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1、沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）11摘 要 今天，随着科学技术飞速发展，为提高工作效率、节约成本，包装机已经被应用到众多行业中。然而为进一步改善包装机的性能，更好的适应各种环境及市场需求，本文采用基于间歇式自动包装机的设计与实现。间歇式包装机采用两相式混合式步进电机作为包装轴，可以实现对包装袋长精确控制，此外分别使用矩阵键盘和12864液晶显示器对包装机的包装长度、模式以及状态进行控制和显示。此包装机共有两种工作模式，第一种是连续式包装，此模式是通过步进电机转动的角度对包装袋长进行精确控制;第二种是色标控制式包装，此模式是通过色标模块检测是否有物体通过从而进行包装。主要执行模块
2、有单片机系统、液晶显示、电机驱动、键盘输入、色标控制模块等且各个模块性能都很稳定。此设计可广泛用于不定长度的物体包装。 关键词：间歇式，包装机，单片机，步进电机Abstract These days, with the rapid development of science and technology, in order to improve the efficiency, reduce costs , packaging machine has been applied to many industries. However, to further improve the perform
3、ance of the packaging machine and better adapt to the environment and market demand, this paper based on the Design and Implementation of intermittent automatic packaging machines . this machine adopts two-phase hybrid stepping motor as a packaging axis,it can achieve precise control of the length o
4、f the bag. in addition using a matrix keyboard , LCD display 12864 to display and control the state ,model of the packing length.This product have two modes, the first is continuous packaging and the model is rotated by the angle of the stepping motor to control the bag length accurately. the second
5、 is controlled by color, this pattern worked by the color module to detect whether an object through. The main execution modules include single-chip system, LCD, motor drives, keyboard input, color control module and so on and each module perform excellence . This design can be widely used in packag
6、ing object of indefinite length.Keyword：Intermittent，Packing machine，SCM，Stepper motor前 言中国的包装业社会需求量大，科技含量日益增高，已成为我国经济中的重要产业之一。据推测，从2011年到2015年，包装产业总产值可达到六千亿元，平均每年以百分之六的速度增长。到2015年，纸包装制品可以达到三千六百万吨、塑料包装制品九百四十六万吨、金属包装制品四百九十一万吨、玻璃包装制品一千五百五十万吨、包装机械一百二十万台套。到2020年，中国包装产业将满足全面建成小康社会的需要，建成一个科技含量高、经济效益好、资源消耗
7、低、环境污染少、人才资源优势得到充足发挥的新型中国包装产业。包装产业已成为“朝阳”产业，发展潜力非常之大。现在，我国包装行业还存很多不恰当的地方，即在于，从产品结构上看，简单、原始产品较多，深加工和精加工产品较少；普通塑料包装产品所占比重过大，功能性的包装产品发展不快；形成重塑料包装制品轻塑料包装材料的，重设备轻技术，重生产轻研究开发的这么一个趋势；产品更替缓慢，导致塑料包装产业结构不合适，不可以完全适应市场需求的变化。二是从企业结构上看，塑料包装企业总体规模不大，产业集中度不高。三是从地区结构上看，西部地区包装工业比较落后，而东部的上海、江苏、浙江、山东、广东、福建塑料包装工业较为发达。目前
8、包装产业还处于高速发展，但是有专家预测，未来我国包装产业长期存在着产能过剩、依赖能源资源消耗、没有自主创新能力、企业竞争能力不强、产业规模与经济效益不相称等结构性和素质性缺陷的问题。延伸包装产业的产业链，做深做好包装工业，优化产业结构化，增强自主创新能力，将是未来包装工业的一个发展趋势。随着科学技术的不断进步发展，各种食品加工品不断的出现，对包装技术和包装设备都提出了更高的要求，包装机在各大领域中发挥着越来越大的作用。目前包装机竞争越来越激烈，而高度自动化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包装设备越来越得到行业的青睐。进入21世纪以来，较之传统的包装机，新型包装机要求具有简洁化、高生产率、配套
9、更完善，更具自动化等特点。未来的包装机将配合产业自动化的发展，使包装设备总体水平提高。如高智能数控系统、编码器及数字控制组件、动力负载控制等新型智能设备已经广泛应用到包装机设备中，使设备使用者在操作过程中更具有独立性、灵活度、操作正确性、高效率和兼容性。在中国不断发展的道路上，发展包装业也是必不可少的，它可以推进中国全面建成小康社会。所以，研究一款间歇式包装机是很有必要的，它可以广泛应用于食品，药品，玩具等一些小商品的包装，同时也可以运用于一些大商品的包装。并且本文研究的间歇式包装机是一个多模式，全自动的包装机，相信它可以得到广泛的运用。本次毕设的题目是间歇式包装机袋长控制系统设计，通过这次毕
10、业设计使我更加深入了解间歇式包装机控制系统，系统的学习和认识了间歇式包装机电路知识和电子技术部分知识。锻炼了我单片机应用系统硬件设计能力，提高我在单片机应用方面的能力，使我深入学习C语言编程能力，能较强的使用C语言编程。 本文第一章为绪论，主要写研究本课题的目的，意义以及主要的研究类容，第二章主要对设计的方案进行了一个简单的论述，第三章主要写了硬件电路的设计思路及原理图，第四章主要对软件设计思路及流程图进行了撰写，第五章主要是本次研究的软件调试和硬件调试。目 录第1章 绪论- 8 -1.1 课题工程背景- 8 -1.2 步进电机- 9 -1.3 课题研究内容- 9 -第2章 方案论证- 10
11、-2.1 MCU的选择- 10 -2.2电机的选择- 10 -2.2.1 步进电机驱动- 11 -2.3液晶的选择- 12 -2.4键盘的选择- 13 -2.5 系统总体方案论证- 13 -第3章 硬件电路设计- 15 -3.1 硬件电路设计方案- 15 -3.2 电源模块- 15 -3.3 单片机最小系统- 16 -3.3.1 时钟电路- 17 -3.3.2 复位电路- 17 -3.4 键盘电路- 18 -3.5 显示电路- 19 -3.5.1 液晶显示模块概述- 19 -3.5.2 lcd12864引脚- 19 -3.5.3 lcd12864电路连接- 20 -3.6 色标检测模块- 21
12、 -3.7步进电机驱动- 21 -3.8 电机模块- 22 -第4章 软件设计程序- 25 -4.1 按键扫描程序流程图- 25 -4.2 色标控制程序流程图- 27 -4.3 连续包装流程图- 27 -4.4 液晶显示程序设计- 28 -4.5 主程序流程图- 30 -第5章 系统调试- 31 -5.1原理图绘制说明- 31 -5.1.1选择合适的图纸- 31 -5.1.2 元件搜索- 31 -5.1.3 电路图的连接- 32 -5.1.4 电气规则检查- 32 -5.2 Proteus仿真说明- 33 -5.2.1编写程序生成hex文件- 33 -5.2.2 将程序放入CPU中- 34 -
13、5.2.3 仿真现象- 35 -5.3 软件调试- 36 -5.4 硬件调试- 38 -5.4.1色标模块- 38 -5.4.2程序下载到硬件- 39 -5.4.3 硬件实现- 40 -5.5 遇到的问题- 42 -第6章 性价比- 43 -第7章 总结- 44 -致 谢- 45 -参考文献- 46 -附录 原理图- 48 -附录 实物图- 49 -附录 元器件清单- 50 -附录 程序清单- 51 -VII第1章 绪论1.1 课题工程背景 经过20多年的发展，我国包装机械已成为机械工业中十大行业之一，为我国包装工业快速发展提供了有效的保障。但目前我国包装机械出口额还不足总产值的5%，进口额却
14、与总产值大抵相当，与发达国家相去甚远。包装机械行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多。根据食品和包装机械工业协会的统计，中国目前有包装机厂商3,600多家，但产值及销售额超过亿元的现在只有20家。我国还基本停留在测试仿制阶段，自行开发能力弱。统计显示，我国包装机品种只有1300多种，配套数量少，缺少高精度和大型化产产品，不能满足市场需求，产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和可靠性差、外观造型不美观、表面处理粗糙，许多元器件质量差，寿命短，可靠性低，影响了整体产品的质量。随着科学技术的不断发展进步，各种食品加工品的出现，对包装技术和包装设备都提出了新的要求，包装机在流通领域中发挥着
15、越来越大的作用。目前包装机竞争日趋激烈，而高度自动化、智能化、多功能、高效率、低消耗的包装设备越来越受到行业的青睐。进入21世纪以来，较之传统包装机，新型包装机要求具有简洁化、高生产率、配套更完善，更具自动化等特点。未来的包装机将配合产业自动化趋势，促进包装设备总体水平提高。如高智能数控系统、编码器及数字控制组件、动力负载控制等新型智能设备已经普遍应用到包装机设备中，使设备使用者在操作过程中更具有独立性、灵活度、操作正确性、高效率和兼容性。所以，就目前的发展情况来说，研究一款间歇式自动包装机是很有必要的。1.2 步进电机 步进电机是一种将数字脉冲信号转化为角位移的执行机构。也就是说，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（即步进角、步距角）。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不累积。1.3 课题研究内容 根据实际工程背景，本课题要完成的主要内容为：
