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1、马铃薯分级机电控制系统设计学院：工学院班级：07农电班指导老师：高晓阳姓名：陈文杰一、设计背景及意义甘肃地处西北内陆，气候干旱少雨，农业生产受气候环境因素的影响较大，制约着农业生产的持续稳定发展和农民收入的快速增加。但是，甘肃干旱半干旱农业区的马铃薯生产条件相对较好，是我国马铃薯的优良生产基地，尤其是马铃薯品质和加工产量在全国已有相当的知名度，它是甘肃农业产业化和农民增收的一条新路。探索和研究马铃薯分级机电控制系统，对于提高产品品质，打造和树立甘肃农产品名牌，降低加工成本，增加市场竞争力等都具有重要的现实意义和科学价值。二、设计目的设计马铃薯分级机电控制系统，是结合甘肃省实际而进
2、行的研究任务，通过马铃薯分级机电控制系统的设计可以在很大程度上减少人力资源，提高马铃薯分级的效率，减少对马铃薯的损伤，提高马铃薯在国际上的竞争力。三、马铃薯的国家分级标准等级标准用途一级质量大于300g，大小均匀，表面损伤不严重适合切片，切条等深加工二级质量介于150g—300g，表面无损伤重适合直接出售三级质量小于150g,表面有损伤，适合做淀粉四、方案选择通过查阅资料和老师的指导，最终对马铃薯电控制系统分级机制定了整体设计方案，并与马铃薯常规机械化分级机进行了方案对比，设计出了具体方案如下：方案一：方案二：常规机械化分级机方案电控制系统分级方案通过对方案一和方案二的比较分析，
3、对于方案一来说，属于纯粹的机械分级，整个设计较简单易于实现，需要的经费较低，但对马铃薯的擦伤较大，分级精度不高，易出现串级；对于方案二来说，对马铃薯的擦伤较小，分级精确度较高，但对于整个系统来说需要从软件和硬件两个方面进行设计和调试，难度较大，需要经费较高。综上所述：方案二的效率高，所以选择方案二为佳。五、传输装置传输装置我们采用两根传送带，这两根传送带构成”V”形，以确保每次只有一个马铃薯通过.通过调节传送带的速度来调节马铃薯的传送速度，使马铃薯的传送速度与程序相配合，以达到最高的效率．通过传送带将马铃薯传送到一个带有压力传感器的平板上，通过传感器将压力信号转换成电信号输送到单
4、片机内。传输装置结构简图如下所示：经过单片机的分析后把信号给继电器驱动电路1和2，继电器1和2由驱动电路驱动动作后，使拨动机构通电而动作，达到分级目的。六、传感器及放大电路这里我选则型号为FJ21型的传感器，考虑到FJ21型传感器其输出只有1.0—4.0mv,显然这样的输出电压太小单片机系统无法进行处理，因此需要在传感器之后加一个放大环节，对传感器的输出信号进行1000倍的放大，达到单片机所允许的电压（0—5V）后，才能使单片机进行判断和处理。放大电路图右图所示：七、滤波电路的设计为防止干扰信号，可以通过滤波电路来消除干扰，提高精度。具体电路如下：需要把压力经过传感器转换成连续变
5、化的模拟电信号，这些模拟电信号必须转换数字量后才能在单片机中用软件进行处理，单片机处理完毕的数字量需要转换成模拟信号才能输出。八、A/D转换及单片机系统：传感器的输出电压信号，单片机处理的16进制数，以及对应的马铃薯的质量关系如右表所示：九、单片机系统电路十、继电器驱动电路开机时，单片机初始化后的P2.2/P2.3端口为低电平“0”，三极管不导通，所以开机后继电器常开触点始终处于断开状态，如果P2.2或者P2.3端口为高电平“1”，就会使相应的三极管导通，相应继电器的常开触点就会闭合，以及相应拨动机构的电路导通。继电器线圈两端反相并联的二极管是起到吸收反向电动势的功能，保护相应的
6、驱动三极管。十二、单片机软件控制1.程序流程图如下：开始初始化P2.2端口输出P2.3端口输出读A/D数据XX<150gX=0?X>300gNNNYYY2.主程序：LOOP:MOVDPTR,#0FF82H;读AD转换的数据MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#0FF91HWAIT:MOVXA,@DPTRJNBACC.0,WAITMOVDPTR,#0FF82HMOVXA,@DPTRMOVR0,ACJMPA,#00H,NZEROAJMPLOOPNZERO:CLRC;判断土豆的重量CJNEA,#99HMOVA,CJNZXIAOTODMOVA,R0CLRCCJNEA,#99HMOVA,
7、CJZDATODXIAOTOD:MOVDPTR,#0FF90H；处理小土豆MOVA,#7FHMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#0FF991HMOVA,#0FDHMOVX@DPTR,AMOVA,#OFFHMOVX@DPTR,ADATOD:MOVDPTR,#0FF91H；处理大土豆MOVA,#7FHMOVX@DPTR,AMOVDPTR,#0FF991HMOVA,#0FDHMOVX@DPTR,AMOVA,#OFFHMOVX@DPTR,A;DELAY1:MOVR0,#0;DELAY
