当单片机输出一个脉冲给图8中的输入管脚P2.3后，555延时芯片U6的输入管脚T将从高电平变为低电平，输出管脚F由低电平变为高电平，图9中的K10所对应的常开开关闭合，电磁继电器K16电磁线圈得电，使得直流电动机转轴以顺时针方向转动导电板51 s，将放在导电板上的非金属垃圾倒人非金属垃圾箱；51 s后，U6 F管脚的电平由高变低，这个下降沿触发U7带清除主从双J-K触发器芯片74LS107N，使得555延时芯片U8输人管脚T电平由高电平变为低电平，2s后再由低电平变为高电平；由于R66和C11组成的延时电路的延时作用，再过大约0.5 s后，U7被复位，其输出端口1Q恢复到低电平，-1Q端口恢复到高电平，为电路下次工作做准备；在U8输人管脚T电平由高电平变为低电平那一瞬间，555延时芯片U8输出管脚F由低电平变为高电平，并维持高电平约51 s，在这段时间电动机被断电，而断电的目的是等待由于惯性还未停止转动的转轴停止转动，等正转停止后，开始准备让电动机反转；555延时芯片U8的延时时间结束后，输出管脚F由高电平变为低电平，这个下降沿触发U9，此后的U9和U10的运作原理写U7和U8一样，电动机开始反转；反转51s后，555延时芯片U10输出管脚T从高电平变为低电平。在变成低电平的一瞬间，常开开关K10和K15都已经打开，图9中的“与非”门芯片U11的输出管脚变为高电平，常闭开关K18打开，直流电动机又一次断电，转轴由于惯性还在转动，将慢慢带动导电板恢复原来的平行位置。这样垃圾箱进行金属和非金属分类整个过程就完成了一次，此时图7中的电磁继电器的常闭开关K2 - K9在单片机的控制下恢复了常闭状态，为下次垃圾分类作准备。

 

3.6系统的软件设计

 

    图10为主程序流程图，系统软件程序包括数据采集、数据处理和对象控制一系列子程序。为了确保把金属垃圾推到垃圾桶里，在设计程序时，电磁铁芯线圈每通一次电立即断电后，电路控制系统便立即检测金属垃圾已经被安培力推在哪几块导电板上面；让金属垃圾再一次通电，电磁铁芯线圈又开始得电产生磁场，金属垃圾在安培力作用下又向放金属垃圾的垃圾箱方向推进了一步。以这种循环方式，直至采集测点输人管脚P2.2为低电平、导电板上没有金属垃圾时，程序才结束数据采集、数据处理程序的循环。循环结束后，程序就进人了对象控制程序，程序开始控制电机转动，在导电板倒完非金属垃圾后转到初始位置，为下一次的分类做准备。管脚P2.4先输出高电平、3s后又输出低电平是为下一次电磁线圈得电产生磁场做准备。

 

4电路仿真和实验结果

4.1电动机转动时间控制电路仿真

    图11所示的电路是电动机转动时间控制电路实现电动机正反转功能的仿真电路图，由3块时基极成电路555和2块下降沿触发带清除主从双J-K触发器芯片74LS 107N以及阻容原件继电器所组成。单片机输出管脚P2.3输出的一个高电平脉冲由5V电压源串联一个开关J1来代替，当开关先闭合1s后再迅速打开，便有

 

一个高电平脉冲产生。P2.3端口没有高电平脉冲输人时，电路处于稳态，发光二极管LED1不发光，继电器常开开关K2不动作；P2.3端口有高电平脉冲输人时，555芯片2脚受低电平触发，电路置位，(OUT) 3脚转呈高电平，常开开关K2关闭，发光二级管LED 1发光，表明定时开始，电动机开始正转。

 

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