分拣机器人单片机控制系统设计

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1、学校代码： 10128学 号：010202064本科毕业设计说明书题目:分拣机器人单片机控制系统设计学生姓名： 学院： 系别：专业：班级：指导教师：二o 一七年五月摘要一般的分拣机器人由于其操作方式较复杂，分拣的效率较差，人机交互系统 的不太完善，机械性能欠佳等已经很难满足当今社会的生产实践需要。伴随着社 会的飞速发展，人们对性能优良智能分拣人的需求也与日俱增。设计一款基于单 片机的分拣机器人有很大的实践需要和社会功能。根据控制系统的要求，决定采 用美国INTEL公司MCS-51系列单片机基本产品89C52,作为分拣机器人的主控 制芯片。它具有运行速度快，功耗低，抗干扰能力强等优点，能够完全我

2、的设计 要求。本系统包括硬件和软件两个部分。硬件系统主要包括电压转换电路的设计、 单片机连接PC机串口电路的设计，单片机系统的设计，驱动电路的设计，显示 电路的设计等。在电路图板上完成各模块的设计与连接。分析易得，此系统可以 完全满足设计需要。通过光耦等器件克服电机驱动部分与单片机部分的相互干扰。关键词：单片机；硬件设计；软件编程；89C52AbstractThe general sorting robot is more complicated due to its operation sorting is less efficient, human-computer interaction

3、 system is not perfect, poor mechanical performance has been difficult to meet the needs of today,s social production practice. Accompanied by the rapid development of society, the demand for smart sorters is also growing。 The design of a sorting robot based on a single chip has a great practical ne

4、ed and social function.According to the requirements of the control system, Decided to adopt the United States INTEL MCS-51 series of basic products 89C52, as the main control chip for the sorting robot, It has the advantages of fast running speed, low power consumption and strong anti-interference

5、ability, can be completely my design requirementso The system includes both hardware and softwareo The hardware system mainly includes the design of voltage conversion circuit, design of serial circuit of PC computer connected by single chip microcomputer, design of Single Chip Microcomputer System,

6、 design of the drive circuit, display circuit design, etc。 In the circuit board to complete the design and connection of the moduleo Analysis easy to get, This system can fully meet the design needs。 Through the optocoupler and other devices to overcome the motor drive part and the microcontroller p

7、art of the mutual interference。Keywords:Single chip, hardware design, software programming, 89C52目录第一章前言11.1 本论文的背景和意义11.2 研究现状11.3 本论文的主要方法与研究进展21.4 本论文的工作原理框图21.5 本论文的主要内容3第二章系统方案设计42.1 单片机型号的论证与选择42.2 数据显示模块的论证与选择52.3 驱动器模块的论证与选择62.4 电磁阀的论证与选择72.5 总体的方案比较与选择7第三章系统硬件电路设计83.1 STC89C52RC单片机模块83.1.1

8、中央处理单元CPU的介绍83.1.2 STC89C52RC单片机的特点93.2 复位电路模块103.3 振荡电路模块103.4 LCD12864液晶显示器模块113.5 继电器驱动电路113.6 8255电机驱动123.7 外部定时器123.8 下载电路14第四章软件系统设计154.1 程序流程图154.2 块初始化函数154.2.1 定时器初始化和pwm的模拟154.1.2 12864液晶的初始化204.2 按键检测程序254.3 电机运行状态控制程序274.3.1 电机控制方法简介274.3.2 电机速度控制策略274.4 机械爪控制程序314.5 锁存器74LS573控制程序32第五章设

9、计总结及技术展望33致谢34参考文献35附录1系统设计电路总图36第一章前言1.1 本论文的背景和意义随着人类社会的进步，人类的聪明才智使得工具越来越先进。工具一直是为 人类服务而被生产和改进。工具的进步使人类劳动更加方便，能够在更困难的环 境中工作。机器人的诞生是通过解放人类的双手和大脑，从社会生产力的枯竭和 生产更方便的工具。自恩格尔伯格先生的发明1，机器人已经在过去的100年里发生了很大的 变化。目前，机器人已广泛应用于人类生产活动的各个领域。在现代工厂中，白 天不懂夜的黑，输送搬运物品，危险完成排爆排爆机器人代替人类工作，甚至坐 在宇宙飞船探索宇宙去探索人类未知的世界。与人类相比，机器

10、人有许多优点。 机器人不怕累，怕脏，不怕苦。在危险的情况下，机器人的功能突出。而且，机 器人工作的准确性比较高，人们不会受到同样情绪波动的影响。机器人的运动方 式主要是机械运动，电机驱动2是其主要控制方式。单片机控制电机驱动3在当今社会很普遍。随着单片机理论和硬件系统的 更替，单片机控制技术在国民经济发展中起着重要的作用。自20世纪70年代单 片机诞生以来，先后经历了单片机、单片机和SOC三个发展阶段。目前，供应链 管理正朝着高性能、多品种方向发展。未来的趋势将是CMOS，低功耗，小体积， 高性能，低价格，外围电路。目前，如功率表、示波器等智能仪表，在工业控制、 家用电器、各种大型电器等的模块

11、化应用中，都有单片机的使用。单片机渗透到 我们工作的各个领域。1.2 研究现状国外分拣系统起步较早，目前普遍采用自动化的分拣系统，在我国分拣系统 起步较晚，目前主要采用人工分拣方式。智能分拣系统发展依赖于机械设计水平 的不断提高，在自动分拣系统中4，机械手爪设计科学性影响系统的正常工作。 自动分拣系统是二战后，发达国家为了提升运送物品效率提出的一种作业方式， 广泛应用于大型商场、快递行业。分拣系统适用于大批量的分拣货物，降低了出 错概率。此系统的出现极大的减少了人员使用。随着技术的发展，国外的分拣系 统呈现出自动化程度越来越高5，精确度越来越高。但是系统一次性投入较大， 资本回收较慢，系统结构