电科本1001+基于单片机的频率计设计

商丘学院本科毕业设计(论文)

摘 要

. 桨叶式混凝土搅拌机是一款小型搅拌机，主要适用于较小的建筑工程，是非常重要的建筑机械。它是强制式卧轴搅拌机的一种，不但能搅拌干硬性混凝土，而且能搅拌轻骨料混凝土，是一款多功能搅拌机。在搅拌过程中，通过搅拌轴的回转运动来带动搅拌叶片对筒内物料进行剪切、挤压和翻转推移等搅拌作用，使物料在相对的剧烈运动中的得到充分的拌合，因而它具有拌合质量好、能耗低、效率高等优点。现代建筑工程中搅拌机的广泛应用，不仅减轻了工人的劳动强度，还提高了混凝土工程的质量，对我国的基础设施建设做出了很大贡献。该类型搅拌机的主要组成结构包括：传动系统、搅拌系统、上料系统、卸料系统、电气控制系统等零部件。在本次设计中主要设计的是外壳和搅拌轴，还确定了上料、卸料的方式以及叶片的结构，并对部分零部件进行了校核，使之满足不同场合的工作要求。

关键词：混凝土搅拌机、质量、能耗、效率

I

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Abstract

. Blade type concrete mixer is a small mixer, mainly is suitable for the small construction projects, it is very important to construction machinery.It is a kind of forced horizontal-axis mixer ，not only can mix the dry and rigid concrete, but also can stir light weight aggregate concrete，is a new multi-functional mixer。In mixing process, through the rotary motion of stirring shaft of mixing blades to drive the material in the cylinder of shear, squeezing and flip elapse, make the material such as mixing effect in the relatively intense exercise fully with white, so it would be of good quality, low energy consumption, higher efficiency. Modern architectural engineering of mixer widely used, not only reduce the labor intensity of the workers, but also improves the concrete engineering quality, has made a great contribution the infrastructure construction of our country. This type of main composition structure including blender, transmission system, mixing system, feeding system, unloading system and electrical control system components. In this design, we mainly on the transmission scheme selection and design calculation, also identified loading, unloading and ways of blade structure, and checks for some parts to meet different occasions work requirements.

Keywords: . concrete mixer, quality, energy consumption, efficiency

II

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目 录

1 绪论 ........................................................................................................................................... 5

1.1混凝土搅拌机项目研究的目的及意义…………………………………………………5 1.1.1混凝土的组成………………………………………………………………………….6 1.1.2搅拌的任务…………………………………………………………………………….6 1.1.3设计混凝土搅拌机的意义…………………………………………………………….6 2 技术设计任务书 ....................................................................................................................... 8

2.1搅拌机设计的依据及参数………………………………………………………………8 2.2搅拌机的工作范围及用途………………………………………………………………8 2.3混凝土搅拌机总体布局及结构概述……………………………………………………8 2.4搅拌机的关键技术………………………………………………………………………8 3 搅拌机的主参数及各部件的设计计算 ................................................................................. 10

3.1总体设计方案…………………………………………………………………………..10 3.1 单片机控制模块 ............................................................................................................ 3

3.1.1 STC89C52管脚功能说明 .................................................................................. 3 3.1.2 复位电路 ............................................................................................................. 4 3.1.3 时钟电路 ............................................................................................................. 5 3.2 信号放大模块 ................................................................................................................ 6

3.2.1 信号放大电路 ..................................................................................................... 6 3.3 信号整形模块 ................................................................................................................ 6

3.3.1 74HC14施密特触发器介绍 ............................................................................... 7 3.3.2 整形电路 ............................................................................................................. 8 3.4 分频模块 ........................................................................................................................ 8

3.4.1 74HC390介绍 ..................................................................................................... 9 3.4.2 分频电路 ........................................................................................................... 10 3.5 显示模块设计 .............................................................................................................. 10

3.5.1 1602字符型LCD简介 .................................................................................... 10 3.5.2 显示电路 ........................................................................................................... 12

4 系统软件设计 ......................................................................................................................... 13

4.1 主程序流程图设计 ...................................................................................................... 13 4.2 程序设计 ...................................................................................................................... 14

III

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4.2.1 主函数 ............................................................................................................... 14 4.2.2 分频处理算法设计 ........................................................................................... 14 4.2.3 显示函数 ........................................................................................................... 16

5 系统仿真与硬件调试 ............................................................................................................. 17

5.1 Keil和Proteus软件介绍 ............................................................................................ 17 5.2 程序检验及仿真 .......................................................................................................... 18 5.3 实物制作及检验 .......................................................................................................... 18 6 结论 ......................................................................................................................................... 19 参考文献 ....................................................................................................................................... 21 致 谢 ............................................................................................................................................. 22 附录A 原理图 ........................................................................................................................... 23 附录B PCB图 ........................................................................................................................... 24 附录C 1602液晶标准字符库表 .............................................................................................. 25

IV

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1 绪论

数字式频率计简称为DFM，也称作数字频率表或电子计数表。在仪器仪表和电子测量专业领域中是测量频率与周期等参数的重要测量工具。从上世纪50年代至今，随着科学技术的不断进步，数字仪表技术也得到了蓬勃发展，日新月异。 曾经兴极一时的的振簧式频率表已变为了测频测量仪器发展历史上的收藏品；电动式、铁磁电动式结构的指针型频率表也渐渐被数字式频率表给替代；具有分立电子元件的数字式频率计已发展成为采用大规模集成电路的智能数字频率计。例如：E312A乃为利用大规模的集成电路的E312号的更新产品，然而EE3301（机内引入MC6800）、EE3366乃为智能数字频率计数器。现在，随着大规模和超大规模数字集成电路技术、电子通讯技术与微控制器技术的不断融合，数字频率计已经发展进入了智能化和微型化的新阶段[1]。现在的电子计数仪产品和功能多样化的数字式频率测量仪器，不仅大量应用于工业自动化、农业生产、军事装备、电子医疗、日常生活等领域，还被应用于计算机及各种带有LED、LCD数字显示单元的多种仪器仪表以及诸多的高新技术领域中。

频率仪器是数字电路中的一个典型应用，使用十进制数来显示待测信号频率的一种检测设备。它既能够检测出矩形信号，正弦信号，三角信号，锯齿信号以及其他在子单位时间内按一定规律变化的信号的频率，还可以计算出他们的周期。我们简单对它加以改造的话，他还能够检测信号脉冲的宽度，以此可制造出脉宽检测的设备：能见检测电容器进而制造出数字显示的电容容量测试设备；在设计中添加一些特定功能的传感器，我们还能够制造出脉搏心率检测仪，计程车计价仪等。

数字频率计的设计原理其实就是检测单位时间内的周期个数。一般就是检测一秒钟之内被检测的信号的有效脉冲个数，这时候就认为闸门的时间是一秒钟。闸门的时间大于或者小于一秒钟都是可以的。闸门的时间愈久，最终得出的频率的数值就会更加精确，闸门持续的越久，测量频率的时间间隔就会变得更大。闸门的持续的愈短促，频率数值的刷新频率就会愈高，而且最终得到的频率数值的精确度也会被影响到。在电子仪表仪器检测这个范畴内，对精度要求最高的那就是频率计，能够达到10至10e?13这样的数量级。所以在生产生活的社会实践里我们遇到的大部分物理量，像是：加速度、速度、位移、振动、PH值、液位、温度、流量、压力，甚至是各种气体的含量比例等都能够用传感器换算为信号的频率量，最后用数字频率仪表检测，就能够大大提高测量精度[2]。

本设计即为一个基于单片机的数字频率计，它通过74HC390芯片进行分频，克服了单片机难以处理高频信号的困难，并使用LCD1602液晶显示进行输出，理论精确度为20万分之一。

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