清选试验台监控系统的研究与开发

论文摘要

随着我国经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,现代农业越来越注重种子和粮食的加工质量。因此,清选机械在农业生产中起着越来越重要的作用。在新机械研制和相关研究都需要对工作原理及结构参数进行试验研究,在教学实验和创新中,试验台是必需的设备,要提高实验台的精度,获得准确的数据需要对其进行必要的监控,因此,清选试验台监控系统的研究就成为重要课题。通过对国内外清选机械及自动控制技术的发展现状的分析与比较,提出了针对清选机械的自动控制研究方案;确定了清选试验台监控系统的监控参量:风机转速、气流方向、筛子振动频率及喂入量;设计了以MCS-51系列单片机80C51为控制核心的自动监测与控制系统,配置了以8位逐步逼近型A/D转换器ADC0809、编程I/O口扩展芯片8279、外部数据存储器62256芯片、程序存储器27256芯片、看门狗MAX183L芯片及8位D/A转换器DAC0832及8×8键盘、8位7段LED显示器等部件。设计了监控系统的硬件及软件。系统硬件设计包括了选择硬件,设计接口电路、采样保持电路、放大电路及抗干扰电路;接口电路设计包括了单片机与A/D转换器接口电路、单片机与D/A转换器接口电路、单片机与外部存储器接口电路、键盘、显示电路、报警电路;并设计了看门狗电路以抵抗外界对系统的干扰。系统软件设计部份采用MCS-51系列汇编语言编写了系统流程图及主程序、数据采集和数字滤波子程序、控制子程序、执行子程序、显示子程序。最后,系统采用了MULTISIM 2001 DEMO软件对采样保持电路、放大电路进行了模拟仿真,并采用了MATLAB软件对功能子程序进行校正实验,确定了系统的可行性。清选试验台监控系统的研究与开发,为清选试验台的研究开发提供了支持,对提高试验台的自动化水平,提高实验台性能,获得可靠数据都有着重要的意义和应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的及意义
• 1.2 自动控制的发展及其在农业机械中的应用
• 1.3 清选机械的发展研究概况
• 1.3.1 国外清选机械发展现状
• 1.3.2 国内清选机械发展及研究现状
• 1.3.3 清选机械自动控制系统的研究概况
• 1.4 单片机的发展及其主要应用
• 1.4.1 单片机的发展
• 1.4.2 单片机的主要应用领域
• 1.5 论文的研究内容
• 第二章 系统总体设计
• 2.1 系统控制参数选择
• 2.2 系统方案选择
• 第三章 监控系统的硬件设计
• 3.1 系统硬件选择
• 3.1.1 单片机
• 3.1.2 A/D 转换器
• 3.1.3 D/A 转换器
• 3.2 系统电路设计
• 3.2.1 80C51 与A/D 转换器接口电路
• 3.2.2 80C51 与D/A 转换器接口电路
• 3.2.3 80C51 与外部存储器接口电路
• 3.2.4 80C51 与键盘显示器接口电路
• 3.2.5 采样保持及放大电路
• 3.2.6 报警电路
• 3.2.7 看门狗与电源监控电路
• 第四章 监控系统的软件设计
• 4.1 主程序
• 4.2 采集子程序
• 4.3 滤波子程序
• 4.4 显示子程序
• 4.5 控制子程序
• 4.6 D/A 转换子程序及延时子程序
• 第五章 系统仿真与模拟
• 5.1 MATLAB 程序仿真
• 5.2 Multisim2001 硬件电路模拟
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介