基于单片机的籽粒计数计量系统设计

论文摘要

千粒重是育种工作者常用到的种子评价指标之一,但目前千粒重测量手段存在含水率误差大、工作效率低、集成度低三方面问题,致使育种评价的准确度和可信度降低,费时、费力,数据处理不便。鉴此,本研究开发一套集含水率测量、千粒重测量、任意数计量和接口通信为一体的籽粒计数计量系统,旨在降低育种工作者的劳动强度,为育种工作提供可靠的技术保障。本研究基于前人研究成果和现代工程技术,从使用者的角度,构建籽粒计数计量系统的设计方案。并对设计方案的可行性进行全面的分析与论证,采用系统分割与集成相结合,理论研究与模拟实验相结合的方法,完成基于单片机、IIC总线技术和USB接口通信协议的籽粒计数计量系统设计。具体包括:(1)设计了基于离心原理的籽粒均布器以及本系统的机械结构。(2)设计实现了红外计数传感器、基于IIC总线技术的键盘扫描与LED数码管显示、继电器控制电路。红外线光电计数传感器中的红外线对管对称布置,对小麦、菜籽、玉米籽粒和泡沫颗粒的实际试验以及用遮挡红外线对管模拟籽粒通过的方法实验,结果表明计数准确度较高,能够满足计数需求。(3)编制完成了红外计数传感器信号处理程序,键盘扫描与LED数码管显示程序、片外数据存储程序和继电器控制程序。(4)实现了片外存储器的读写,并初步设计了USB接口通信模块电路。实验结果数据表明,计数传感器计数范围最小是0～255,最大是0～4294967295,满足计数需求;键盘扫描与LED数码管显示设计采用IIC总线技术,节省了主控制器的接口资源,ZLG7290芯片的预处理功能及其键盘去抖动等功能简化了程序结构,提高了系统的运行效率;系统能正确地从2×8小键盘录入并赋值给指定的变量;能在录入数据同时显示、计数;红外线光电计数传感器能准确地按照小键盘指定的数量计数,继电器动作正确,并将实验数据存储至片外存储器CSI24WC02中。系统工作状态良好,达到了设计要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 技术路线
• 第二章 系统方案设计
• 2.1 籽粒计数计量系统方案设计
• 2.2 籽粒均布器机械结构方案设计
• 2.3 含水率测量子系统方案设计
• 2.4 称重传感器方案设计
• 2.5 IIC 硬件电路方案设计
• 2.5.1 键盘扫描与LED 数码管显示硬件电路方案设计
• 2.5.2 数据存储器扩展电路方案设计
• 2.6 红外计数传感器子系统方案设计
• 2.6.1 信号采集电路方案设计
• 2.6.2 信号的数字化方案设计
• 2.7 接口通信子系统方案设计
• 2.8 本章小结
• 第三章 系统硬件设计
• 3.1 硬件系统构成
• 3.2 系统机械结构设计
• 3.2.1 籽粒均布器的设计
• 3.2.2 系统机械结构设计
• 3.3 IIC 硬件电路设计
• 3.3.1 键盘扫描与 LED 数码管显示电路设计
• 3.3.2 数据存储模块设计
• 3.4 红外计数传感器
• 3.5 继电器控制电路
• 3.6 本章小结
• 第四章 USB 接口通信
• 4.1 USB 接口简介
• 4.2 USB 通信硬件电路设计
• 4.2.1 USB 芯片简介
• 4.2.2 USB 通信的硬件实现与电路设计
• 4.2.3 电路设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 系统软件设计
• 5.1 系统软件构成
• 5.2 开发工具的选择
• 5.3 键盘扫描与 LED 数码管显示程序设计
• 5.4 红外计数传感器程序设计
• 5.5 籽粒计数计量系统软件设计
• 5.6 本章小结
• 第六章 系统检验
• 6.1 系统设计目标
• 6.2 键盘输入与数码管显示实验
• 6.2.1 实验目的
• 6.2.2 实验过程与结果
• 6.2.3 实验结果分析
• 6.3 红外线计数传感器实验
• 6.3.1 实验目的
• 6.3.2 实验设计
• 6.3.3 实验过程与结果
• 6.3.4 实验结果分析
• 6.4 系统整体实验
• 6.4.1 实验目的
• 6.4.2 实验过程与结果
• 6.4.3 实验结果分析
• 6.5 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介