颗粒物料筛分系统毕业论文.doc

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1、目录1 绪论12 方案论证22.1 控制器部分设计方案22.2 频率调节电路设计方案23 系统设计方框图24频率产生电路设计34.1 SG3525芯片介绍34.2 SG3525原理34.3 SG3525应用电路65功率调节电路设计75.1 所用芯片介绍75.2 PWM工作原理75.3 输出电流采样85.4 单片机控制系统85.4.1 ATMEGA16L介绍85.4.2 单片机最小系统106 键盘电路107 显示电路118 功放电路129 软件控制系统1210 结束语13致谢14参考文献15附录一 电路原理图16附录二 程序清单171 绪论随着社会的发展，科技的进步，人们的要求也是越来越高，不仅

2、要求产品拥有先进的技术，还要求产品外观具有一定的美观舒适经研究证明：超声波作用于液体中时，液体中每个气泡的破裂会产生能量极大的冲击波，相当于瞬间产生几百度的高温和高达上千个大气压，这种现象被称之为“空化作用”，超声波清洗正是用液体中气泡破裂所产生的冲击波来达到清洗和冲刷工件内外表面的作用。清洗是指清除工件表面的液体或固体污染物，使工件表面达到一定的洁净。清洗过 程在日常生活中非常常见。清洗过程是清洗介质、污染物、工件表面三者之河的相互作 用，是一种复杂的物理、化学作用过程。清洗不仅与污染物的性质、种类、形态以及粘 附的程度有关，也与清洗介质的理化性质、清洗性能、工件材质、表面状态有关，还与清洗

3、的条件如:温度、压力以及附加的超声振动、机械外力等因素有关。 超声技术出现在二十世纪初期。近一个世纪的发展表明，超声技术是声学发展中最 为活跃的一个部分，如今它已经渗透到国防建设、国民经济、人民生活和科学技术等各 个领域。1995年9月在德国召开的首届世界超声学大会，集中体现了超声学发展的这、一 强劲协头。超声技术是一门以物理、电子、机械及材料学为基础的通用技术之一，目前 在工业、国防、医药卫生和环境保护各个领域得到广泛的应用。在国民经济中，对于 提高产品质量，保障生产安全和设备的安全运行，降低生产成本，提高生产效率具有特 别的潜在能力。因此，我国在近十年来，对超声技术的研究与应用十分活跃。超

4、声技术 是通过超声波产生、传播及接收的物理过程而完成的。超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。超声波作为一种能量形式，通过它或它引起的超声空化，与传声媒介相互 作用而产生的种种效应，已经在物理、化学、生物以及医药等基础研究和应用技术开发 中展示出十分广阔的前景。利用超声的高频率、大功率以及高强度去改变作为媒介的物 质的特性，采用合适的声参数和声波形会产生其他手段所达不到的效果。超声对媒介具 有机械作用、热作用、生物医学作用以及化学作用等。用超声波使物体或物性变化的功 率应用称功率超声。功率超声是超声学中，研究超声能量对物质进行处理的一个学科分 支。目前，超声技术的研究和应用的范围，已经从船舶

5、、冶金、机械等领域扩大到二十多个工业部门，并取得了很好的社会效益和经济效益。将被清洗零件浸没在清洗液中，向清洗液辐射超声，并产生空化，由空化气泡运动 产生的微冲击流或由气泡崩塌产生的高强度冲击波，作用于附着在零件表面上以及零件 表面微孔、细缝中的污垢，促使这些污垢脱落或加速溶解，从而达到情洗的目的。这种 清洗方法叫做超声清洗。超声清洗是一种清洗硬物体表面的方法，属物理清洗。超声清洗是功率超声应用的一项。在液体中加入超声波震动的能量，产生空化作用，丝用于清洗、乳化。其特点是速度快、质量高、易于实现自动化。在各种化学的、物理的、机械的清 洗方法中，超声清洗是最理想、最有效的一种。超声清洗特别适用于

6、清洗表面形状复杂 的_L件，如对于精密工件上的孔穴，狭缝，凹槽、微孔以及暗洞等处，通常的物理洗刷 方法难以奏效，利用超升清洗则可以取得理想的效果。在某些场合中，还可利用水剂代 替有机湃液作为清洗液才进行清洗，或适当降低清洗液的酸碱度，达到保护被洗涤物的目的。在一些难以清洗并有损人体健康的场合，如对核工业和医疗中的放射性污物的清洗，可以使用超声清洗设备，必要时可实现遥控或自动化。2 方案论证2.1 控制器部分设计方案在选择微控制器的时候，主要要考虑：处理器的速度，要实现的功能，ROM和RAM的大小，I/O端口类型和数量，编程语言以及功耗等。方案一：基于ARM的嵌入式系统。这种方案中我们可以使用现

7、有的操作系统（COS-II），在系统的基础上进行应用程序的开发。由于ARM处理器的功能强大，资源丰富，因此使用这种方案可以使系统功能近乎完美，并且由于使用了操作系统，应用程序的设计会变得简单可靠。但是这种方案成本较高，同时使用的嵌入式操作系统也会占用一部分额外的硬件资源，这样会大大的提高开支。目前情况下我们不考虑这种方案。方案二：目前SoC型单片机已非常普遍，基于51内核的SoC型芯片也有众多供应厂商。例如，国内宏晶科技的STC系列，Cyganl公司的C8051系列。这些单片机都有丰富的片上资源，一般都不需要外扩其他器件就可以构成一个完整的系统。片上系统的优点在于减小了布线的麻烦，提高了系统的

8、整体性能。方案三：采用ATMEGA16L单片机作为核心控制器，此单片机内部的数据存储器（RAM）和程序存储器（ROM）及其引脚资源，基本上能实现设计指标，并且价格便宜，学习资料多。由于ATMEGA16L单片机功能符合设计需求，采用ATMEGA16L单片机作为控制器也基本能够满足要求，因此综合考虑选用方案三。2.2 频率调节电路设计方案频率控制有两种方案；方案一：手动调节频率，这样会真繁琐，但是对于像清洗机频率不用经常调节，单片机的控制程序也会很简单，节省能耗。方案二：自动频率调节，这样就不用人为的去调节，使清洗机始终工作在最佳状态，但是比较费电，再者就是程序复杂，多用于一些比较高端的超声波的产

9、品中。由于本设计的清洗机就处理金属工具表面的杂质，因此考虑多方便因素，就选择第一种方案。3 系统设计方框图超声波清洗机系统的主要由频率产生电路、频率调节电路、功放电路、显示电路、键盘电路等几部分组成。方框图如图1所示。频率产生电路主要作用是为整个系统提供以33KHz或38KHz为中心的工作频率，键盘电路主要作用是用于控制整个系统的控制模式。频率调节电路主要作用是自动调节整个系统的工作频率，是整个系统工作在最大效率范围内。显示电路主要作于是显示整个系统的工作频率以及输出电流和输出功率。功放电路主要作用是对频率调节电路输出的频率进行功率放大，以推动换能器正常工作。键盘电路频率调节电路功放电路显示电

10、路频率产生电路图1 控制系统方框图4频率产生电路设计4.1 SG3525芯片介绍SG3525采用双极型工艺制作的新型模拟数字混合电路，性能优异，所需外围器件较少，主要特点是：输出及采用推挽输出，双通道输出，占空比0-50%可调。每一通道的驱动电流最大值可达200mA，灌拉电流峰值可达500mA，可直接驱动MOS管，工作频率可高达400KHz，具有欠压锁定、过压保护和软启动等功能。该电路有基准电源、振荡器、误差放大器、PWM 比较器与锁存器、分相器、欠压锁定输出驱动级，软启动级关断电路等电路，基准电压为5.1V，工作电压范围很宽，为8V到35V。它是电流控制型电流控制型脉宽调制器，所谓电流控制型

11、电流控制型脉宽调制器是按照接反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环和电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是目前比较理想的新型控制器。SG3525的管脚及功能如表1所示。4.2 SG3525原理该电路用SG3525是来产生范围在3239KHz之间，中心频率在35KHz左右的高频信号，用来对整个清洗机进行频率范围的控制，从而对整个系统进行工作过程的控制，完成整个清洗机的控制，使清洗机的工作频率始终保持在一个稳定的范围

12、内，使清洗机正常工作，保证整个系统的正常运行。芯片的主要作用就是产生一个一定范围内的符合工作需要的频率信号用来往后面的电路输送，从而对整个系统进行工作过程的控制。SG3525 引脚功能及特点简介 1.Inv.input(引脚 1)：误差放大器反向输入端。在闭环系统中，该引脚接反馈信号。在开环 系统中，该端与补偿信号输入端（引脚 9）相连，可构成跟随器。 2.Noninv.input(引脚 2)：误差放大器同向输入端。在闭环系统和开环系统中，该端接给定 信号。根据需要，在该端与补偿信号输入端（引脚 9）之间接入不同类型的反馈网络，可 以构成比例、比例积分和积分等类型的调节器。 3.Sync(引脚

13、 3)：振荡器外接同步信号输入端。该端接外部同步脉冲信号可实现与外电路 同步。 4.OSC.Output(引脚 4)：振荡器输出端。 5.CT(引脚 5)：振荡器定时电容接入端。 6.RT（引脚 6） ：振荡器定时电阻接入端。 7.Discharge(引脚 7)：振荡器放电端。该端与引脚 5 之间外接一只放电电阻，构成放电回 路。 8.Soft-Start(引脚 8)：软启动电容接入端。9.Compensation(引脚 9)：PWM 比较器补偿信号输入端。在该端与引脚 2 之间接入不同类 型的反馈网络，可以构成比例、比例积分和积分等类型调节器。 10.Shutdown(引脚 10)：外部关断

14、信号输入端。该端接高电平时控制器输出被禁止。该端 可与保护电路相连，以实现故障保护。 11.Output A（引脚 11） ：输出端 A。引脚 11 和引脚 14 是两路互补输出端。 12.Ground(引脚 12)：信号地。 13.Vcc(引脚 13)：输出级偏置电压接入端。14.Output B（引脚 14） ：输出端 B。引脚 14 和引脚 11 是两路互补输出端。 15.Vcc（引脚 15） ：偏置电源接入端。 16.Vref(引脚 16)：基准电源输出端。该端可输出一温度稳定性极好的基准电压。SG3525特点如下： （1）工作电压范围宽：835V。 （2）5.1（1 1.0%）V 微

15、调基准电源。 （3）振荡器工作频率范围宽：100Hz400KHz（4）具有振荡器外部同步功能。 （5）死区时间可调。 （6）内置软启动电路。 （7）具有输入欠电压锁定功能。 （8）具有 PWM 琐存功能，禁止多脉冲。 （9）逐个脉冲关断。 （10）双路输出（灌电流/拉电流） mA(峰值)。 表1 SG3525管脚与功能表编号功能1误差放大器反向输入端2误差放大器同向输入端3振荡器外接同步信号输入端4振荡器输出端5振荡器定时电容接入端6振荡器定时电阻接入端7振荡器放电端8软启动电容接入端9PWM比较器补偿信号输入端10外部关断信号输入控制端11输出端A12信号地13输出级偏置电压输入端14输出端

16、B15输出电源接入端16基准电源输出端SG3525是一种性能优良、功能齐全和通用性强的单片集成PWM控制芯片，它简单可靠及使用方便灵活，输出驱动为推拉输出形式，增加了驱动能力；内部含有欠压锁定电路、软启动控制电路、PWM锁存器，有过流保护功能，频率可调，同时能限制最大占空比。内部框图如图2所示.SG3525内置了5.1V精密基准电源，微调至1.0%，在误差放大器共模输入电压范围内，无须外接分压电组。SG3525还增加了同步功能，可以工作在主从模式，也可以与外部系统时钟信号同步，为设计提供了极大的灵活性。在振荡器定时电容接入端和振荡器放电端之间加入一个电阻就可以实现对死区时间的调节功能。由于SG

17、3525内部集成了软启动电路，因此只需要一个外接定时电容。图2 SG3525内部结构图SG3525的软启动接入端上通常接一个软启动电容。上电过程中，由于电容两端的电压不能突变，因此与软启动电容接入端相连的PWM比较器反向输入端处于低电平，PWM比较器输出高电平。此时，PWM琐存器的输出也为高电平，该高电平通过两个或非门加到输出晶体管上，使之无法导通。只有软启动电容充电至其上的电压使软启动电容接入端处于高电平时，SG3525才开始工作。由于实际中，基准电压通常是接在误差放大器的同相输入端上，而输出电压的采样电压则加在误差放大器的反相输入端上。当输出电压因输入电压的升高或负载的变化而升高时，误差放

18、大器的输出将减小，这将导致PWM比较器输出为正的时间变长，PWM琐存器输出高电平的时间也变长，因此输出晶体管的导通时间将最终变短，从而使输出电压回落到额定值，实现了稳态。反之亦然。 外接关断信号对输出级和软启动电路都起作用。当外部关断信号输入控制端上的信号为高电平时，PWM琐存器将立即动作，禁止SG3525的输出，同时，软启动电容将开始放电。如果该高电平持续，软启动电容将充分放电，直到关断信号结束，才重新进入软启动过程。注意，外部关断信号输入控制端不能悬空，应通过接地电阻可靠接地，以防止外部干扰信号耦合而影响SG3525的正常工作。 欠电压锁定功能同样作用于输出级和软启动电路。如果输入电压过低

19、，在SG3525的输出被关断同时，软启动电容将开始放电。此外，SG3525还具有以下功能，即无论因为什么原因造成PWM脉冲中止，输出都将被中止，直到下一个时钟信号到来，PWM琐存器才被复位。4.3 SG3525应用电路R8、C2、R30为SG3525的定时电容和定时电阻，用于控制SG3525输出的基准PWM的频率，SG3525的锯齿波有SG的锯齿波有RT和CT产生，锯齿波频率由下面公式给出：为时钟频率（KHz）；为外接电阻（K）；为外接电容（uF）；RD为引脚6、7间跨接的电阻值。图3 SG3525应用电路C13与SG3525的软启动电容接入端连接，用于软启动控制，功率控制信号信号电压跟随器后

20、经R1传送到SG3525的误差放大器反向输入端，用于控制整个系统输出地功率，R3与R2组成串联电路，中间连接点为4V，保护信号经电压比较器与4V比较后，运放输出管输出相应的高低电平，经D3后，接到SG3525的软启动电容接入端，当输出高电平时，D3截止，SG3525正常工作，当输出为低电平时，D3导通，C13放电，软启动电容接入端为低电平，SG3525停止工作，不向外输出信号，已达到保护器件作用。R12、R13主要用于信号传输及隔离作用。C5主要用于调节SG3525的死区时间。如图3所示。5功率调节电路设计5.1 所用芯片介绍随着电子技术的飞速发展，如今PWM技术也应用非常广泛，本设计采用的A

21、Tmega16单片机是基于增强的AVR RISC结构的低功耗8 位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmega16 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。所有的寄存器都直接与算逻单元(ALU) 相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC 微控制器最高至10 倍的数据吞吐率。具有PWM功能的定时器，可以很方便的产生PWM信号，用来控制电路的功率。有快速PWM和相位修正PWM多种模式，在本设计里采用快速PWM来控制功率。5.2 PWM工作原理快速

22、PWM 模式可用来产生高频的 PWM 波形。计数器从BOTTOM计到MAX，然后立即回到BOTTOM重新开始。对于普通的比较输出模式，输出比较引脚OC0在TCNT0与OCR0匹配时清零，在 BOTTOM 时置位；对于反向比较输出模式， OC0 的动作正好相反。由于使用了单斜坡模式，快速PWM 模式的工作频率比使用双斜坡的相位修正 PWM 模式高一倍。此高频操作特性使得快速 PWM 模式十分适合于功率调节，整流和 DAC 应用。高频可以减小外部元器件 ( 电感，电容 ) 的物理尺寸，从而降低系统成本。工作于快速 PWM 模式时，计数器的数值一直增加到MAX，然后在后面的一个时钟周期清零。图中柱状

23、的 TCNT0 表示这是单边斜坡操作。方框图同时包含了普通的 PWM 输出以及反向 PWM 输出。TCNT0 斜坡上的短水平线表示 OCR0和 TCNT0 的比较匹配。下图是快速 PWM 模式时序图图4 快速PWM时序计时器数值达到 MAX 时 T/C 溢出标志 TOV0 置位。如果中断使能，在中断服务程序可以更新比较值。工作于快速 PWM 模式时，比较单元可以在 OC0 引脚上输出 PWM 波形。设置 COM01:0为2可以产生普通的PWM信号；为3则可以产生反向PWM波形，要想在引脚上得到输出信号还必须将 OC0 的数据方向设置为输出。产生 PWM 波形的机理是OC0寄存器在OCR0与TC

24、NT0匹配时置位(或清零)，以及在计数器清零(从MAX变为 BOTTOM) 的那一个定时器时钟周期清零 ( 或置位 )。输出的 PWM 频率可以通过如下公式计算得到：变量N代表分频因子 (1、 8、 64、 256 或 1024)。OCR0寄存器为极限值时表示快速PWM模式的一些特殊情况。若OCR0等于BOTTOM，输出为出现在第MAX+1个定时器时钟周期的窄脉冲；OCR0为MAX时，根据COM01:0的设定，输出恒为高电平或低电平。通过设定 OC0 在比较匹配时进行逻辑电平取反 (COM01:0 = 1)，可以得到占空比为 50%的周期信号。OCR0 为 0 时信号有最高频率 foc2 =

25、fclk_I/O/2。这个特性类似于 CTC 模式下的 OC0 取反操作，不同之处在于快速 PWM 模式具有双缓冲。5.3 输出电流采样输出电流采样电路是反馈输出电流的变化。以便控制系统能够及时的改变输出的频率，以保证输出回路工作在谐振状态，保证输出的最大值。L2是互感线圈，感应输出的电流已电压的形式表现出来，经D14整流桥整流后，在经过C9 、C10进行滤波，R4、R5为假负载。经过C10滤波后送至单片机控制系统进行采样处理。输出电流采样电路原理图如图5所示，图5 输出电流采样5.4 单片机控制系统5.4.1 ATMEGA16L介绍ATMEGA16L为低压型单片机，工作电压范围2.7V-5.

26、5V，速度是普通单片机的12倍，采用先进的RISC结构。采用先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATMEGA16L 的数据吞吐率高达1 MIPS/MHz，ATMEGA16L 内部有：16K字节的系统内可编程Flash(具有同时读写的能力，即RWW)，512 字节EEPROM，1K 字节SRAM，32 个通用I/O 口线，32 个通用工作寄存器，用于边界扫描的JTAG 接口，三个具有比较模式的灵活的定时器/ 计数器(T/C),片内/外中断，可编程串行USART，有起始条件检测器的通用串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的ADC ，具有片内振荡器的可编程看门狗定时器，一个SPI 串

27、行端口。管脚如图6所示，图6 ATMEGA16L管脚图各管脚功能如下1.VCC 数字电路的电源 2.GND 地 3.端口 A(PA7.PA0) 端口A做为 A/D 转换器的模拟输入端。 端口 A 为 8 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口 A 处于高阻状态。 4.端口 B(PB7.PB0) 端口B为 8 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内

28、部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口 B 处于高阻状态。 端口B也可以用做其他不同的特殊功能，这里不在叙述。5.端口 C(PC7.PC0) 端口 C 为 8 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口C处于高阻状态。如果 JTAG接口使能，即使复位出现引脚 PC5(TDI)、PC3(TMS) 与 PC2(TCK) 的上拉电阻被激活。6.端口 D(PD7.PD0) 端口 D 为 8

29、 位双向 I/O 口，具有可编程的内部上拉电阻。其输出缓冲器具有对称的驱动特性，可以输出和吸收大电流。作为输入使用时，若内部上拉电阻使能，则端口被外部电路拉低时将输出电流。在复位过程中，即使系统时钟还未起振，端口 D 处于高阻状态。 端口 D 也可以用做其他不同的特殊功能，这里不在叙述。 7.RESET 复位输入引脚。持续时间超过最小门限时间的低电平将引起系统复位。门限时间见 8.XTAL1 反向振荡放大器与片内时钟操作电路的输入端。 9.XTAL2 反向振荡放大器的输出端。 10.AVCC AVCC是端口A与A/D转换器的电源。不使用ADC 时，该引脚应直接与VCC连接。使用ADC时应通过一

30、个低通滤波器与 VCC 连接。 11.AREF A/D 的模拟基准输入引脚。5.4.2 单片机最小系统单片机最小系统包括复位电路、振荡电路、供电电路。单片机系统复位时系统所有寄存器全部被设为初始值，单片机IO口默认为输出且为1。ATMEGA16L单片机有五个复位源：包括上电复位、 外部复位、 看门狗复位、 掉电检测复位、 JTAG AVR复位。本系统使用上电复位。电路图如图7所示。图7 复位电路单片机供电电路采用三端稳压器7805进行供电，并且在其两端加入高低同滤波器滤除其纹波，得到比较平滑的直流电。电路如图8所示图8 供电电路ATMEGA16L单片机内部自带有ADC功能，所以本系统不再使用其

31、他AD芯片。但其供电将进行单独供电，并采用型滤波器进行滤波，以保证ADC模块供电电压稳定且纹波小。防止因供电电压而造成的误测量。C2、C3、L1组成型滤波器。C4是对ADC的基准电压进行滤波。电路原理图如图9所示。图9 ADC电路原理图6 键盘电路键盘电路采用普通按键及外加上拉电阻形式，在按下键盘时会产生抖动现象，键盘消除抖动的方式有两种：一种是硬件消抖，另一种是软件消抖。常采用软件消抖的方式。即检测出键盘闭合后执行一个延时程序，产生510ms的延时，让前沿抖动消失后，再一次检测按键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有键按下。当检测到按键释放后，也要给5-10ms的延时，待后沿抖动消

32、失后，才能转入该键的处理程序。电路原理图如图10所示。图10 按键输入原理图7 显示电路显示电路主要显示系统工作频率、工作电流、功率等级。它采用1602液晶显示。其好处在于节省电路板面积，显示直观好看，并且正常工作时功耗比较低。1602的主要参数有显示容量、芯片工作电压、工作电流、字符尺寸。其显示容量为16*2字符，芯片工作电压为5V，工作电流为2mA，字符尺寸为2.95*4.35（WXH）mm，其管脚及其对应的名称如下表3所示，表3 1602管脚及名称编号符号名称1VSS电源地2VDD电源正极3VL液晶显示偏压信号4RS数据/命令选择端（H/L）5R/W读写选择端（H/L）6E使能信号7D0

33、Data I/O8D1Data I/O9D2Data I/O10D3Data I/O11D4Data I/O12D5Data I/O13D6Data I/O14D7Data I/O15BLA背光源正极16BLK背光源负极电路原理图如图11所示,电位器RP1用于调节液晶1602的亮度。图11 1602显示电路8 功放电路为了使SG3525的输出信号能够推动换能器工作，所以输出电路采用互补推挽输出电路。SG3525输出的两路互补PWM信号经R12、R13送至CMOS管Q1、Q2，使Q1、Q2工作在互补状态，提高工作效率。经互感器T1、T2后，经电阻分压后推动Q3、Q4工作，220V市电经过D10、

34、D11、D12、D13整流后，经C12滤波，C10、R20、C11、R21、C9、R23、Q3、Q4组成电桥，电流流过L1、L2。经L4与L2线圈互感之后，与 L5、C16、C17、C18、C19及换能器组成谐振回路进行谐振，从而推动换能器震动。达到物料筛选的目的。根据计算以及实际调试可得到负载的功率是在88W左右，通过的电流在400mA左右，所需电压在220V左右。电路如图12所示。图12 功放电路9 软件控制系统系统主要流程图如图13所示，主要分为主程序、频率产生、按键扫描程序、显示子程序。该系统首先进行初始化， 然后执行频率产生程序，再执行显示子程序，最后执行按键扫描子程序，同时对输出电

35、流进行采样，进行显示。开始主程序系统初始化电流检测显示程序键盘扫描判断键值并执行结束按键是否按下图13 主程序流程图10 结束语经过两个月的实验与调试，以单片机为控制核心的颗粒物料筛分系统已经调试成功了，达到了预期的设计要求并很好的实现各项功能，并成功应用与工业生产中。本系统使用方便、安全可靠。随着社会的发展，科技的进步，人们的要求也是越来越高，不仅要求产拥有先进的技术，还要求产品外观具有一定的美观舒适。由于产品外观使用的是颗粒材料，所以材料的筛选就显得及其重要。颗粒物料筛选系统会有更好的发展前景。我坚信通过实际应用中不断改善，程序优化后，性能会更好，将来会有一个不错的发展空间。致谢这次毕业设

36、计是在导师的精心指导和大力支持下完成的。在课题选定、理论基础和方案的论证上，老师为我们做了认真的分析和耐心的讲解，还给我们提供市场上已有的控制系统让我们参考，让我们少走了许多弯路，已有的成品也给我们再设计带来了很多启发。所以说，从理论指导到实际操作陈老师也给我提供了极大的帮助。他思路开阔、治学严谨、平易近人处事态度和幽默风趣的话语，让我们在学习知识和解决问题时感到无比的轻松和愉快。至此论文定稿之际，对老师表示衷心的感谢! 感谢老师能在繁忙的教学之中抽出时间为我提供耐心的指导，帮我们解决在设计过程中遇到的种种问题。在做毕业设计期间，还有徐老师和邵老师级陈老师的热心关注及同学的鼎力帮助，有了他们，

37、我才能克服各种困难，顺利完成毕业设计和论文。在这里一并向他们表示感谢！最后，再次向各位领导、各位老师致以衷心的感谢！参考文献1汪道辉.单片机系统设计与实践M.北京：电子工业出版社，20062马超,詹卫前. ATmega16原理及应用手册M.北京：清华大学出版社，20053沈祥智.浅析振动筛效率的影响因素J.矿业快报,2007(5）:86_874韩志军,沈晋源,王振波.单片机应用系统设计M.北京：机械工业出版社，20055林书玉.超声换能器的原理及设计M.北京：科学出版社，20046张军,宋涛.AVR单片机C语言程序设计实例精粹M.北京：电子工业出版社，20097朱飞,杨平.AVR单片机C语言开

38、发入门与典型实例M.北京：人民邮电出版社，20098黄智伟.全国大学生电子设计竞赛系统设计M.北京：北京航空航天大学出版社，20119黄智伟.全国大学生电子设计竞赛电路设计M.北京：北京航空航天大学出版社，201110黄智伟.全国大学生电子设计竞赛常用电路模块制作M.北京：北京航空航天大学出版社，201111黄智伟.全国大学生电子设计竞赛技能训练M.北京：北京航空航天大学出版社，201112黄智伟.全国大学生电子设计竞赛制作实训M.北京：北京航空航天大学出版社，201113黄智伟.全国大学生电子设计竞赛指导系列全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解M.北京：北京航空航天大学出版社，201114

39、高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程:模拟电子线路设计M.北京：电子工业出版社，200715高吉祥.全国大学生电子设计竞赛培训系列教程:基本技能训练和单元电路设计M.北京：电子工业出版社，200716陈永真,韩梅,陈之勃.全国大学生电子设计竞赛指导系列全国大学生电子设计竞赛硬件电路设计精解M.北京：电子工业出版社，200917蓝和慧,宁武,闫晓金.全国大学生电子设计竞赛指导系列全国大学生电子设计竞赛单片机应用技能精解M.北京：电子工业出版社，200918全国大学生电子设计竞赛组委会. 第九届全国大学生电子设计竞赛获奖作品选编M.北京：北京理工大学出版社，201019高吉祥. 数字系统与自

40、动控制系统设计M.北京：电子工业出版社，200720李朝青.单片机原理与接口技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2005附录二 程序清单#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar table=0123456789;uint mega16ad=0,j=0;uchar jiaflag,jianflag,funtion=0,flag;uint aa;char chuz=50;long int f;void delay(uint z)/延时1ms uint x,y; for(x=0;xz;x+

41、) for(y=0;y1141;y+); uint mega16_ad(uchar channel) uint addata; DDRA&=BIT(channel);/定义通道的输入端口 PORTA&=BIT(channel);/定义通道的输入为不带上拉电阻 ADMUX=0x40|channel;/选择通道 5V基准 ADCSR=0X80;/设置为ADC模式 ADCSR|=BIT(ADSC);/AD开始转换 while(!(ADCSR&(BIT(ADIF);/等待转换 addata=ADCL;/读出低位转换数据 addata=addata+ADCH*256;/读出高位数据*256再加上低位的数

42、据 return addata;/返回数据write_com(uchar com) PORTA&=BIT(3); delay(10); PORTC=com; delay(10); PORTA|=BIT(2); delay(10); PORTA&=BIT(2);write_data(uchar date) PORTA|=BIT(3); delay(10); PORTC=date; delay(10); PORTA|=BIT(2); delay(10); PORTA&=BIT(2);init_1602() write_com(0x38); delay(10); write_com(0x0f); d

43、elay(10); write_com(0x06); delay(10); write_com(0x01); delay(10); write_com(0x80);uint lvbo() uint date,temp,i; uint zu=0; for(i=0;i10;i+) temp=mega16ad*500.0/1024; zu=zu+temp; delay(100); date=zu/10; return date;show()j=mega16ad*500.0/1024;j=lvbo();write_com(0x80);write_data(tablej/100);delay(1);wr

44、ite_data(.);delay(1);write_data(table(j/10)%10);delay(1);write_data(tablej%10);delay(1);write_data(A);write_com(0x80+0x40);aa=f;write_data(tableaa/10000);delay(1);write_data(table(aa%10000)/1000);delay(1);write_data(table(aa%1000)/100);delay(1);write_data(table(aa%100)/10);delay(1);write_data(tablea

45、a%10);delay(1);write_data(H);write_data(z);write_data( );write_data( );write_data(P);write_data(o);write_data(w);write_data(e);write_data(r);write_data(:);write_data(tablechuz/10);delay(1);keyscan() uchar temp; DDRB=0X00; PORTB=0XFF; temp=PINB; if(temp&0x0f)!=0x0f) delay(10); temp=PINB; if(temp&0x0f)!=0x0f) flag=1; if(temp&0x0f)=0x0e) deal(); if(temp&0x0f)=0x0d) jiaflag=1; if(temp&0x0f)=0x0b) jianflag=1; while(temp&0x0f)!=0x0f)temp=PINB; deal() write_com(0x80+0x42); if(funtion!=0) funtion=funtion; f=38000; show(); OCR1A=6000000/f