单片机的物料输送机设计
摘 要本课题设计了一款采用STC89C51单片机来作为内部核心控制器的智能系统，实现了将物料以不同的传送方式运送到指定的位置，用户可以通过功能按键控制输送机的工作方式，包括传送速度、方向以及启停等功能，与此同时用户还可以通过液晶屏看到输送机的工作状态。这款智能物料输送机系统的内部核心框架是以STC89C51单片机来作为主控部分并且在这款高性能微处理器的芯片外部还配置了LCD1602液晶屏、小型步进电机、ECMC-EW1320SS步进电机驱动芯片、AT24C02型EEPROM和红外遥控收发模块等智能模块，通过STC89C51单片机对这些模块电路高效的控制驱动，实现了对智能物料输送机系统外部数据的灵活采集和转换。在整体设计框架方面分为了硬件电路和软件程序两大部分，本课题通过模块设计的方法将智能物料输送机系统的整体部分化繁为简，从而逐一进行设计，最终实现所有功能指标。课题最终对这款系统的设计结果进行了长时间的运行检测，检测过程中出现的所有缺陷问题都进行了优化和改进，实现了非常高的性能。
目录
一、 引言 1
（一） 智能物料输送机的发展背景 1
（二） 智能物料输送机的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 智能物料输送机的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 智能物料输送机主控电路设计 4
（二） 传送带拖动电路设计 5
（三） EEPROM电路设计 7
（四） 输送机的液晶显示电路设计 8
（五） 红外遥控电路设计 9
四、 系统软件设计 12
（一） 智能物料输送机的主程序流程设计 12
（二） 步进电机转动子程序流程设计 13
（三） 数据保存子程序流程设计 13
（四） 液晶驱动子程序流程设计 13
（五） 遥控指令接收子程序流程设计 14
五、 实物制作与安装 16
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 实物图 22
附录 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
四 程序 23
引言
智能物料输送机的发展背景
本课题将对一款通过STC89C51单片机芯片作为核心运算处理器的智能物料输送机系统做详细的研究和设计，之所以在众多的常用微处理器芯片中选择STC89C51单片机芯片来作为主控是考虑到前人的研究基础以及现有阶段市场上大多数产品所表现出的优缺点等因素，本课题认为能够通过STC89C51单片机芯片的控制实现各项的预期课题目标，并且能够对一些智能物料输送机系统常见的缺陷进行优化和避免，对目前市面上一些优秀的设计案例进行进一步的性能提升，同时这也是本课题提出的目的和意义。与智能物料输送机系统有联系的产品在推向市场前，研发企业需要对智能物料输送机系统的研发成本做详细的规划，因为只有一个具有高性价比的产品，能够实现总体平均水平以上的性能并且成本处于中下标准的产品才是一个具有竞争力产品，所以在智能物料输送机系统的发展过程中，设计人员总是喜欢选择时下性价比最高的主控微处理器来作为主控，现如今的32位型微处理器STM32就是一种非常流行的芯片，它已经在大多数智能物料输送机系统和其他控制系统中得到了嵌入，不但能够实现裸机工作，还能够实现更为复杂的操作系统工作模式。通过对该系统的整个发展背景来看，从最初的传统型智能物料输送机系统到现如今的数字化或者称之为智能化智能物料输送机系统，无论这种系统被设计的多么优秀，还是软硬件设计师考虑的多么周到，智能物料输送机系统在工作过程中总会表现出各种各样的故障，最为常见的就是系统运行过程中的死机现象，所谓的死机现象就是指微处理器内部的程序代码出现跑飞现象，不能够按照程序设计员所规划的程序执行流程工作，一旦出现死机现象，系统是无法继续正常工作的，这种现象是从单片机系统出现到目前发展成熟的操作系统中都会出现的一个无法避免的现象，综合智能物料输送机系统容易出现这些故障的原因，主要有两条重要原因，第一是主控微处理器芯片自身性能所限制的，无论是早期的低端微处理器芯片还是现在的32位或者64位微处理器，其内部的资源都非常有限，尤其是用于存放程序变量的RAM存储区域，这个区域的空间大小在很大程度上能够决定智能物料输送机系统的复杂程度，如果在理想情况下这个区域能够被设计的足够大，那么智能物料输送机系统就能够实现更为复杂的功能。第二个原因则是程序设计员自身的资质水平的原因，不当的内存操作将会引起各种各样的死机现象，所以程序设计员非常有必要考虑到这一点，本课题将在前人工作的基础上，选择了一款性价比很高的STC89C51单片机，实现一款智能物料输送机系统。
智能物料输送机的国内外发展现状
智能物料输送机系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的智能物料输送机系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在智能物料输送机系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能物料输送机系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本课题实现了一款能够实现多项智能功能的智能物料输送机控制系统，实现了将物料以不同的传送方式运送到指定的位置，用户可以通过功能按键控制输送机的工作方式，包括传送速度、方向以及启停等功能，与此同时用户还可以通过液晶屏看到输送机的工作状态，并实现了下列功能指标：能够实现非常清晰的液晶显示效果，并且可以将传送带的运行速度以及系统其他工作参数数据实现快速的显示。能够通过STC89C51单片机对步进电机进行驱动，通过STC89C51单片机的GPIO管脚输出驱动脉冲并经过功率放大，步进电机强有力的转动，实现对传送带以及货物强有力的拖动。设计AT24C02型EEPROM芯片的驱动电路，通过STC89C51单片机的IIC总线接口对该存储芯片进行驱动，实现将物料输送机系统的工作参数进行保存。设计HX1838红外一体接收头驱动电路，并且选用合适的红外遥控产品，实现与HX1838的搭配，并且在C语言程序内部能够稳定的对红外遥控指令进行解读，实现对物料输送机工作模式的无线遥控。
智能物料输送机的总体方案设计
按照课题的预期实现目标来看，各个功能的实现需要通过STC89C51单片机芯片的控制才能够实现，而各个功能的实现需要硬件电路和软件程序代码两方面的结合才能够完成，本部分将开始对这款智能物料输送机系统的实现方案进行设计，如图1中的系统结构框图所示，在这里将整个系统按照不同的功能来进行划分，形成了图1中的系统结构框图，各个功能模块的作用可以描述为：显示模块采用LCD1602液晶屏，用于传送带的运行速度以及系统其他工作参数数据实现快速；步进电机用于实现对传送带以及货物强有力的拖动；EEPROM芯片电路设计用于实现将物料输送机系统的工作参数进行保存；红外一体接收头电路用于实现对物料输送机工作模式的无线遥控。
目录
一、 引言 1
（一） 智能物料输送机的发展背景 1
（二） 智能物料输送机的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 智能物料输送机的方案设计 3
三、 系统硬件设计 4
（一） 智能物料输送机主控电路设计 4
（二） 传送带拖动电路设计 5
（三） EEPROM电路设计 7
（四） 输送机的液晶显示电路设计 8
（五） 红外遥控电路设计 9
四、 系统软件设计 12
（一） 智能物料输送机的主程序流程设计 12
（二） 步进电机转动子程序流程设计 13
（三） 数据保存子程序流程设计 13
（四） 液晶驱动子程序流程设计 13
（五） 遥控指令接收子程序流程设计 14
五、 实物制作与安装 16
总结 17
参考文献 18
致 谢 19
附录一 原理图 20
附录二 PCB图 21
附录三 实物图 22
附录 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
四 程序 23
引言
智能物料输送机的发展背景
本课题将对一款通过STC89C51单片机芯片作为核心运算处理器的智能物料输送机系统做详细的研究和设计，之所以在众多的常用微处理器芯片中选择STC89C51单片机芯片来作为主控是考虑到前人的研究基础以及现有阶段市场上大多数产品所表现出的优缺点等因素，本课题认为能够通过STC89C51单片机芯片的控制实现各项的预期课题目标，并且能够对一些智能物料输送机系统常见的缺陷进行优化和避免，对目前市面上一些优秀的设计案例进行进一步的性能提升，同时这也是本课题提出的目的和意义。与智能物料输送机系统有联系的产品在推向市场前，研发企业需要对智能物料输送机系统的研发成本做详细的规划，因为只有一个具有高性价比的产品，能够实现总体平均水平以上的性能并且成本处于中下标准的产品才是一个具有竞争力产品，所以在智能物料输送机系统的发展过程中，设计人员总是喜欢选择时下性价比最高的主控微处理器来作为主控，现如今的32位型微处理器STM32就是一种非常流行的芯片，它已经在大多数智能物料输送机系统和其他控制系统中得到了嵌入，不但能够实现裸机工作，还能够实现更为复杂的操作系统工作模式。通过对该系统的整个发展背景来看，从最初的传统型智能物料输送机系统到现如今的数字化或者称之为智能化智能物料输送机系统，无论这种系统被设计的多么优秀，还是软硬件设计师考虑的多么周到，智能物料输送机系统在工作过程中总会表现出各种各样的故障，最为常见的就是系统运行过程中的死机现象，所谓的死机现象就是指微处理器内部的程序代码出现跑飞现象，不能够按照程序设计员所规划的程序执行流程工作，一旦出现死机现象，系统是无法继续正常工作的，这种现象是从单片机系统出现到目前发展成熟的操作系统中都会出现的一个无法避免的现象，综合智能物料输送机系统容易出现这些故障的原因，主要有两条重要原因，第一是主控微处理器芯片自身性能所限制的，无论是早期的低端微处理器芯片还是现在的32位或者64位微处理器，其内部的资源都非常有限，尤其是用于存放程序变量的RAM存储区域，这个区域的空间大小在很大程度上能够决定智能物料输送机系统的复杂程度，如果在理想情况下这个区域能够被设计的足够大，那么智能物料输送机系统就能够实现更为复杂的功能。第二个原因则是程序设计员自身的资质水平的原因，不当的内存操作将会引起各种各样的死机现象，所以程序设计员非常有必要考虑到这一点，本课题将在前人工作的基础上，选择了一款性价比很高的STC89C51单片机，实现一款智能物料输送机系统。
智能物料输送机的国内外发展现状
智能物料输送机系统发展到今天这个阶段已经在市面上形成了低中高三种性能的产品档次，在过去一段时间内，由于中高端产品中采用的新型嵌入式技术刚被引入到这种系统中，因此研发成本迟迟下不来，处于一个较高成本的水平，而低端产品所表现出的性能尚且能够满足绝大多数用户的使用需求，所以在过去一段时间内低端档次的智能物料输送机系统竞争力非常足；而随着这种新型技术在智能物料输送机系统的研发中不断得到普及并且走向成熟，几乎任何一家研发企业都能够自主研发出这种新型技术，所以在最近一段时间内中高端系统的成本一直在下降，更为重要的是它的智能元素和功能都在不断被丰富，所以中高端档次的智能物料输送机系统性价比逐渐提高，市场竞争力也在不断提升。
本文主要研究内容
本课题实现了一款能够实现多项智能功能的智能物料输送机控制系统，实现了将物料以不同的传送方式运送到指定的位置，用户可以通过功能按键控制输送机的工作方式，包括传送速度、方向以及启停等功能，与此同时用户还可以通过液晶屏看到输送机的工作状态，并实现了下列功能指标：能够实现非常清晰的液晶显示效果，并且可以将传送带的运行速度以及系统其他工作参数数据实现快速的显示。能够通过STC89C51单片机对步进电机进行驱动，通过STC89C51单片机的GPIO管脚输出驱动脉冲并经过功率放大，步进电机强有力的转动，实现对传送带以及货物强有力的拖动。设计AT24C02型EEPROM芯片的驱动电路，通过STC89C51单片机的IIC总线接口对该存储芯片进行驱动，实现将物料输送机系统的工作参数进行保存。设计HX1838红外一体接收头驱动电路，并且选用合适的红外遥控产品，实现与HX1838的搭配，并且在C语言程序内部能够稳定的对红外遥控指令进行解读，实现对物料输送机工作模式的无线遥控。
智能物料输送机的总体方案设计
按照课题的预期实现目标来看，各个功能的实现需要通过STC89C51单片机芯片的控制才能够实现，而各个功能的实现需要硬件电路和软件程序代码两方面的结合才能够完成，本部分将开始对这款智能物料输送机系统的实现方案进行设计，如图1中的系统结构框图所示，在这里将整个系统按照不同的功能来进行划分，形成了图1中的系统结构框图，各个功能模块的作用可以描述为：显示模块采用LCD1602液晶屏，用于传送带的运行速度以及系统其他工作参数数据实现快速；步进电机用于实现对传送带以及货物强有力的拖动；EEPROM芯片电路设计用于实现将物料输送机系统的工作参数进行保存；红外一体接收头电路用于实现对物料输送机工作模式的无线遥控。
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