计 21
第4章 控制系统的软件电路设计 23
4.1 控制脉冲的产生 23
4.2 步进电机的旋转方向和时序脉冲的关系 24
4.3 步数的确定 25
4.4 步进电机的变速控制 27
4.5 双机通讯的程序设计 137
结 论 42
参考文献 43
致 谢 44
附录 45

第一章 绪 论

1.1引言

在我国现有的炒茶机的各种机型中很难找到技术含量高、特别是可以实现自动化加工、连续化生产的机械产品的不足与缺点，本机械将单片机的体积小、功耗低、价格低、品种规格系列化、硬件具有广泛的通用性、有专门的开发系统等优点结合起来，对制茶机的炒制方法跟对炒锅温度的控制结合在一起，实现了自动化生产。

本文根据传统炒茶工艺中存在的不足和缺点，将单片机控制技术应用于炒茶工艺中，实现单片机控制的智能化炒茶。该系统解决了传统炒茶工艺中耗时长、对人员炒茶技术要求高、无法大规模生产等缺点。
通过生产新型机械和对旧机械的技术改造使制茶机能实现茶机的连续化、自动化生产。

1.2机械制茶机的现状

据估算，目前全国70%以上的茶己全部或部分使用机器炒制，，自20世纪60年代出现炒茶机械化以来，各种杀青机、理条机、烘干机均有快速发展，各种机器的加工质量在各自相应的工序中能达到甚至赶超手工炒茶相应工序中的质量，但是每种机器只能完成一道或两道土序，因此加工效率较低;20世纪90年代以来研制的多功能炒茶制机，如6CDM-42型多功能机集杀青、理条、压扁、辉干于一体，大大提高了炒茶的加工效率，但各工序之间是脱节的，即不能进行流水线生产。

近年试制的电脑控制型龙井茶炒制机将土艺参数贮存于控制器中，对龙井茶加土过程中的温度、时间、转速及加压、停机等动作进行了自动控制，实现了龙井茶青锅与辉锅的自动化加工，进一步提高了加工效率，但是，受该系统中多功能机结构的限制，并没有实现流水线生产。因此，为了进一步提高炒茶制机的自动化水平，实现炒茶的流水线生产，迫切需要研制适用于连续加工的多功能炒茶机

1.3 单片机技术现状

单片机可应用于电话机、寻呼机、对讲机等电信设备，电视机、录像机、摄像机、VCD机、洗衣机等家用电器，电子玩具，计算机外围设备，办公自动化设备，工业控制设备、仪器仪表，军用设备等等。有人这样说:“凡是能想到的地方，单片机都可以用得上”，这并不夸张。全世界单片机的年产量数以亿计，应用范围十分广阔，许多科技期刊还专门开辟了单片机专栏。

单片机应用的意义不仅仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益，更重要的还在于从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。以前，必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能，现在已能使用单片机通过软件方法实现了。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称之为微控制技术。微控制技术标志着一种全新概念，随着单片机的推广普及，微控制技术必将不断发展和日趋完善，而单片机的应用必将更加深入、更加广泛。

目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势:

(1)CMOS化 (2)低功耗化 (3)低电压化 (4)大容量化(5)高性能化 (6)外围电路内装化

串行扩展技术 在很长一段时间里，通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位OTP（One Time Programble）及各种类型片内程序存储器的发展，加之处围接口不断进入片内，推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是I C、SPI等串行总线的引入，可以使单片机的引脚设计得更少，单片机系统结构更加简化及规范化。

随着半导体集成工艺的不断发展，单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将列强。在单片机家族中，80C51系列是其中的佼佼者，加之Intel公司将其MCS –51系列中的80C51内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名IC制造厂商，如Philips、 NEC、Atmel、AMD、华邦等，这些公司都在保持与80C51单片机兼容的基础上改善了80C51的许多特性。这样，80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族，现统称为80C51系列。80C51单片机已成为单片机发展的主流。专家认为，虽然世界上的MCU品种繁多，功能各异，开发装置也互不兼容，但是客观发展表明，80C51可能最终形成事实上的标准MCU芯片。

我国在80年代初就开始引进了单片机，在资金严重不足的情况下，自行研制了开发工具和应用软件，根据我国的实际生产需要和借鉴国外单片机应用实例，逐步在我国开展了单片机的应用工作，现在各行各业都可看到单片机应用的踪迹。

与世界的单片机发展，应用情况相比，我国处于相当落后的状态。据统计，1995年我国单片机产品的实际产量仅为1000万片，占世界产量的百分之几，人均单片机的拥有量还不足一片。从单片机使用角度看，我国单片机使用面虽广，但是使用的批量也仅集中在空调，洗衣机及电饭煲等家用电器中。可见我国的单片机市场很大，尤其在智能仪表和智能传感器，通讯，测控网络和现场总线，农用单片机以及智能IC卡等方面都有着广阔的前景，可以大大拓帘单片机应用领域