基于颜色的自动分拣系统方案.ppt

1、a1 应用实例讲解应用实例讲解单片机原理与应用单片机原理与应用主讲人：欧幸福a2能根据实际问题制定基本技术解决方案能根据实际问题制定基本技术解决方案;熟悉单片机控制系统设计的流程和方法熟悉单片机控制系统设计的流程和方法;熟悉和加深理解单片机的外围电路设计和选型，熟悉和加深理解单片机的外围电路设计和选型，了解常用传感器和执行器的原理与使用了解常用传感器和执行器的原理与使用;能读懂教材中的控制实例，学会编写同等难度的能读懂教材中的控制实例，学会编写同等难度的控制程序控制程序.本章学习目标本章学习目标：a3应用背景概述系统设计方案系统详细设计与实现内容提纲系统整体调试与问题解决总结a4一、项目概况一

2、、应用背景有一彩球生产线，生产出的彩球是混合在一起的，现需要按彩球颜色进行分类存放。问题：问题：如何解决？如何解决？a5一、项目概况（二）传统人工分拣方法的缺陷1人力成本高不断上升不能全天候工作工人劳动强度大人工分拣速度慢、效率低准确度不高：易受工人自身限制面对的问题面对的问题2345a6一、解决思路能否用机器代替人？能否用机器代替人？代替代替：单片机：单片机-大脑大脑代替代替：传感器：传感器-眼睛眼睛代替代替：执行器：执行器-手手现实问题现实问题单片机控制系统单片机控制系统设计问题设计问题二、系统概要设计a7二、系统设计概况1系统设计目标目标：有黑色、白色、蓝色三种种颜色的小球，要求我们的系

3、统把三种颜色的小球分别检测出来放进指定的容器里，系统设计内容2 1.设计整个系统结构，硬件结构和软件架构；2.设计制定方案硬件型号，如单片机、传感器和执行器等器件选型；3.设计开发软件代码，实现系统功能；4.软硬件结合调试，测试系统，验证设计方案。二、系统概要设计a8（一）系统结构示意图三、系统结构总图霍尔开关霍尔开关光电传感器光电传感器颜色传感器颜色传感器供供电电电电路路液液晶晶显显示示单单片片机机按按键键串串口口通通信信步进电机步进电机/气缸气缸语语音音模模块块检测部分检测部分主控部分主控部分执行部分执行部分“眼眼”“脑脑”“手手”二、系统概要设计a9（二）系统结构概述本系统主要是利用颜色

4、传感器采集彩球颜色信息，传送给主控制器，控制器根据颜色信息利用步进电机的角度旋转对物体进行自动分拣。主要模块:1.单片机：主处理器；2.颜色传感器：检测彩球颜色；3.步进电机/气缸：分拣彩球；4.WT588D-16：语音播报模块；5.1602液晶显示器来显示检测结果等信息；6.霍尔传感器控制步进电机回位，光电传感器用于检测是否有彩球存在。二、系统概要设计a10（三）系统功能实现过程开始初始化颜色采样TCS3200颜色识别步进电机步进电机回位白球分拣蓝球分拣白球分拣判断是否有球预警报警/显示单片机处理a11（三）系统整体设计二、系统概要设计a12第一部分第一部分:检测检测颜色传感器颜色传感器TC

5、S3200：由三原色感应原理可知，任何一种颜色都是由红绿蓝组成的，如果已构成某种颜色的RGB的值后，TCS3200就选定对应的滤波器，只允许某种特定的原色通过，输出信号方波频率与所感应的光强成比例关系。这样，通过RGB的值就可以分析投射到TCS3200传感器上的颜色。S0、S1来选择输出比例因子或电源关断式；S2、S3来选择滤波器的类型。三、系统硬件详细设计a13第二部分：主控第二部分：主控p 8k字节字节FLASH闪存闪存，512字节内部字节内部RAMp 32个个I/O口线，三个口线，三个16位定时、计数器位定时、计数器p 一个六向量两级中断结构一个全双工串行通讯口，内置一个精密比一个六向量

6、两级中断结构一个全双工串行通讯口，内置一个精密比较器较器 ，片内振荡器及时钟电路，片内振荡器及时钟电路。单片机STC89C522结构结构在本实验中，单片机用于：在本实验中，单片机用于：p 接收颜色传感器的信号，判断系统是否放入彩球；对彩球颜色进行接收颜色传感器的信号，判断系统是否放入彩球；对彩球颜色进行逻辑判断；发出信号触发液晶显示器显示彩球颜色；驱动步进电机逻辑判断；发出信号触发液晶显示器显示彩球颜色；驱动步进电机（气缸）剔取彩球。（气缸）剔取彩球。1功能功能三、系统硬件详细设计a14步进电动机：步进电动机：用于速度和位置精确控制的特种电机，以固定的角度（称为步距角）一步一步旋转，故称步进电

7、机步进电机。一个脉冲，步进电机前进一步，每一步旋转固定的角度。步进电机分三种：永磁式永磁式、反应式反应式和混合式混合式。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件,即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。所以本系统中利用步进机的角度旋转对物体进行自动分拣。对于控制要求较高的系统最好采用微步电机，精确度更高；为了考虑成本，所以 选用永磁式步进电机。第三部分：执行第三部分：执行三、系统硬件详细设计a15系统电路原理图系统电路原理图三、系统硬件详细设计a16四、系统软件详细设计六、主要软件模块代码extern uint8 STEPDELAY;extern uint16 RGB33

8、;uint8 Mode=0;/*初始化采样标准值时，用于选择当前对哪种颜色进行采样 1：Red 2：Green 3：Blue*/main()Inter_Init();/*中断初始化，允许-优先级-触发方式*/TCS3200_Init();LCD_Init();EA=1;/8细分控制 SW1、2 短接Step_Init();/回原点系统初始化：系统初始化：a17四、系统软件详细设计if(Mode)/每个球采样10次，求平均值 while(Count-)Prameter_Calibration(Mode-1);R+=RGBMode-10;G+=RGBMode-11;B+=RGBMode-12;De

9、lay(10);RGBMode-10=R/10;RGBMode-11=G/10;RGBMode-12=B/10;R=0;G=0;B=0;Count=10;LCD_Disp_Byte_Dec(1,1,RGBMode-10);LCD_Disp_Byte_Dec(4,1,RGBMode-11);LCD_Disp_Byte_Dec(7,1,RGBMode-12);颜色信息处理：颜色信息处理：a18四、系统软件详细设计 Step(STEPBACKWARD,FULLSTEP,9500/18);/*9500/18为步进角*/Read_Voice(0);/这是一颗Delay(1000);Read_Voice(

10、1);/红球Delay(1000);Read_Voice(4);/系统正在为您分拣Delay(1000);Step_Init();/回原点 Delay(1000);break;执行处理：执行处理：2023-5-19a19 系统测试记录及测试结果分析1.步进电机没有回到原点：霍尔传感器出现错误;2.系统没有检测信息：传感器位子没有对准;3.分拣位子送错：步进电机脉冲选择有误；4.芯片不能工作：软件程序没有输入到单片机里;五、系统整体调试与问题解决a20六、总结思考问题：思考问题：如果需要检测彩球是否存在外观缺陷，如何实现？2.风趣问题：肥皂生产中检测肥皂盒中是否存在肥皂;纸盒包装中是纸盒包装中是否有肥皂？否有肥皂？智能智能不代表高技术，智能意味高效！高效！