基于单片机的农用除杂电风扇系统设计

基于单片机的农用除杂电风扇系统设计
摘要:随着农业现代化的实施,农业机械化是农业现代化发展的主要方向。此次设计就是将单片机与电动机还有风扇结合起来。基于单片机控制电动机带动风扇的运行。本课题首先提出基本的需求与总体方案,提出基于单片机的系统技术指标,对系统的机械结构进行详细分析设计。并对关键零件进行计算,其次,根据控制要求,确定控制系统总体方案。在原有的平台上扩展相应的单片机硬件系统。重点研究单片机控制电动机的运行程序编写,然后利用仿真软件进行系统仿真,最后阐述此次设计的收获。
(单片机、风扇电机、转动轴、风叶、带轮、仿真)
The system design of a single chip microcomputer based on a hybrid electric fan.
Abstract: With the fact of agricultural modernization, agricultural mechanization is the main direction of agricultural modernization.the design is to combine the MCU with the motor and the fan.the operation of the fan is driven by the single chip computer contromotor,This paper firstly puts forward the basic requirements and the overall plan, puts forward the system technical index based on the single chip microcomputer, and analyzes and designs the mechanical structure of the system.And the key parts are calculated. Secondly, the overall scheme of the control system is determined according to the control requirements.Expand the corresponding SCM hardware system on the original platform.This paper focuses on the programming of single chip microcomputer control motor, then USES simulation software to carry out system simulation, and finally expatiates the harvest of this design.
(Singlechp、Fan、electromotor、axis of rotation、fan blade、Wheel、simulatio)

                                                                                          
第一章 绪论
1.1 课题背景及发展现状
自古以来中国是个农业大国,在发达国家支柱产业组成中,最基础、最不可或缺的农业,农业的发展情况关乎民众的生计。根据世界农业发展方向分析,农用应该朝着由机械代替人工、并且科技含量高的方向发展。实现农业现代化最基础的是实现农业机械化,这时农业发展的主要方向。在国家出台的农业发展政策中,最主要的要求是农业科研取得成果、加快智能化、机械化建设,要提高产品在行业的竞争优势,增高农民的热情,坚持理论研究与基础研究相互结合创新发展。
农业生产中最基础的要求是实现农业现代化,这时农业生产中取得成果最坚实的保障。在农业方面最能体现出先进性的就是实现机械化,它是一个国家实现农业现代化、机械化的体现。但是由于我国国土面积大,受到地形、地理位置多样化的影响,而且受到其他因素的影响,西部地区经济步伐较为缓慢。在这些地区中经济发展较快、经济条件较好的地区由于科技,经济等优势,在实现机械化化的路上走得较远,成果较为丰富,在我国偏远西部地区由于各种因素制约,经济、科技力量发展水平不高,因此在实现农业现代化的进程中投入资金比东部少,与其他东部发达省份相比较农业机械化进程缓慢,资金投入少。这些因素大大滞缓了我国实现农业现代化的脚步。
我国对于这一领域的研究已经开始几十年,但是由于各种原因,情况并不理想。目前亿鼎博手机版外对于这一领域的研究投入比较大,在农业机械领域市场需求规模很大,而设计机械的技术难关已经突破,技术都已经很成熟,只要投入大量资金即可。目前农业机械朝着多功能,智能化的方向发展,这也是所有制造业的发展方向。在目前亿鼎博手机版市场在从2010年的20 万台增到40万台以上,增长率达到百分之二百以上,而且在这一市场没有出现饱和状况,还有继续增加的潜力。再过对于这一领域的研究比我国起步的早,研究深度大,在国外,发达国家已经是先农业现代化,农机已经在生产中大会莫使用,而且小型机械中的占比较大,大中型机械的占比较低,产生急需机械供不应求的为难情况;目前在农机市场上一般的机械价格在5-10万元,仅仅是小型机械就需要1-2万元,农民在农机方面的投入太大,成本太高,而且收回成本的时间太长。而我国目前农民的收入状况却并不理想农民没有多余的资金购买机械产品。在全国范围内各级政府出台政策鼓励农民购买机器的热情,但是从现状来看效果并不明显;农民花费资金购买机器后利用率不高,主要是度没有进行大规模的农机技术培训教学,造成即使能够买得起农机,但是在使用上却不会,没有指导。我国正在加紧推广农机覆盖面积,争取早点实现这一目标。
1.2 研究目的和意义
此课题主要研究电动机带动风扇将粮食中的糠吹干净的机器,在过去,农村主要靠自然产生的风力来除杂,费时费力,偶然性太大,现在山西、陕西等省份广泛使用了一种电动吹风机,只需要一个小功率电动机带动就可以。采用的电风扇家用的落地风扇与台扇就可以了,在使用时,只需要将风扇抬出放好,电风扇对准风道摆好,接通电源打开电风扇的开关,根据谷子、大豆等的轻重调好风速就好。利用电动机产生的风力代替自然风力,这样就可以大大减少人工成本和劳动强度,提升效率,而且风力均匀,经过电动扇加工后的粮食含杂质率低,而且机器的体积小,重量轻,占地面积小。具有多种优点。可以在北方机械化无法实现的地区推广。
毕业设计是大学生涯中的最后一个阶段,用来培训面向生产、建设、管理的现代化人才,基本核心就是将学生在大学所学的专业知识同基础理论结合起来,通过具体的设计来检验大学生在大学所学的成果。而且同时也可以考察学生的随机处理能力,通过做毕业设计可以考察学生对最基本的设计和工程构造能力的掌握情况,并且可以使学校综合衡量学校教学质量,利于教学管理水平。对于马上毕业即将走入社会的大学生来说,毕业设计是一个很具有意义的训练,与平常老师布置的课后作业有所不同,毕设的难度比起其他的要大很多,因为他需要丰富的知识储备,有些知识可能我们在学校没有学过,这就检验学生的自学能力。在这个过程中困难重重,但是对于我们的帮助也很大,在未来工作的时候收益很多。
1.3本设计的主要内容
    此次设计主要设计一款农业用途的除杂风扇,下面对设计的主要内容和组成结构做一个介绍。首先在第二章主要介绍此次设计准备采用的设计方案,选择其中最符合要求且具有优异性能的方案。对设计中系统准备实现的功能进行介绍,罗列出所需要实现的功能,然后将系统中的组成结构画出一张总的流程图,这要整个系统的组成一目了然。在第三章进行机械设计,这其中包括对传动方式的选择,机械本体的设计,包括风叶的设计,带轮的设计,材料的计算等等。第四章就是控制系统设计,在这一个章节中包括系统的硬件设计和软件设计两大部分,在硬件部分中由单片机最小模块、按键模块、电机驱动模、显示模块和报警模块几部分组成,主要消息的介绍了硬件系统的设计思路和布局。软件设计中主要对电机硬件模块的进行程序设计,将设计思路和过程用流程图的样式表带出来,可以使使用者快速理解设计思路。在第五章中主要进行系统的仿真与调试,首先介绍了程序编辑软件的使用方法和需要注意的事项,然后用方正软件将主题电路图画出来,将编辑好的程序放入,进行仿真,观察是否实现了设计者最初提出的功能.
目录
第一章 绪论 4
1.1 课题背景及发展现状 4
1.2 研究目的和意义 5
1.3本设计的主要内容 5
第二章 系统的总体设计 6
2.1 系统方案设计 6
2.1.1驱动方案设计 6
2.1.2显示方案设计 6
2.1.3传动方案设计 6
2.1.4控制方案设计 6
2.1.5报警方案设计 7
2.2 系统基本功能介绍 7
2.3 系统框图 7
第三章 机械系统设计 8
3.1带传动原理 8
3.2 风叶结构设计 8
3.3风扇支架结构设计 10
3.4 转动轴的设计 11
3.5带轮设计 11
第四章 控制系统设计 14
4.1 硬件设计 14
4.1.1单片机最小系统设计 14
4.1.2按键模块设计 16
4.1.3电动机介绍 16
4.1.4速度传感器介绍 17
4.1.5变频器介绍 18
4.1.6 D/A转换模块设计 20
4.1.7显示模块设计 20
4.1.8报警模块设计 21
4.1.9电源电路设计 21
4.1.10主电路设计 22
4.2软件设计 23
4.2.1主程序 24
4.2.2 报警程序 24
4.2.3显示程序 25
4.2.4 D/A转换程序 26
第五章 系统仿真与结果 27
5.1软件介绍 27
5.2仿真结果 29
第六章 总结与展望 32
参考文献 33

参考文献
   [1] 51单片机应用开发典型范例。刘波编著 电子工业出版社,2014
   [2] 51单片机系统开发与实践 张丽娜等编 北京航空航天大学出版社 2013
   [3] 51单片机课程设计 周向红主编 华中科技大学出版社 2011
   [4] 单片机原理与实例应用 万隆主编 清华大学出版社2011
   [5] 单片机应用技术 单正娅等编 西安电子科技大学出版社 2015
   [6] 机械设计基础 林伟等编 电子工业出版社 2015
   [7] 现代制造工程 刘志主编  电子工业出版社 2003
   [8] 电工与电子技术 陆伟主编 电子科技大学出版社 2008
[9] 变频器与步进驱动技术 向晓汉主编 化学工业出版社 2016
[10]机械设计手册 成大先主编 化学工业出版社 2004

 

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